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
33831:量子力学3(T2) § 33832:量子力学Ⅲ (T1) 2024 秋セメスター 木4 理工学部 藪 博之 2

キャンパス

BKC

授業施設

コラーニングⅡ 801号教室

授業で利用する言語

日本語

授業の概要と方法

量子力学I,IIおよび量子力学演習を受けて量子力学のさらに進んだ応用について述べる。とりあげる内容は、量子遷移と散乱の量子論、多粒子系の量子力学、相対論的波動方程式であるディラック方程式の初歩、である。

受講生の到達目標

1. 量子力学における状態の時間発展およびその応用としての粒子のポテンシャル散乱の基礎を理解し、簡単な応用ができること。
2. 量子統計と多粒子系の波動関数について理解する。第二量子化法との関係を理解し、簡単な計算ができるようになること。
3. ディラック方程式の基礎を理解し,その物理的内容を理解すること。

事前に履修しておくことが望まれる科目

「相対論と量子論の世界」,「量子力学1, 2」,「量子力学演習」を受講し(あるいは何かの事情で受講していないとしても)その内容について十分な理解をもっていることが必要である。また、「物理数学1,2,3」程度の応用数学の運用力が必要である。これらの講義を受講していない、あるいは理解に不安がある場合には事前に相談に来ることが望ましい。単位のためだけの受講はやめた方がよい。

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
散乱の量子論1

1散乱過程","粒子の散乱実験

散乱断面積

散乱の量子論2

2時間に依存しないシュレーディンガー方程式

自由粒子平面波解
球ベッセル関数
極座標での自由粒子解
球対称ポテンシャルの波動関数
グリーン関数
散乱状態の形式解

散乱の量子論3

3時間発展による散

自由粒子波束
波束の時間発展
入射波束の時間発展
散乱波束の漸近型と散乱断面積
波束の時間発展とS行列

散乱の量子論4

4S行列

波動行列とS行列
U_I行列

ディラック方程式1

ディラック方程式

α・βと相対論的場の方程式
ガンマ行列
ガンマ行列から構成されるクリフォード代数
パウリ行列
ガンマ行列の行列表現
Cliff(g,C)の既約表現
Pauliの基本定理
転置と荷電共役

ディラック方程式2

Lorentz 共変性

Poincar ́e群

ディラック方程式3

ディラック方程式の性質

ディラック方程式の性質
シュレーディンガー方程式の導出
ディラック場の正準変換
谷・フォルディ・ボートホイゼン変換によるディラック方程式の解

授業実施形態

原則的に対面で授業を行います。対面で行った授業の補助としてオンデマンドの動画を用いることがあります。

授業外学習の指示

授業で配布されるプリントには計算の詳細や関連した問題が載せてあります。これを見れば授業内容に関係する細かい部分までわかるはずなのでご研究下さい。

成績評価方法

種別 割合(%) 評価基準等
定期試験(筆記) 0

定期試験はありません(皆様に過度の負担をかけることなく定期試験を行う有効な方法を見出しえないため)

レポート試験
(統一締切日を締切とするレポート)
0

レポート試験は行いません。レポート試験とレポートを混同しないようご注意願います。

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

数回レポートを課し,それによって成績評価を行う予定.

成績評価方法(備考)

受講および研究に関するアドバイス

量子力学をはじめ、物理数学・電磁気学・統計力学で学んだことの上にたって、量子力学の進んだ内容の問題について述べます。これらは原子核素粒子や物性などで量子力学を応用するときに重要な役割をするものです。よって本講義を理解しその内容を応用できるようになるためには、これまでに学んだ物理の基礎を運用できることが必要となってきます。そもそも物理学というものは皆さんがそれを勉強して単位をとるために物理学者が努力して作り上げてきたものではなく、それ自身の発展もしくは人類の文化の向上のために大勢の研究者によって築き上げられてきたものです。その人類の営みに触れあるいは微力であってもそれに参画したいという諸君の参加を歓迎します。

教科書

教科書(使用頻度、その他補足)

特定の教科書は指定しない.適宜レジュメのプリントを配布する.

参考書

書名 著者 出版社 ISBNコード 備考
多粒子系の量子論 藪 博之 裳華房 9784785325145
量子力学 梅沢博臣, ヴィティエロ 日本評論社 4535784299
大学演習量子力学 小谷正雄, 梅沢博臣 裳華房 978-4785380120
サクライ上級量子力学[第I巻] J.J.サクライ 丸善プラネット 978-4-86345-048-6
散乱の量子力学 並木 美喜雄 , 大場 一郎 岩波書店 978-4000054058

参考書(使用頻度、その他補足)

これらの参考書は本講義を組み立てる上で参考としたものです。

参考になるwwwページ

レジュメのpdfやレポート問題の模範解答の配布等にmanaba+Rを活用します.

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

manaba+R,学生との直接対話,その他(教員より別途指示)

備考


【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/