シラバス情報

科目授業名称(和文) Name of the subject/class (in Japanese)
量子力学1B (土・4)(履修制限有)
科目授業名称(英文) Name of the subject/class (in English)
Quantum Mechanics (1-B)
授業コード Class code
9922B65
科目番号 Course number
22PHQUM302

教員名
柳生 慶
Instructor
Kei Yagyu

開講年度学期
2026年度後期
Year
2026年度
Semester
②Second semester
曜日時限
土曜4限
Class hours
Saturday, 4th period

開講学科・専攻 Department
理学部第二部 物理学科

Department of Physics, Faculty of Science Division Ⅱ
単位数 Course credit
2.0単位
授業の方法 Teaching method
講義

Lecture
外国語のみの科目(使用言語) Course in only foreign languages (languages)
-
授業の主な実施形態 Main class format
⑧ [遠隔]オンライン授業(非同期)/ [Remote]Online (asynchronized remote)

概要 Description
量子力学は、素粒子・宇宙・原子核物理学や物性物理学など、現代物理学の幅広い分野の根幹をなす学問である。一方で、その応用範囲はパソコンやスマートフォンといった日常的なデバイスから、近年急速に発展している量子コンピューターなど、多岐にわたる。量子力学を学ぶことは、これら最先端の現代物理学及び先端技術の理解と発展に不可欠である。 
目的 Objectives
量子力学の考え方は、我々が日常の経験や体験から得られる古典物理的な考え方とは全く異なる一方で、ミクロなスケールでの現象を正確に説明することを理解する。
波動関数や演算子など量子力学特有の概念の取り扱いを身につける。
本学科のディプロマポリシー「理論的に思考する能力の基礎を作る」に該当する科目である。

到達目標 Outcomes

1.前期に学んだ波動関数による状態記述を抽象化し、ヒルベルト空間の概念を理解する。

  状態ケット、ブラ、演算子を用いて量子状態を記述できるようになり、

  固有状態展開、完全性関係、期待値の計算を行い説明できるようになる。


2.量子力学における演算子の交換関係を正しく計算できるようになり、

  交換関係が同時測定可能性や不確定性関係とどのように関係するかを説明できるようになる。


3.スピン角運動量が角運動量代数に従うことを理解し、スピン演算子の行列表現を構築できるようになる。

  また、演算子の状態への作用やスピンの合成を正しく計算でき、その物理的意味を説明できるようになる。


4.摂動論を用いる動機を理解し、非縮退および縮退摂動論を用いて外場(磁場・電場)が作用する系への応用

  (エネルギー固有値、固有状態の近似値の計算など)し、その物理的意味を説明できるようになる。



卒業認定・学位授与の方針との関係(学部科目のみ)
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/​​​
履修上の注意 Course notes prerequisites
量子力学1Bの習得には量子力学1Aの内容の理解が必要不可欠となる。履修前に量子力学1Aの内容をよくよく復習しておくこと。
アクティブ・ラーニング科目 Teaching type(Active Learning)
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準備学習・復習 Preparation and review

LETUSに講義ノートを遅くとも授業の前日にはアップロードするので、授業開始前に必ず目を通しておくこと。

また、関連箇所を参考書等を用いて予習しておくこと。

予習では、講義内容の流れを確認し、理解できない点や疑問点を整理したうえで授業に臨むことが重要である。


タブレット端末(iPadなど)を所持している方は、講義前に講義ノートを端末にダウンロードしておき、

講義中は説明をよく聞き、重要なポイントや補足事項のみを書き足すことを強く推奨する。

手書きで書き込みができるアプリ(Goodnotesなど)を利用するとよい。

タブレット端末を持っていない場合は、講義ノートを事前に印刷し、紙媒体に書き込みながら受講してもよい。

このように事前に講義ノートを配布する目的は、板書を書き写すことに意識を取られすぎることなく、

説明の内容そのものに集中し、理解を深めるためである。

授業では、内容の論理の流れや各概念の意味をその場で理解し、「今日は何を学び、何が理解できるようになったか

を自分の言葉で説明できる状態になることを目標とする。


また、授業内容の復習および理解の定着のため、演習問題をLETUSに掲載するので、毎回必ず取り組むこと。

物理の内容は、読んだり授業を聞いただけでは身につかず、自分の手で実際に計算し、考えることによって初めて

理解できるものである。

演習を通じて、自力で計算および説明ができるレベルに到達することを目指してほしい。

受講にあたっては、受け身の姿勢ではなく、積極的に考え、自ら理解を深める姿勢を持つことを強く期待する。

成績評価方法 Performance grading policy
中間試験(30%程度)と到達度評価(70%程度)を前期・後期で行い、その総合で評価を行う。但し、到達度評価のみの結果が中間試験を考慮した結果を上回った場合は、到達度評価の点数のみをもって最終成績とする。
学修成果の評価 Evaluation of academic achievement
・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

教科書 Textbooks/Readings
教科書の使用有無(有=Y , 無=N) Textbook used(Y for yes, N for no)
N
書誌情報 Bibliographic information
MyKiTSのURL(教科書販売サイト) URL for MyKiTS(textbook sales site)
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/

参考書・その他資料 Reference and other materials

1.量子力学 (岩波書店)
  原康夫 著
  ISBN-13 9784000299077


2.現代の量子力学(上・下) (物理学叢書)
       J. J. サクライ著
       ISBN-13 978-4842703763 
       ISBN-13 978-4842703794 

3.量子力学(I・II)(講談社)
    猪木慶治・川合光 著
      ISBN-13 978-4061532090
      ISBN-13 978-4061532120

4.ファインマン物理学5 量子力学 (岩波書店)

       R. P. ファインマン著  

       ISBN-13 978-4000077156


   

授業計画 Class plan
以下の内容で講義を進める。ただし、これはあくまでも予定であって、授業の進捗状況等によって変更することもあり得る。

1 交換関係、不確定性関係、同時測定可能量

2 ヒルベルト空間、状態、演算子の行列表記

3 ブラケット記法、期待値、射影

4 ユニタリ演算子、時間発展、対称性

5 調和振動子

6 中間試験

7 角運動量演算子

8 スピン角運動量

9 スピンの回転

10 テンソル積空間

11 角運動量の合成1

12 角運動量の合成2

13 摂動論1(非縮退)

14 摂動論2(縮退あり)

15 到達度評価





担当教員の実務経験とそれを活かした教育内容 Work experience of the instructor
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教育用ソフトウェア Educational software
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備考 Remarks
本科目は卒業必修科目であり、かつ教職必修科目である。

授業でのBYOD PCの利用有無 Whether or not students may use BYOD PCs in class
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授業での仮想PCの利用有無 Whether or not students may use a virtual PC in class
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