学部前期課程
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最終更新日:2022年10月20日

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量子論

量子力学入門
量子力学における基本的な概念と理論の枠組みを,基礎的な物理系の学習を通して体験する.また,発展的な例を通して,量子論が現代物理学の中でどのように展開しているか概観する.これによって量子論の概要を正しく把握し,今後の学習の基礎付けとすることを目指す.
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時間割/共通科目コード
コース名
教員
学期
時限
30364
CAS-GC1E14L1
量子論
加藤 雄介
S1 S2
火曜2限
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教室
駒場7号館 721教室
講義使用言語
日本語
単位
2
実務経験のある教員による授業科目
NO
他学部履修
不可
開講所属
教養学部(前期課程)
授業計画
第1章 古典物理学の限界(1-2) §原子の安定性、水素原子のスペクトル 演示実験 水素のスペクトル管、バルマー系列 §2重スリットの実験 動画資料1フォトンに対するヤングの実験(浜ホト)  https://www.youtube.com/***** 動画資料2電子線に対するヤングの実験(日立:外村彰氏) https://www.youtube.com/***** §シュテルン・ゲルラッハの実験 §§概要 §§磁気双極子と磁気モーメント §§シュテルン・ゲルラッハ型の思考実験 §§古典電磁波の偏光との比較 §§シュテルン・ゲルラッハ型の思考実験に対する抽象ベクトルを用いた理論モデル §実ベクトル空間 §§n次元実ベクトル(ベクトル空間の定義、シュバルツの不等式、三角不等式) §§実関数 第2章 量子状態(3-4) §複素ベクトル空間、複素内積空間(4/23正規直交基底の手前まで) §物理量と線形演算子(線形作用素) §固有値と固有ベクトル §エルミート演算子(5/7) §射影演算子 §スペクトル分解 §ボルンの確率規則 §不確定性関係 §シュテルン・ゲルラッハ型の思考実験再考 第3章 シュレーディンガー方程式(5-8) §ユニタリー演算子 §時間発展演算子とシュレーディンガー方程式 §自由粒子のシュレーディンガー方程式と正準交換関係、正準量子化 §角運動量の交換関係と不確定性関係 §エネルギー固有状態 §空間並進演算子と運動量 第4章 量子系の具体例 §一次元調和振動子 §三次元調和振動子 §軌道角運動量 §中心力の下でのエネルギー固有値問題
授業の方法
板書で式展開を見せつつ説明する。
成績評価方法
レポート(2割程度)と定期試験(8割程度)の結果によって行う。
履修上の注意
理系基礎科目の内容(線形代数,力学,電磁気学,振動・波動)を履修・自習していることが望ましいので、理系2年生を主な対象と想定するが、一年生や文系の学生も量子論に興味のある人は履修を試みよ(Aセメスターにも量子論は開講されます。)。 ITC-LMSに昨年度の量子論の講義資料を掲載しておきますので、内容の難度の目安にしてください。 ITC-LMSのダイレクトリンクにオンラインURLを記載してあります