量子力学演習 （2組）

Exercises in Quantum Mechanics （2組）

9962121

62PHQUM302

渡辺　隆、多賀　圭理、蛭田　佳樹、福元　好志

Yoshiyuki Fukumoto, Takashi Watanabe, Yoshiki Hiruta, Keisuke Taga

2025年度後期

2025年度

②Second semester

木曜2限

Thursday, 2nd Period

創域理工学部　先端物理学科

Department of Physics and Astronomy, Faculty of Science and Technology

2.0単位

演習

Seminar

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① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

2PHで開講されている「量子力学入門」と「量子力学I」に即した量子力学の基礎を学習する内容の演習を行う。授業では学生が自分の解答の説明を行い、また学習内容の理解の助けとするため質疑応答の形での議論も行う。必要に応じて、教員が補足事項などについて解説を加える。

問題演習と質疑応答を通して、当該分野についての理解をより確実にし、同時に物理的思考力を養う。
本学科のディプロマボリシー「物理法則の確実な理解（基礎学力）と体系的な専門知識を有し、それを応用できる。」に該当する科目である。

量子力学の基本的な概念と取り上げた演習問題の内容について、論理的に説明できるまで良く理解する。

リンク先の [評価項目と科目の対応一覧]から確認できます（学部対象）。
履修登録の際に参照ください。
​You can check this from “Correspondence table between grading items and subjects” by following the link(for departments).
https://www.tus.ac.jp/fd/ict_tusrubric/​​​

小テストの実施　Quiz type test／ディベート・ディスカッション　Debate/Discussion／プレゼンテーション　Presentation／-

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事前に配布される演習問題を予習して、各自レポートにまとめてくること。また疑問点の残る場合はそれを明確にした上で授業に臨むこと。

発表・レポート・試験

・S：到達目標を十分に達成し、極めて優秀な成果を収めている
・A：到達目標を十分に達成している
・B：到達目標を達成している
・C：到達目標を最低限達成している
・D：到達目標を達成していない
・-：学修成果の評価を判断する要件を欠格している

・S：Achieved outcomes, excellent result
・A：Achieved outcomes, good result
・B：Achieved outcomes
・C：Minimally achieved outcomes
・D：Did not achieve outcomes
・-：Failed to meet even the minimal requirements for evaluation

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教科書および一部の参考書は、MyKiTS (教科書販売サイト) から検索・購入可能です。
​https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/​​​

It is possible to search for and purchase textbooks and certain reference materials at MyKiTS (online textbook store).
​​https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/

代表的なものとして
１）「量子力学（Ⅰ）」小出昭一朗（裳華房）
２）「量子力学演習」小出昭一朗・水野幸夫（裳華房）
３）「演習量子力学」岡崎誠・藤原毅夫（サイエンス社）

＊第8回目までは量子力学入門の内容，第9回目以降は量子力学1の後半(第6-13回)の内容。

1  波動性と粒子性
　 波の性質について復習し、ド・ブロイ波、シュレーディンガー方程式について理解を深める。
　　＊冒頭でガイダンス（授業の進め方、注意点などに関する説明）を行う

2  量子力学の基本概念（１）
　 交換関係について理解を深め、ガウス型波束における座標・運動量の不確定性への応用を学ぶ。

3  量子力学の基本概念（２）
　 エルミート演算子の性質について理解を深める。

4  シュレーディンガー方程式の解法（１）
　 変数分離法，確率の流れの密度について学ぶ。

5  シュレーディンガー方程式の解法（２）
　 無限に深い井戸型ポテンシャルのもとでの束縛状態への応用例を学び、理解を深める。

6  シュレーディンガー方程式の解法（３）
　 有限の深さを持つ井戸型ポテンシャルのもとでの散乱問題を扱う。

7  シュレーディンガー方程式の解法（４）
　 箱型ポテンシャルによるトンネル効果への応用例を学ぶ。

8  ブラケットの利用
　 波動関数のブラ・ケットによる取扱いに習熟し、１次元調和振動子への応用例を学ぶ。

9　角運動量（１）
　 軌道角運動量演算子、交換則について理解を深める。
　 角運動量演算子の固有値・固有関数について学ぶ。

10 角運動量（２）
　 スピン角運動量の記述方法を学び，スピンを含んだ具体的問題を解いてみる。

11 摂動論（１）
　 縮退がない場合の摂動計算のフォーマリズムを復習し，簡単な系（井戸形ポテンシャル，調和振動子）に適用してみる。

12 摂動論（２）
　 縮退がない場合の摂動計算の具体例として，基底水素原子の分極率の計算を行う。

13 摂動論（３）
　 縮退がある場合の摂動計算のフォーマリズムを復習し，具体例として励起水素原子のシュタルク効果の計算を行う。

14 摂動論（４）
　 スピン軌道相互作用によるナトリウムのD線の分裂の問題，および結晶場分裂の問題を取り扱う。

15 到達度評価試験

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