Course Name Year Term Period Faculty / Graduate School All Instructors Credits
31991:Quantum Mechanics (A8) 2023 Fall Mon3 College　of　Science　and　Engineering NUMAI TAKAHIRO 2

Campus

BKC

Class Venue

Co-learning105

Language

Japanese

Course Outline and Method

固体物性や半導体工学を学ぶうえで必要な量子力学について，量子力学特有の考え方に習熟するとともに，基礎的な関係式を自分の力で導出できるようにする．シュレーディンガー方程式，箱の中の自由粒子，調和振動子，水素原子など，固体物性や半導体工学を学ぶための基礎となる項目を講義する．

Student Attainment Objectives

・学生が，演算子を用いた計算ができるようになること．
・学生が，箱の中の自由粒子に対する波動関数とエネルギー固有値を計算できるようになること．
・学生が，調和振動子に対する波動関数とエネルギー固有値を計算できるようになること．
・学生が，水素原子に対する波動関数とエネルギー固有値を計算できるようになること．

Recommended Preparatory Course

微分方程式，電磁気学Ⅰ，統計物理学

Course Schedule

Lecture/Instructor（When there are multiple instructors) Theme
Keyword, References and Supplementary Information
1

量子力学の考え方（１）

『大学生のためのエッセンス　量子力学』 pp.21-31
『大学生のための量子力学演習』 pp.35-37
『詳解　理論応用　量子力学演習』 pp.37-38

粒子の状態，波動関数，位相速度，群速度，演算子

2

量子力学の考え方（２）

『大学生のためのエッセンス　量子力学』 pp.31-38
『大学生のための量子力学演習』 pp.38-55
『詳解　理論応用　量子力学演習』 pp.11-12, 26-28

期待値，不確定性原理

3

量子力学の考え方（３）

『大学生のためのエッセンス　量子力学』 pp.39-41
『大学生のための量子力学演習』 pp.57-59, 62-63
『詳解　理論応用　量子力学演習』 p.68

解析力学

4

量子力学における方程式（１）

『大学生のためのエッセンス　量子力学』 pp.41-45
『大学生のための量子力学演習』 pp.64-67
『詳解　理論応用　量子力学演習』 pp.39-40

シュレーディンガー方程式，ハイゼンベルクの運動方程式，古典論との対応

5

量子力学における方程式（２）

『大学生のためのエッセンス　量子力学』 pp.45-51
『大学生のための量子力学演習』 pp.68-76
『詳解　理論応用　量子力学演習』 pp.47-48

定常状態，縮退，直交性，自由粒子

6

箱型ポテンシャル

『大学生のためのエッセンス　量子力学』 pp.53-61
『大学生のための量子力学演習』 pp.77-79, 82-99
『詳解　理論応用　量子力学演習』 pp.42-47

井戸の中の粒子

7

周期的ポテンシャル（１）

『大学生のためのエッセンス　量子力学』 pp.62-64
『大学生のための量子力学演習』 pp.79-81, 100-101
『詳解　理論応用　量子力学演習』 pp.52-54

周期的ポテンシャル

8

周期的ポテンシャル（２）

『大学生のためのエッセンス　量子力学』 pp.65-67
『大学生のための量子力学演習』 pp.102-105

フーリエ級数展開，エネルギーギャップ

9

調和振動子（１）

『大学生のためのエッセンス　量子力学』 pp.69-76
『大学生のための量子力学演習』 pp.107-113
『詳解　理論応用　量子力学演習』 pp.49-50

生成演算子，消滅演算子

10

調和振動子（２）

『大学生のためのエッセンス　量子力学』 pp.76-78
『大学生のための量子力学演習』 pp.114-117

固有関数，基底状態

11

調和振動子（３）

『大学生のためのエッセンス　量子力学』 pp.78-88
『大学生のための量子力学演習』 pp.118-124

規格化，エルミート多項式，古典論と量子力学の比較

12

球対称ポテンシャル（１）

『大学生のためのエッセンス　量子力学』 pp.89-92
『大学生のための量子力学演習』 pp.125-127, 130-133
『詳解　理論応用　量子力学演習』 pp.93-96

極座標，角運動量

13

球対称ポテンシャル（２）

『大学生のためのエッセンス　量子力学』 pp.92-100
『大学生のための量子力学演習』 pp.126-128, 134-139
『詳解　理論応用　量子力学演習』 pp.96-98

球面調和関数，ルジャンドル関数

14

水素原子

『大学生のためのエッセンス　量子力学』 pp.100-107
『大学生のための量子力学演習』 pp.128-129, 140-143
『詳解　理論応用　量子力学演習』 pp.99-104

相対運動，重心運動，動径関数

15

水素原子における量子論と前期量子論の比較，最終講義日試験

『大学生のためのエッセンス　量子力学』 pp.11-15
『大学生のための量子力学演習』 pp.4-7, 12-25
『詳解　理論応用　量子力学演習』 pp.3-11, 23-25

ボーアモデル

最終講義日試験

Class Format

BCP停止の場合は、BCPレベル0～2の記載どおりに授業が行われます。
During the suspension period of BCP, classes will be as described in BCP levels 0-2.

【BCPレベル1~2の場合 / In the case of BCP level 1~2】
　対面

【BCPレベル3~4の場合 / In the case of BCP level 3~4】
　Web

Recommendations for Private Study

始業時まで
　教科書を読んでからオンライン講義を聴き，ノートをmanaba+Rのレポート欄に提出する．

（対面では，演習問題の解説をおこなう．質問に対しても回答する．）

講義後
　何も見ないで教科書の内容を再現できるまで復習する．

Grade Evaluation Method

Kind Percentage Grading Criteria etc.
Final Examination (Written) 0

Report Examination
(A report to be submitted by the unified deadline)		 0

Exams and/or Reports other than those stated above, and Continuous Assessment　
(Evaluation of Everyday Performance in Class)		 100

最終講義日試験の結果によって評価します.

Grade Evaluation Method （Note）

最終講義日試験では，電卓と『ケンブリッジ 物理公式ハンドブック』（共立出版）の持込みを許可します．

Advice to Students on Study and Research Methods

授業前に，教科書と参考書をしっかり勉強しておきましょう．答を丸写しにするのではなく，自分の力で導出しましょう．また，暗記するのではなく，考え方を理解するよう努めましょう．

Textbooks

Title Author Publisher ISBN Code Comment
大学生のためのエッセンス　量子力学 沼居貴陽 共立出版 978-4-320-08566-4
大学生のための量子力学演習 沼居貴陽 共立出版 978-4-320-03496-9
詳解　理論応用　量子力学演習 後藤憲一 共立出版 978-4-320-03171-7

Textbooks （Frequency of Use, Note）

電卓の使用を推奨します．特にTI-89 Titanium (Texas Instruments)や fx-CG50 (CASIO) は，文字を用いたままの微分・積分，行列，ベクトルの演算ができるばかりでなく，グラフ描画も可能です．

Reference Books

Title Author Publisher ISBN Code Comment
解析力学 久保謙一 裳華房 978-4-7853-2205-2
量子力学 戸嶋信幸 理工図書 978-4-8446-0766-3
新・演習　量子力学 阿部龍蔵 サイエンス社 978-4-7819-1110-2
演習　量子力学 [新訂版] 岡崎誠，藤原毅夫 サイエンス社 978-4-7819-1006-8
ケンブリッジ 物理公式ハンドブック -ポケット版- Graham Woan (著), 堤 正義 (翻訳) 共立出版 978-4-320-03481-5 最終講義日試験に持ち込み可
ベクトル解析 森毅 ちくま学芸文庫 978-4-480-09252-6 演算子の計算（pp.107-113）

Reference Books （Frequency of Use, Note）

Web Pages for Reference

How to Communicate with the Instructor In and Out of Class(Including Instructor Contact Information)

Other (Separate instructions will be provided)

Other Comments

教員の電子メールアドレス
　numai@se.ritsumei.ac.jp

質問
　できるかぎり，教室で講義中あるいは休憩時間に質問してください．その他の時間に質問があるときは，事前に電子メール（numai@se.ritsumei.ac.jp）でアポイントメントをとり，個人研究室（ウェストウィング2階）に来てください．電子メールには，タイトル，学科，学年，氏名，学生証番号を明記すること．電話での質問には，応じられません．
【科目ナンバリング・カリキュラムマップはこちらから/Click here to see the Curriculum-Map and Course-Numbering】
URL:https://secure.ritsumei.ac.jp/students/pathways-future/course/curriculum.html/