到達目標
・量子論の基本的概念である粒子性・波動性の二重性を理解すること。
・シュレディンガー方程式、波動関数、エネルギー固有値の意味を理解すること。
・水素原子の構造や、共有結合、軌道の混成の仕組みを理解すること
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安 | 標準的な到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
評価項目1
現代物理学の成立過程の理解 | 現代物理学の成立過程に関わった多くの物理学者とその業績の間の関連性まで理解できている。 | 現代物理学の成立過程に関わった物理学者とその業績を理解できている。 | 現代物理学の成立過程とその概要を理解できていない。 |
評価項目2
原子核の構造、核エネルギー、放射線の性質の理解。
| 放射線の種類と性質を知り、なぜ放射線が危険なのかを理解できている。 | 原子核の構造と、核エネルギーとは何なのかを理解できている。 | ニュートンの運動方程式とシュレディンガー方程式の相違を十分には理解できていない。 |
評価項目3
量子論の成立過程と電子の性質の理解。 | 水素原子の構造の解明に寄与し、化学結合の量子論的な解釈法をよく理解できている。 | 電子は粒子であり同時に波であるという二重性を示すことを理解できている。 | 原子や分子の中での電子の不思議な振る舞いが理解できていない。 |
学科の到達目標項目との関係
ディプロマポリシー DP2 ◎
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ディプロマポリシー DP3 ◎
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ディプロマポリシー DP3 〇
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教育方法等
概要:
「応用物理Ⅲ」では、マテリアル系の専門科目量子化学を学ぶうえでの基礎知識である量子力学の初歩を学ぶ。 マテリアルの性質を知るためには、それを構成する原子や分子の機能を理解する必要がある。量子力学が示すミクロの世界の 法則を理解し、物質の中での原子や電子の性質を理解することが重要となる。「応用物理Ⅲ」は、本格的な量子化学の学習の準備となることを目標とする。
授業の進め方・方法:
量子力学の概念を理解するためには、物理・応用物理で学んだ振動・波動の基礎事項と、応用数学で学んだ 微分方程式や確率・統計の知識を必要とする。 授業ではそれらの復習を兼ねながら進めていく。
注意点:
・応用物理(振動・波動)、応用数学(微分方程式、確率・統計)をよく復習しておくこと。
・講義内容、テキストの本文中の公式の導出や、例題および基本的演習問題は自ら考え計算してみること。
授業の属性・履修上の区分
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
2ndQ |
9週 |
ガイダンス、量子論誕生の背景とボーアの原子模型 |
量子論誕生の背景とボーアの原子模型について理解できる
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10週 |
波動方程式と量子力学の基本原理 |
波動方程式と量子力学の基本原理について理解できる
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11週 |
井戸型ポテンシャル中の粒子の運動 |
井戸型ポテンシャル中の粒子の運動について理解できる
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12週 |
水素原子の波動方程式の解法 |
水素原子の波動方程式の解法について理解できる
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13週 |
水素原子における電子雲 |
水素原子における電子雲について理解できる
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14週 |
スピンと電子配置 |
スピンと電子配置について理解できる
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15週 |
パウリの原理、フントの規則 |
パウリの原理、フントの規則について理解できる
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16週 |
到達度試験 (答案返却とまとめ) |
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
評価割合
| 到達度試験 | 課題・小テスト等 | 合計 |
総合評価割合 | 70 | 30 | 100 |
基礎的能力 | 0 | 0 | 0 |
専門的能力 | 70 | 30 | 100 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 |