授業科目名 年度 学期 開講曜日・時限 学部・研究科 全担当教員 単位数
31991:量子力学(A8) 2023 秋セメスター 月3 理工学部 沼居 貴陽 2

キャンパス

BKC

授業施設

コラーニングⅠ　１０５号教室

授業で利用する言語

日本語

授業の概要と方法

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．

受講生の到達目標

・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．

事前に履修しておくことが望まれる科目

微分方程式，電磁気学Ⅰ，統計物理学

授業スケジュール

授業回数/
担当教員（複数担当の場合） 		テーマ
キーワード・文献・補足事項等
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

授業実施形態

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

授業外学習の指示

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．

成績評価方法

種別 割合(%) 評価基準等
定期試験（筆記） 0

レポート試験
（統一締切日を締切とするレポート）		 0

上記以外の試験・レポート、平常点評価
（日常的な授業における取組状況の評価）		 100

最終講義日試験の結果によって評価します.

成績評価方法(備考)

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．

受講および研究に関するアドバイス

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．

教科書

書名 著者 出版社 ISBNコード 備考
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

教科書(使用頻度、その他補足)

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．

参考書

書名 著者 出版社 ISBNコード 備考
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）

参考書(使用頻度、その他補足)

参考になるwwwページ

授業内外における学生・教員間のコミュニケーションの方法

その他(教員より別途指示）

備考

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/