Quantum Mechanics A

Numbering Code U-SCI00 22213 LJ57 Year/Term 2022 ・ Second semester
Number of Credits 2 Course Type Lecture
Target Year 2nd year students or above Target Student
Language Japanese Day/Period Fri.1
Instructor name HAGINO KOUICHI (Graduate School of Science Professor)
Outline and Purpose of the Course 量子力学は現代物理学を理解する上で必要不可欠な理論体系である。物性、原子・分子、原子核、素粒子の物理は量子力学を用いて初めて理解でき、また、宇宙物理でも初期宇宙の記述など量子力学が必要となることも多い。この講義では、理学部の最初の量子力学の講義として、古典力学の困難と量子力学の必要性から始め、量子力学の基本的な枠組みを説明する。そして、種々の1次元問題に対してシュレーディンガー方程式を解き、量子力学の基本を理解することを目指す。量子力学では実際に自分で問題を解いて理解を深めることも重要であり、そのための演習問題も随時出す予定である。

Course Goals 量子力学の基本原理を理解し、井戸型ポテンシャルや調和振動子などの一次元系に対して具体的な問題が解けるようになる。
Schedule and Contents 1.序論:古典力学の困難と前期量子論(第1~2週)

2.量子力学と波動関数(第3~7週)
  2.1 波動関数とシュレーディンガー方程式
  2.2 波動関数の確率解釈
  2.3 演算子の期待値
  2.4 演算子のエルミート共役とオブザーバブル
  2.5 演算子の交換関係
  2.6 不確定性関係
  2.7 エルミート演算子の固有状態と完全正規直交性

3.1次元固有値問題(第8~12週)
  3.1 1次元系の特徴
  3.2 井戸型ポテンシャル
  3.3 デルタ関数型ポテンシャル
  3.4 ポテンシャル障壁と量子トンネル現象
  3.5 調和振動子ポテンシャル

4.半古典近似(第13~14週)
  4.1 WKB 波動関数
  4.2 WKB 接続条件
  4.3 ボーア・ゾンマーフェルトの量子化条件
  4.4 1次元トンネル問題

期末試験(第15週)
Course Requirements 「物理学基礎論A、B」「線形代数学」「微分積分学」「解析力学1」「物理のための数学1」を履修しておくことが望ましい。
Study outside of Class (preparation and review) 各自の自主性に任せる。
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