理工学部Faculty of Science and Engineering
PHY200XG（物理学 / Physics 200）量子論Introduction of Quantum Theory
松尾 由賀利Yukari MATSUO
授業コードなどClass code etc
| 学部・研究科Faculty/Graduate school | 理工学部Faculty of Science and Engineering |
| 添付ファイル名Attached documents | |
| 年度Year | 2021 |
| 授業コードClass code | H9023 |
| 旧授業コードPrevious Class code | |
| 旧科目名Previous Class title | |
| 開講時期Term | 秋学期授業/Fall |
| 曜日・時限Day/Period | 火2/Tue.2 |
| 科目種別Class Type | |
| キャンパスCampus | 小金井 |
| 教室名称Classroom name | |
| 配当年次Grade | |
| 単位数Credit(s) | |
| 備考（履修条件等）Notes | |
| 他学部公開科目Open Program | |
| 他学部公開（履修条件等）Open Program (Notes) | |
| グローバル・オープン科目Global Open Program | |
| 成績優秀者の他学部科目履修制度対象Interdepartmental class taking system for Academic Achievers | |
| 成績優秀者の他学部科目履修（履修条件等）Interdepartmental class taking system for Academic Achievers (Notes) | |
| 実務経験のある教員による授業科目Class taught by instructors with practical experience | |
| SDGsCPSDGs CP | |
| アーバンデザインCPUrban Design CP | |
| ダイバーシティCPDiversity CP | |
| 未来教室CPLearning for the Future CP | |
| カーボンニュートラルCPCarbon Neutral CP | |
| 千代田コンソ単位互換提供（他大学向け）Chiyoda Campus Consortium | |
| カテゴリー＜理工学部＞Category |
創生科学科 学科専門科目 |
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Outline (in English)
Quantum mechanics is one of the most important subjects in modern physics. The lecture starts with the history of quantum mechanics how and when it was born. Then, the lectures will cover the concepts and solutions unique to quantum mechanics which is different from those in classical mechanics.
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の概要と目的（何を学ぶか）Outline and objectives
現代物理学の中核をなす量子力学の基本的な考え方を学ぶ。なぜ量子力学が必要であるのかをその生まれた経緯から学習し、古典力学とは異なる量子力学特有の概念、考え方を身につける。
到達目標Goal
古典力学とは異なる概念・考え方を持ち、微視的世界を支配する量子論に基づいた自然観を身につける。すなわち、光の粒子性・波動性、物質の二重性、不確定原理と観測問題、波束の収縮などについて学ぶことで、古典力学とは異なる量子力学特有の概念、考え方を習得する。また量子力学にいたる各種の数学を学ぶ。量子力学の基本的な式であるシュレディンガー方程式を学習し、水素原子など具体的な系への適用を通して、その扱いに習熟する。
この授業を履修することで学部等のディプロマポリシーに示されたどの能力を習得することができるか（該当授業科目と学位授与方針に明示された学習成果との関連）Which item of the diploma policy will be obtained by taking this class?
ディプロマポリシーのうち、「DP1」と「DP2」と「DP4」に関連
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の進め方と方法Method(s)（学期の途中で変更になる場合には、別途提示します。 /If the Method(s) is changed, we will announce the details of any changes. ）
授業は講義を中心とし、講義期間中に節目での小テストを複数回行う。次の回に解説を行いフィードバックする．
アクティブラーニング（グループディスカッション、ディベート等）の実施Active learning in class (Group discussion, Debate.etc.)
なし / No
フィールドワーク（学外での実習等）の実施Fieldwork in class
なし / No
授業計画Schedule
※各回の授業形態は予定です。教員の指示に従ってください。
1：量子力学のはじまり
古典物理学で説明できないこと、プランクの量子仮説を学ぶ
2：光の粒子性と波動性
光の粒子性のあらわれとしての光電効果、コンプトン効果を学ぶ
3：原子の安定性の謎、量子条件、ド・ブロイ波
原子の安定性の謎、量子条件、ド・ブロイ波を学ぶ
4：物質の粒子性と波動性
粒子性と波動性、不確定性関係、波動方程式を学ぶ
5：シュレディンガー方程式と波動関数
一次元シュレディンガー方程式とその解を学ぶ
6：波動関数と確率的解釈
波動関数の確率的解釈、古典論との関係を学ぶ
7：不確定性原理
不確定性原理、波束の運動を学ぶ
8：固有値と固有関数
演算子と固有値、固有関数
9：一次元井戸型ポテンシャル
一次元井戸型ポテンシャル中の粒子の振る舞いを学ぶ
10：トンネル効果
箱型ポテンシャルによる反射と透過、トンネル効果を学ぶ
11：一次元調和振動子
一次元調和振動子ポテンシャル中の粒子、エルミート多項式を学ぶ
12：三次元シュレディンガー方程式
三次元極座標でのシュレディンガー方程式、ルジャンドル多項式を学ぶ
13：水素原子
水素原子を量子力学で記述することを学ぶ
14：ラグランジアンとハミルトニアン
ラグランジュ、ハミルトンの運動方程式との関係、電磁場中の荷電粒子の運動を学ぶ
授業時間外の学習（準備学習・復習・宿題等）Work to be done outside of class (preparation, etc.)
【本授業の準備・復習等の授業時間外学習は、4時間を標準とする】講義内容の理解を深めるため、自分で実際に問題を解いてみる。
テキスト（教科書）Textbooks
量子力学I 原田勲、杉山忠男著 （講談社基礎物理学シリーズ）
参考書References
量子力学 小形正男著（裳華房テキストシリーズ物理学）
など量子力学の一般的なテキストも参考にする。
成績評価の方法と基準Grading criteria
定期試験の成績80%、講義期間中複数回の小テストを含む平常点20%とし、総合的に評価する。
学生の意見等からの気づきChanges following student comments
特になし