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
32695:[2025 秋セメスター]量子力学演習(T2) 2025 秋セメスター 月4 理工学部 横山 修一 2

キャンパス

BKC

授業施設

フォレストハウス２０１号教室

授業で利用する言語

日本語

授業の概要と方法

問題演習を通じて量子力学1, 2の理解を深めることを目指します。各授業において、まず演習問題として出題する内容を解説し、その後に課題に取り組んでもらいます。授業スケジュールは進み具合を見て変更することがあります。大学院受験を視野に入れている人には履修をお勧めします。

受講生の到達目標

１．量子力学の基礎的な諸概念を理解する。
２．簡単なシュレーディンガー方程式を解くことができ、物理的に解釈できる。
３．量子力学における初歩的な角運動量の理論を理解する。
４．簡単な摂動論の問題を解くことができ、物理的に解釈できる。

事前に履修しておくことが望まれる科目

量子力学１, ２、力学（特に解析力学の部分）、物理数学入門、物理数学1, 2, 3、物理数学演習、基礎専門科目の数学I, II, III, IV

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 - 2

量子力学の基礎的な諸概念

物質波とシュレーディンガー方程式、ブラケット記法、エルミート演算子とユニタリー演算子、交換関係、完全系、不確定性関係、時間発展など
【＋R 授業】詳細はmanaba＋R を参照

3 - 4

1次元シュレーディンガー方程式

確率の流れと保存則、散乱状態、束縛状態

5 - 7

調和振動子

生成・消滅演算子とその応用など

8 -10

角運動量とスピン

角運動量演算子と回転、軌道角運動量と球面調和関数、スピン、角運動量の合成など

11 - 12

3次元シュレーディンガー方程式

変数分離法、3次元井戸型ポテンシャル、水素型原子、3次元調和振動子など

13 - 14

摂動論

時間に依存しない摂動論、時間に依存する摂動論など

授業実施形態

対面授業により実施。

授業外学習の指示

本科目で取り扱った演習問題および解答例については、後日manaba+Rに掲載するので復習してください。

成績評価方法

種別 割合(%) 評価基準等
定期試験（筆記） 60

授業内容に即した試験を行います。
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）		 40

レポートおよび課題の提出状況に基づいて評価します。

成績評価方法(備考)

定期試験中止が判断された場合には、平常点評価を100％に変更し、追加のレポートを指示する場合もある。なお、web授業となり試験が実施できない場合には、追加レポートを課す可能性があります。課題の詳細などについては、適宜お知らせしますので、授業内のアナウンスやmanaba+Rの通知などに注意してください。

受講および研究に関するアドバイス

授業中に行う演習問題は実際に自分の手を動かして解いてみましょう。他人の解答や参考書・演習書に書いてある解答を丸写ししたり模範解答を読むだけでは実力はつきません。量子力学は新しい概念が多く、学ぶ範囲も多岐にわたっており、一夜漬けでは到底修得できない科目です。演習の授業をペースメーカーとして、日頃から少しずつ身につけてゆくことをお勧めします。

教科書

教科書(使用頻度、その他補足)

教科書は特に指定しませんが、自分にあった量子力学の本を１冊所持しておくと良いでしょう。

参考書

書名 著者 出版社 ISBNコード 備考
現代の量子力学　上・下 J.J.サクライ著、桜井明夫訳 吉岡書店 978-4842702223，978-4842702254
量子力学Ⅰ,Ⅱ 猪木 慶治、川合 光 講談社 978-4061532090 ，978-4061532120 　
詳解理論応用 量子力学演習 後藤 憲一 共立出版 978-4320031715 詳しい演習書
演習量子力学 (セミナーライブラリ物理学 (4)) 岡崎 誠、藤原 毅夫 サイエンス社 978-4781902210 入門的な演習書ですが、これ一冊にまじめに取り組めば相当実力はつきます。
量子論の基礎 : その本質のやさしい理解のために 清水明 新物理学ライブラリ 4781910629 量子力学の入門的教科書。要点がコンパクトにまとめてありお薦め。

参考書(使用頻度、その他補足)

参考書は量子力学1, 2の科目で紹介されている教科書／参考書で十分ですが、それに加えてmodernなスタイルのJ.J.サクライの教科書を勧めておきます。「猪木・川合」の教科書もバランスのとれた良書だと思います。

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

manaba+R,学生との直接対話

備考

原則として量子力学1の単位を取得していることを前提とします。
量子力学では物理量の量子化や確率解釈など新しい概念が出てきます。最初は分からなくて当然です。恥ずかしがらずに活発に友人と議論したり質問をしたりして下さい。
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