Course Name Year Term Period Faculty / Graduate School All Instructors Credits
32670:[2025 Spring]Atomic and Molecular Physics (T2) 2025 Spring Tue2 College of Science and Engineering TAKIZAWA MASARU 2

Campus

BKC

Class Venue

Co-learning402

Language

日本語

Course Outline and Method

原子・分子は私たちの身の回りにある物質の構成要素である。物質で生じる物理現象を理解するためには、原子ひとつひとつの状態を詳しく理解する必要がある。本講義では、量子力学に基づいて、原子中の電子状態について学び、それを基礎として、分子の結合状態や物質の状態についての理解を目指す。

Student Attainment Objectives

(1)原子における電子のエネルギーと状態の求め方を説明し、原子軌道を図示できる。
(2)分子のエネルギーと状態の求め方を説明し、分子軌道を物理的に予想することができる。

Recommended Preparatory Course

力学1、力学2、力学3、電磁気学1、電磁気学2、量子力学1、物理数学1、物理数学2 、計算物理学1、計算物理学2、統計熱物理学1、物質科学

Course Schedule

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

+R授業対象科目。第2-14回に+R授業を実施。詳細はmanaba+Rを参照。

1

原子から組み立てよう!

授業の到達目標、進め方、成績評価方法など、量子力学

2

原子って何?

原子核、電子、寿命とエネルギー幅、ローレンツ関数、ガウス関数

3

1番、水素原子、原子のカタチ?

水素原子の固有エネルギーと固有状態、量子数(n,l,m)、原子軌道、水素様原子

4

磁石になる原子

電子スピン、反対称性、パウリの原理、スレイター行列式、電子配置、周期表、フント則

5

色付く原子

配位子場、摂動、励起状態、項の記号

6

分子って何?

水素分子、断熱近似、原子価結合法、分子軌道法、原子軌道線形結合、変分法、永年方程式、結合・反結合状態(軌道)

7

酸素分子は磁石に引き付けられる

等核2原子分子、O₂、N₂、σ結合、π結合

8

原子が違っても結びつく分子

異核2原子分子、HF、CO、σ軌道、π軌道、π*軌道、σ*軌道

9

分子はまわる、ゆれる

2原子分子の回転と振動、回転の量子化、振動の量子化

10

水分子のカタチ

3原子分子、H₂O 、CO₂ 、スレーター・コスターのパラメータ、ウォルシュのダイアグラム

11

アンモニア分子のカタチ

4原子分子、NH₃、対称性、対称操作、点群、群論、既約表現、指標の表

12

二重結合、三重結合って何?

多原子分子、エタン、エチレン、アセチレン、混成軌道、混成軌道と分子軌道との関係

13

輪で共有

多原子分子、ベンゼン、HOMO、LUMO

14

分子はゆれうごく

多原子分子の振動、自由度、赤外活性とラマン活性

Class Format

対面実施

Recommendations for Private Study

復習をしっかりすること。

Grade Evaluation Method

Kind Percentage Grading Criteria etc.
Final Examination (Written) 55

受講生の到達目標すべてに対応して、原子や分子における電子のエネルギーや状態を物理的に説明できるかを評価する。

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)
45

受講生の到達目標すべてに対応して、毎回、その回の授業内容に関係する小テストやレポートを出題する。理解度に応じて、0~3点で評価する。10回以上の授業に出席して小テストやレポートに回答した者のみ成績評価対象とする。

Grade Evaluation Method (Note)

対面で行う試験が実施出来ない場合は、代替的な措置としてmanaba+Rでの小テストやレポートで評価する。

Advice to Students on Study and Research Methods

目に見えない小さい世界のことだが、物理的に考えてみましょう。

Textbooks

Textbooks (Frequency of Use, Note)

特になし

Reference Books

Title Author Publisher ISBN Code Comment
強相関物質の基礎 原子、分子から固体へ 藤森 淳 内田老鶴圃 4-7536-5624-1 第2章と第3章の内容の一部を参考にする
量子物理化学 大野 公一 東京大学出版会 4130621211
バーロー物理化学 Gordon M.Barrow著 ; 大門寛, 堂免一成訳 東京化学同人 4807905031
The Organic Chemist's Book of Orbitals W.L. Jorgensen, L. Salem 分子軌道の3次元図を参考にする。電子書籍で見ることができる。

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)

Talk with Students

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