到達目標
ミクロな世界での物理現象を表すことができる量子力学の基礎を学ぶ。
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 |
| 粒子性と波動性 | それぞれの性質について実験事実を理解し説明できる。 | 助言付きでそれぞれの性質について実験事実を理解し説明できる。 | それぞれの性質について説明できない。 |
| シュレーディンガー方程式 | 式を使って必要な値を求めることができる。 | 助言付きで式を使って必要な値を求めることができる。 | 式を使って必要な値を求めることができない。 |
学科の到達目標項目との関係
JABEE (A) 実践技術者としての高度でかつ幅広い基本的能力・素養
教育方法等
概要:
量子力学に必要な数学と考え方を併せて説明していく。
授業の進め方・方法:
授業中に前回の復習などを行いながらスライドを用いて進める。予習ができるように次の内容を授業最後に紹介する。
注意点:
微分方程式など数学の知識を必要とする。
授業の属性・履修上の区分
授業計画
|
|
週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
ガイダンス |
|
| 2週 |
波動性と粒子性1 |
ヤングの実験、光電効果について説明できる。
|
| 3週 |
波動性と粒子性2 |
電子の性質とボーアの量子論について説明できる。
|
| 4週 |
波動方程式 |
一般的な波動方程式を物質波に拡張できる。
|
| 5週 |
期待値 |
期待値の計算ができる。
|
| 6週 |
不確定性原理 |
不確定性原理の説明ができる。
|
| 7週 |
フーリエ解析とガウス積分 |
フーリエ解析とガウス積分の計算ができる。
|
| 8週 |
ポテンシャル内の粒子1 |
井戸型ポテンシャルの計算ができる。
|
| 2ndQ |
| 9週 |
ポテンシャル内の粒子1 |
無限ポテンシャルの計算ができる。
|
| 10週 |
ポテンシャル内の粒子2 |
有限ポテンシャルの計算ができる。
|
| 11週 |
ポテンシャル内の粒子3 |
トンネル効果の計算ができる。
|
| 12週 |
ポテンシャル内の粒子4 |
条件の違いによる粒子の運動について説明できる。
|
| 13週 |
1次元調和振動1 |
級数解法の計算ができる。
|
| 14週 |
1次元調和振動2 |
零点振動について説明できる。
|
| 15週 |
まとめ |
|
| 16週 |
期末試験 |
|
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 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 材料系分野 | 材料物性 | 電子が持つ粒子性と波動性について、現象を例に挙げ、式を用いて説明できる。 | 4 | |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 40 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 40 |
| 専門的能力 | 60 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 60 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |