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
30377:[2025 秋セメスター]物理化学Ⅳ(M) 2025 秋セメスター 月4 生命科学部 長澤 裕 2

キャンパス

BKC

授業施設

コラーニングⅠ　３０６号教室

授業で利用する言語

日本語

授業の概要と方法

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

受講生の到達目標

・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。

事前に履修しておくことが望まれる科目

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)

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

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

授業実施形態

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。

授業外学習の指示

予習と復習をすること。宿題のための課題を出す予定。

成績評価方法

種別 割合(%) 評価基準等
定期試験（筆記） 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。
レポート試験
（統一締切日を締切とするレポート）

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

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。

成績評価方法(備考)

受講および研究に関するアドバイス

教科書

書名 著者 出版社 ISBNコード 備考
アトキンス物理化学(上) Peter Atkins, Julio de Paula 東京化学同人 480790695X

教科書(使用頻度、その他補足)

参考書

書名 著者 出版社 ISBNコード 備考
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

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

manaba+R,学生との直接対話,その他(教員より別途指示）

備考

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/