生命科学部Faculty of Bioscience and Applied Chemistry
MAC200YC（材料化学 / Materials chemistry 200）物理化学演習Practice in Physical Chemistry
山田 祐理Yuri YAMADA
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 | H8542 |
| 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 | 木1/Thu.1 |
| 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 | |
| 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)
(Course outline)
The aim of this course is to help students acquire the way of thinking and calculation methods in quantum mechanics along the contents of the course "Physical Chemistry I". Since the way of thinking of quantum mechanics is hard to understand for the novice scholars, it is strongly recommended to attend this course in order to understand the contents of "Physical Chemistry I" and "Physical Chemistry II".
(Learning Objectives)
Students will acquire an understanding of
-- the physical meaning of the contents of "Physical Chemistry I",
-- the mathematical operations and calculations dealt with in "Physical Chemistry I", and
-- how to use scientific calculators properly.
(Learning activities outside of classroom)
Students need the following reviews and preparations:
-- Solve the exercises. An example of the answer will be released at a later, so you will review how to solve the exercises.
-- Review various mathematical operations (derivatives, integrals, complex numbers and complex functions, exponential functions, trigonometric functions, etc.).
-- Mastering scientific calculators requires proficiency. Detailed operations differ depending on the model, so be sure to check how to use your calculator.
(Grading Criteria /Policy)
Grading will be decided based on the submission status and answer status of the exercises (100 %). No final exam will be held.
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
『物理化学I』および『物理化学II』で扱う量子力学の考え方や計算は，これまでの中等教育および大学基礎教育では経験したことがない(ように見える)ものなので，理解習熟につまずく学生がたいへん多い。そのため，この授業では『物理化学I』の授業内容に沿い，量子力学における考え方や計算方法を身に付けるために演習を行う。『物理化学I』『物理化学II』の問題を解けるようになるために，この『物理化学演習』を併せて履修することを強く推奨する。
到達目標Goal
・『物理化学I』の内容について，物理的意味を理解する。
・『物理化学I』で扱う数学的操作や計算に習熟する。
・関数電卓を自由に使えるようになる。
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. ）
この授業は教科授業ではなく演習なので，『物理化学I』で扱った内容や，それに関連した例題の解法などを解説後，各自で演習問題を解く。演習問題は，授業時間内に紙で提出，もしくは学習支援システムを用いて提出する。
提出された演習問題については，締切後の授業内でフィードバックを行う。
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]：演習の準備
量子力学で用いる数学的操作：微分・積分，指数・対数，三角関数など
第2回[対面/face to face]：古典物理学の破綻(1)
波動の基礎知識，黒体放射スペクトル
第3回[対面/face to face]：古典物理学の破綻(2)
黒体放射の紫外部破綻
第4回[対面/face to face]：古典物理学の破綻(3)
固体の熱容量
第5回[対面/face to face]：古典物理学の破綻(4)
水素原子スペクトル，波と粒子の二重性(1)
第6回[対面/face to face]：古典物理学の破綻(4)
波と粒子の二重性(2)
第7回[対面/face to face]：Schrödinger方程式(1)
数学的構造：演算子，微分方程式および波動関数
第8回[対面/face to face]：Schrödinger方程式(2)
波動関数の確率解釈，規格化
第9回[対面/face to face]：Schrödinger方程式(3)
固有値方程式，重ね合わせと期待値
第10回[対面/face to face]：Schrödinger方程式(4)
重ね合わせと期待値，不確定性原理
第11回[対面/face to face]：量子論の手法と応用(1)
一次元の箱の中の粒子
第12回[対面/face to face]：量子論の手法と応用(2)
二次元および三次元の箱，トンネル現象
第13回[対面/face to face]：量子論の手法と応用(3)
振動
第14回[対面/face to face]：量子論の手法と応用(4)
調和振動子の古典論と量子論, 量子的調和振動子の波動関数
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】
・演習問題を期限までに解く。解答例は後日公開するので，次回授業までに充分復習しておく。
・様々な数学的操作(微分，積分，複素数・複素関数，指数関数，三角関数等)を必要とするので，数学に不安のある者は適宜復習すること。
・関数電卓を使いこなすには習熟が必要である。細かい操作は機種によって異なるので，必ず各自の電卓の使い方を確認しておくこと。
テキスト（教科書）Textbooks
P.W. Atkins著，中野・上田・奥村・北河訳「物理化学(上)」第10版，東京化学同人(2017)
参考書References
特に指定しない。
成績評価の方法と基準Grading criteria
演習問題の提出状況および解答状況から評価する(100 %)。定期試験は行わない。
学生の意見等からの気づきChanges following student comments
演習問題の難易度に段階を設け，順を追ってレベルアップできるようにする。
学生が準備すべき機器他Equipment student needs to prepare
関数電卓はほぼ毎回使用するので，必ず持参すること。