生命科学部Faculty of Bioscience and Applied Chemistry
MAC200YC（材料化学 / Materials chemistry 200）物理化学 ＩPhysical chemistry I
緒方 啓典Hironori OGATA
授業コードなどClass code etc
| 学部・研究科Faculty/Graduate school | 生命科学部Faculty of Bioscience and Applied Chemistry |
| 添付ファイル名Attached documents | |
| 年度Year | 2023 |
| 授業コードClass code | H8525 |
| 旧授業コードPrevious Class code | |
| 旧科目名Previous Class title | |
| 開講時期Term | 春学期授業/Spring |
| 曜日・時限Day/Period | 土2/Sat.2 |
| 科目種別Class Type | |
| キャンパスCampus | 小金井 |
| 教室名称Classroom name | 各学部・研究科等の時間割等で確認 |
| 配当年次Grade | |
| 単位数Credit(s) | |
| 備考（履修条件等）Notes |
成績優秀者の他学部科目履修制度で履修する学 生：教員の受講許可が必要(オンライン授業の場合は、学習支援システムで許可を得るようにする) |
| 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＜生命科学部＞Category |
環境応用化学科 学科専門科目 |
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Outline (in English)
This course will provide the fundamentals of quantum physics, which is an essential learning to understand the physical and chemical properties and phenomena involving atoms and molecules. First, you will learn in detail what the basic principle of quantum mechanics and the Schrodinger equation, the concept of wave function and its physical meaning. Furthermore, you will learn the application of quantum mechanics to translational motion, molecular vibration and rotational motion and learn about their energy states.
・Attainment target
1)Understand the key concepts underlying quantum theory.
2)Applying quantum mechanics to the translational motion of particles, the
vibrational and rotational motions of molecules, and gaining a proper
understanding of their states.
・Learning outside of class
Prepare and review on your own using exercises from the textbook Atkins "Physical Chemistry (Part 1) 10th Edition". Supplementary printouts related to the lecture will be distributed in advance through the class support system. At the end of each lecture, assignments related to the content of the lecture will be given, so please submit them through the learning support system by the submission deadline.
・Grading methods and standards
Comprehensively evaluate whether students can understand the basic concepts and solve problems based on them based on the results of assignments, quizzes, and final exams.
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
原子や分子が関与する物理的/化学的性質および諸現象を理解するために必須の学問である量子物理化学の基本事項について解説する。まず、量子力学の基本原理がどのような考え方に基づいているかを詳述し、波動方程式、波動関数の概念とその使い方を説明する。さらに量子力学を粒子の並進運動、分子の振動および回転運動に適用し、そのエネルギー状態について学ぶ。
到達目標Goal
量子論の根幹をなす主要な概念を理解する。
量子力学を粒子の並進運動、分子の振動および回転運動に適用し、その状態を正しく理解する。
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?
DP2
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. ）
基本的にアトキンスの教科書（物理化学（上）第10版）の内容に沿って行う。授業開始前に必ず教科書を入手しておくこと。1ヵ月に1回程度理解度を確認するための小テストを実施する。実際の授業の進め方については、学習支援システムを通して適宜アナウンスする。
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
授業形態/methods of teaching：対面/face to face
※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。
第1回[対面/face to face]：量子論:序論と原理1
古典物理学の復習から入り、古典物理学が破綻する実験事実について講義を行う。
第2回[対面/face to face]：量子論:序論と原理2
第１回に引き続き、古典物理学の破綻と量子論が生まれる過程について講義を行う。
第3回[対面/face to face]：量子論:序論と原理3
第2回に引き続き、量子論の必要性，古典論と量子論との定性的，定量的比較を行う。
第4回[対面/face to face]：量子論：原理1
波動および波動方程式についての復習、量子力学の基本方程式であるSchroedinger方程式の導出を行う。
第5回[対面/face to face]：量子論：原理2
波動関数の物理的意味、波動関数から具体的な物理量をいかにして導き出すことができるか等に関する講義を行う。
第6回[対面/face to face]：量子論：原理3
量子力学 の原理（固有値，固有関数，演算子，不確定性原理）などについて講義を行う。
第7回[対面/face to face]：量子論：手法と応用（1-1）
自由空間および有限の空間に粒子が閉じ込められた際の粒子の並進運動の量子力学的取り扱いについて、Schrodinger方程式を具体的に解くことにより学ぶ。
第8回[対面/face to face]：量子論：手法と応用（1-2）
粒子の量子力学的トンネル効果について、Schrodinger方程式を具体的に解くことにより学ぶ。
第9回[対面/face to face]：量子論：手法と応用（1-3）
2次元および3次元空間における粒子の並進運動の問題におけるSchrodinger方程式の解法および縮退について学ぶ。
第10回[対面/face to face]：量子論：手法と応用（2-1）
粒子の並進運動の問題におけるSchrodinger方程式の解法およびトンネル現象について学ぶ。
第11回[対面/face to face]：量子論：手法と応用（2-2）
粒振動運動についての古典力学の復習および量子力学による取扱いの基礎について学ぶ。
第12回[対面/face to face]：量子論：手法と応用（2-3）
粒子の振動運度をSchrodinger方程式に適応し、その解の波動関数、振動エネルギー、振動量子数の導出とその意味について学ぶ。
第13回[対面/face to face]：まとめおよび復習
これまでの授業での学習内容の復習および総括を行う。
第14回[対面/face to face]：まとめおよび質疑応答
これまでの授業内容に関する質疑応答を行う。
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】教科書アトキンス「物理化学（上）第10版」の練習問題を用いて各自予習および復習を行うこと。講義に関連した補助プリントを授業支援システムを通じて事前に配布を行うので各自、プリントアウトして事前に目を通し、講義に臨むこと。毎回の講義の最後に講義内容に関連した課題を出すので、提出期限までに学習支援システムを通じて提出すること。
テキスト（教科書）Textbooks
＜教 科 書＞P. W. Atkins著、（千原・中村 訳）「物理化学（上）」 第10版，東京化学同人．
参考書References
＜参 考 書＞ 原田 義也著、「量子化学」 裳華房
成績評価の方法と基準Grading criteria
基本的概念を理解し，それに基づいて問題解決ができるかどうかを課題、小テストおよび最終試験の結果によって総合的に評価する。
学生の意見等からの気づきChanges following student comments
物理化学Iの内容は、単に授業を受動的な立場で受講しているだけでは理解することは困難です。授業外での予習・復習は必要不可欠です。
学生が準備すべき機器他Equipment student needs to prepare
講義に関連した補助資料を学習支援システムを通じて事前に配布を行う。
その他の重要事項Others
＜具体的教育方法＞毎回の授業の理解度を確認するために課題を出し、理解度を確認しながら授業を進める。
＜継続的改善＞ 質問は随時電子メールで受け付ける。質問受付のメールドレスは第1回目の講義資料に記載します。
物理化学Iの授業内容をよく理解するためには，関連した演習科目「物理化学演習」を履修することを推奨します。