Course Name Year Term Period Faculty / Graduate School All Instructors Credits
30377:[2025 Fall]Physical Chemistry Ⅳ (M) 2025 Fall Mon4 College　of　Life　Sciences NAGASAWA YUTAKA 2

Campus

BKC

Class Venue

Co-learning306

Language

日本語

Course Outline and Method

物理化学Ⅲで学んだ量子化学の基礎をもとに、ハミルトニアン、波動関数、シュレーディンガー方程式を、固有値・固有関数問題として理解するための講義を行う。まずは、リュードベリの式の復習とその他の量子力学的事象（黒体放射や光電効果、2重スリットの実験等）について学習する。シュレーディンガー方程式より箱型ポテンシャル内の粒子や平面上で回転運動する粒子のエネルギーと波動関数を導出する。箱形ポテンシャルの多次元への拡張、トンネル効果について学習する。調和振動子について学習し、不確定性原理と振動遷移の選択則について理解を深める。さらに、球面調和関数について学習し、これを元に水素型原子のエネルギー状態の特性について学習を発展させる。さらに、これらの知識を多電子原子へ拡張し、原子の電子構造やスペクトルを理解するための学習をする。

manaba+RやOnedrive等に教材をアップする。参考資料等は随時更新していくので、こまめにmanaba+Rをチェックすること。

授業実施形態：対面、都合によってはオンデマンド配信

Student Attainment Objectives

・量子力学的事象（リュードベリの式、黒体放射、光電効果、2重スリットの実験等）を理解する。
・シュレーディンガー方程式と波動関数を理解する。
・箱形ポテンシャル、調和振動子、2次元・3次元の回転運動の量子化について理解する。
・水素原子や多電子原子の電子状態とスペクトルを理解する。

Recommended Preparatory Course

物理化学Ⅱ、物理化学Ⅲ、化学系物理学1，化学系物理学2、分子分光化学(M)

Course Schedule

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

本科目は+R授業対象科目。第７回に+R授業を実施。詳細はmanaba+Rを参照

1

量子力学の半古典論的解釈

バルマーの式
ド・ブロイの式
リュードベリの式
ボーア半径

2

量子化学の基礎（１）

光電効果
黒体放射
レイリー・ジーンズの式
プランクの式

3

量子化学の基礎（２）

単振動
弦の振動
波動方程式

4

シュレーディンガー方程式

波動関数のボルンの解釈
ハミルトニアン
演算子
固有値・固有関数

5

箱型ポテンシャル（１）

無限に深い箱型ポテンシャル
ゼロ点エネルギー

6

箱型ポテンシャル（２）

二次元の箱型ポテンシャル
縮退
有限の深さの箱型ポテンシャル

7

量子力学の特性

トンネル現象
ハイゼンベルグの不確定性原理

8

回転と振動の量子化

角運動量と慣性モーメント
２次元極座標のハミルトニアン
調和振動子
ガウス関数

9

分子振動

ビリアルの定理
調和振動子の不確定性

10

球面調和関数（１）

ラプラス演算子（ラプラシアン）
ルジャンドル演算子

11

球面調和関数（２）

量子化されたエネルギーと角運動量
分子の回転スペクトル
スピン
シュテルン・ゲルラッハの実験
NMR

12

水素型原子

動径波動関数
動径分布関数
s, p, d軌道

13

多電子原子（１）

遮蔽効果
パウリの原理
フントの規則

14

多電子原子（２）

イオン化エネルギー
パウリの排他則
1重項と3重項
スピン軌道カップリング

Class Format

manaba+RやOnedrive等に教材をアップする。参考資料等は随時更新していくので、こまめにmanaba+Rをチェックすること。

本学科の授業実形態は基本的に対面であるが、土曜・休日の授業はメディアを利用した授業（オンデマンドまたはライブ配信）とする場合もある。manaba+Rや授業でのアナウンスをチェックすること。

Recommendations for Private Study

予習と復習をすること。宿題のための課題を出す予定。

Grade Evaluation Method

Kind Percentage Grading Criteria etc.
Final Examination (Written) 60

講義内容を理解し、説明できること。
関連する例題や章末の基本問題が解けること。
Report Examination
(A report to be submitted by the unified deadline)

Exams and/or Reports other than those stated above, and Continuous Assessment　
(Evaluation of Everyday Performance in Class)		 40

授業やネットを通じて課題や宿題を提示する。
＊不測の事態により定期試験が中止になる場合には、追加のレポート等を課して総合的に評価する場合もある。詳細はmanaba+Rを通じて改めて指示する。

Grade Evaluation Method （Note）

Advice to Students on Study and Research Methods

Textbooks

Title Author Publisher ISBN Code Comment
アトキンス物理化学(上) Peter Atkins, Julio de Paula 東京化学同人 480790695X

Textbooks （Frequency of Use, Note）

Reference Books

Title Author Publisher ISBN Code Comment
化学・生命科学系のための物理化学 Raymond Chang 東京化学同人 4-8079-0563-5
アトキンス物理化学(下) P.W.Atkins 東京化学同人 4807906968

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)

Learning Management System （manaba+R）,Talk with Students,Other (Separate instructions will be provided)

Other Comments

質問等に対しては、授業終了後、また、バイオリンク８階の個研室で応対する。あるいは、メールでの質問にも対応する。また、スケジュール・講義内容等は、諸事情により変更される場合もある。 授業初日等に指示する。
【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/