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
32751:[2025 秋セメスター]量子力学(T8) 2025 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　３０５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
-

+R授業対象科目。第1回に+R授業を実施。詳細はmanaba+Rを参照。

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，最終講義日試験

『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

授業実施形態

第1回～14 回を対面授業にて実施．ただし，第14回における最終講義日試験はオンライン受験に切り替える場合がある．

授業外学習の指示

始業時まで
　教科書（各回のシラバスの該当ページ．ただし，演習書は除く．）を読んでノート（4～6ページ）を作成する．このノートを基にして，板書用資料（A4判2ページ）を作成する．数式は，写すのではなく，自分で計算して導くことが大切．

（対面では，主に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

提出物（レポート，小テスト，最終講義日試験）の結果によって評価する.

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/