量子力学入門

Introduction to Quantum Mechanics30

9962310

62PHQUM101

阿部　智広

Tomohiro Abe

2026年度前期

2026年度

①First semester

水曜1限

創域理工学部　先端物理学科

Department of Physics and Astronomy, Faculty of Science and Technology

2.00単位

講義

Lecture

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① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

現代物理学の根幹となるミクロの世界の力学の基礎的事項を学ぶ。古典力学との違いを明確に認識し、新しい運動法則の原理を理解する。

物理学科のほぼすべての研究室の研究に関連する基礎知識として、量子力学の基本的な考え方をしっかり理解する。シュレーディンガー方程式や行列力学の基礎を理解し、ミクロの世界の力学を議論することができるようになる。本学科のカリキュラム・ポリシー4とディプロマ・ポリシー1に対応する科目である。

量子力学の考え方に慣れる。簡単な系について、実際に手を動かして具体的な力学系を考察することができるようになる。特に、ミクロな世界の空間1次元の問題を扱うことで、電子などの基本的な粒子の運動のイメージが具体的につかめるようになる。

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/​​​

微分積分学、線形代数、ベクトル解析などで学んだ事項との関連を意識しながら学ぶことが重要である。

課題に対する作文　Essay／小テストの実施　Quiz type test

復習を促すためにほぼ毎週簡単な小テストを実施する。

【準備学習】
前回までの講義内容をよく復習すること。余裕があれば教科書に従って毎回数ページづつ予習をしておくこと。

【復習】
・授業中にとったノートを見返し、式変形や導出を自分でやってみる。
・講義で扱った例題を自力で解いてみる。
・教科書や参考書などを読み、授業ノートに適宜補足説明を付け加える、あるいは別途まとめノートを作成する。
・教科書や参考書の練習問題を解いてみる。１度だけではなく反復練習すること。

【復習のタイミング】
最低でも
・講義を受けた日
・講義を受けた２〜3日後
・講義の前日
には復習をすること。復習せずに１週間を過ごすと大抵のことは忘れてしまう。

【その他】
・短時間でもいいから毎日コツコツ勉強すること。テスト前にだけ集中して取り組むのは効率が悪いのでお勧めしない。

到達度評価(80%) + 小テストおよびレポート(20%)

・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

Y

「基礎量子力学」猪木慶治・川合光　著，講談社サイエンティフィク ISBN978-4-06-153240-3

(a) 第１章の内容は統計力学などを学ばないと理解できない。統計力学を学ぶまでは読んでみてわからなくても気にしなくてよい。
(b) 第２章の内容のほとんどは高校物理でも扱う内容なので復習をかねて勉強すること。ド・ブロイ波長は量子力学がいつ必要かの概算に必要なので計算できるようになること。
(c) 講義では主に，第３章，第４章，第５章の内容を扱う。

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/

指定した教科書以外にも、初学者向けの教科書は多数存在する。ここでは数例あげておく。

「量子力学１」ガシオロウィッツ 著、丸善出版 (2017） ISBN : 978-4621301326
「量子力学1」猪木 慶治 (著), 川合 光 (著)　 講談社（1994） ISBN : 978-4061532090
「量子力学〈1〉」小出 昭一郎 (著)　ISBN: 978-4785321321
「理工系の基礎 物理学II 」齋藤 晃一 (著), 半澤 克郎 (著), 渡辺 一之 (著), 二国 徹郎 (著), 物理学編集委員会 (編集)　ISBN: 978-4621302842
「シュレディンガー方程式—基礎からの量子力学攻略— 」須藤 彰三・岡 真監修・鈴木 克彦著 ISBN:978-4-320-03518-8


補助教材を必要に応じてLETUSに公開するので参照すること。

原則として全ての講義を対面で実施する。

1. 粒子の波動性
「ダブルスリット」「物質波」「確率解釈」

2. シュレーディンガー方程式（１）
「重ね合わせの原理」「規格化と２乗可積分性」「平面波解」

3. シュレーディンガー方程式（２）
「波束」

4. 期待値と分散

5. 不確定性関係，演算子と交換関係

6. 時間によらないシュレーディンガー方程式
「固有値」「固有関数」

7. 井戸型ポテンシャル（１）
「エネルギーの量子化」

8. 井戸型ポテンシャル（２） 
「ベクトル空間」

9. 調和振動子（１）
無限遠方での振る舞い

10. 調和振動子（２）
固有値と固有関数

11. 調和振動子（３）
「演算子法」

12. 散乱（１）
「階段型」

13. 散乱（２）
「凸型ポテンシャル」「確率流」
「透過率」「反射率」

14. 散乱（３）
「トンネル効果」

15 到達度評価

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