| 科目名 |
現代物理学基礎 |
| 担当教員 |
谷脇 雅文 |
| 対象学年 |
1年,2年 |
クラス |
学部：専門001 |
| 講義室 |
Ｋ１０２ |
開講学期 |
１学期 |
| 曜日・時限 |
月３,木３ |
単位区分 |
選択 |
| 授業形態 |
一般講義 |
単位数 |
2 |
| 準備事項 |
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| 備考 |
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| 授業の詳細1 |
講義の目的
物質は原子から構成されている.原子間の結合はさらに電子のふるまいによって決められる.それゆえ、物性（＝物質の性質）は原子および電子の挙動によって決定される.原子や電子のような極微の世界は、古典物理学だけでは、表現することができない.そのためこの講義では、原子の世界を記述する道具として、初歩的な量子力学とを学習する.
講義の進め方
講義と演習，チェックのための小テスト
テキストはプリント
達成目標
現象を記述する方法としての古典力学，量子力学の"しくみ"を理解する.
古典力学においては，運動方程式をたて，これが解けるようになる事.
量子力学においては，波動方程式をつくること，そして，それから速度，エネルギーなどの物理量を求められること.
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| 授業の詳細2 |
講義計画
1. 序論
講義の概要が説明される.そして古典力学が原子の世界を描写しきれなくなった事情と、量子論、統計力学の大まかな考え方が紹介される.
（古典力学）
2. 古典力学
古典力学の柱であるニュートンの力学の3法則を学ぶ.そして，加速度，速度，変位が微分・積分で結び付けられていることを理解する．
3. 力・仕事・エネルギー
力として代表的な万有引力，クーロン力，バネの力をとりあげる.そして，定義にもとづいて，力から仕事・ポテンシャルを求める.力学的エネルギー保存則を理解する.
（量子力学）
4. 光の粒子性・電子の波動性
まず波動という見方について簡単にふれる.次に，19世紀末までは波動と信じられてきた光のエネルギーが量子化されていること，粒子である電子に波動性があることを学ぶ.
5. ボーアの水素原子モデル
1913年、ボーアは水素原子モデルを提案した.前期量子論とよばれるこのモデルは、原子の構造を理解するうえで有用であり、その考えは現在の材料科学でもしばしば応用される.
6. .原子の世界の法則
古典力学では、運動方程式が柱であった.初期条件さえ与えられれば、これを使って任意の時間において運動状態を完全に決めることができた.しかし量子力学では粒子の運動は、シュレディンガーの波動方程式で記述される.
7. 波動方程式の応用
シュレディンガーの波動方程式の応用例として箱の中の自由粒子の運動、単振子、水素原子の構造を学ぶ.箱の中の自由粒子の運動、単振子の運動から金属中の自由電子のエネルギー、格子振動のエネルギーが飛び飛びである事が導かれる（量子化）.
8. 習熟度確認を行う．
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| 授業の詳細3 |
<成績評価の基準>
ＡＡ：特に優れた成績を示したもの
Ａ ：優れた成績を示したもの
Ｂ ：良好と認められる成績を示したもの
Ｃ ：合格と認められる成績を示したもの
Ｆ ：不合格 |
| 授業の詳細4 |
テキスト：プリント
評価：出席は授業時の演習等で不定期にとる．出席状況を加味した上で試験成績で評価する．
参考書：量子力学に関する本はたくさんあるが、次のものが比較的やさしい.
「量子論」小出昭一郎（裳華房）
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| 授業の詳細5 |
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| 授業の詳細6 |
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| 授業の詳細7 |
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| 授業の詳細8 |
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| 授業の詳細9 |
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| 授業の詳細10 |
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