量子力学

学校	茨城工業高等専門学校	開講年度	令和03年度 (2021年度)
授業科目	量子力学
科目番号	0010	科目区分	専門 / 選択
授業形態	講義	単位の種別と単位数	学修単位: 2
開設学科	専攻科　産業技術システムデザイン工学専攻　共通	対象学年	専1
開設期	後期	週時間数	2
教科書/教材	教科書：必要に応じてプリント等の資料を配布する．参考書：量子力学（日本評論社）
担当教員	佐藤桂輔

ブラ・ケット記法を用いた量子力学について理解できる．
結育の成方法を理解できる．
結晶の回折について理解できる．

	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	ブラ・ケット記法を用いた量子力学について説明できる．	ブラ・ケット記法を用いた量子力学について理解できる．	ブラ・ケット記法を用いた量子力学について理解できない．
評価項目2	走査電子顕微鏡による試料の拡大観察方法と結晶の回折を説明できる．	走査電子顕微鏡による試料の拡大観察方法と結晶の回折を理解できる．	走査電子顕微鏡による試料の拡大観察方法と結晶の回折を理解できない．

学習・教育目標 (A) (イ) 説明

概要:

前半は量子力学の代表的な現象を数式を用いて理解します．
後半は各自が持ち寄った試料を使って，走査電子顕微鏡による拡大観察，組成分析，X線回折装置による結晶構造解析を行います．
メーカーの研究所で量子デバイスの研究開発の経験を持つ教員が，量子力学の基礎的知識を講義する．

授業の進め方・方法:

前半はプリントを配布しながら講義を進める．計算が多くなると思うが，しっかりと式を追って欲しい．
後半は実験装置を目の前にしながら，量子力学に関連することを実際に手を動かして行う．

注意点:

前期に開催される現代物理学を履修していることを前提に進めます．

アクティブラーニング	ICT 利用	遠隔授業対応	実務経験のある教員による授業

		週	授業内容	週ごとの到達目標
後期
	3rdQ
		1週	角運動量1	角運動量の復習をする．
		2週	角運動量2	角運動量演算子について理解する．
		3週	角運動量3	角運動量演算子を用いた問題を解く．
		4週	円周上の運動1	2次元上での回転運動を理解する．
		5週	円周上の運動2	2次元上での回転運動の問題を解く．
		6週	球面上での運動1	3次元上での回転運動を理解する．
		7週	球面上での運動2	3次元上での回転運動の問題を解く．
		8週	水素原子1	中心ポテンシャル中の粒子について理解する．
	4thQ
		9週	水素原子2	水素原子のエネルギー固有状態について理解する．
		10週	走査電子顕微鏡1	走査電子顕微鏡の原理を理解する．
		11週	走査電子顕微鏡2	各自が持ち寄った試料で，走査電子顕微鏡で拡大観察とエネルギー分散型X線分析で組成分析を行う．
		12週	結晶の回折１	結晶の構造，結晶面，結晶方位を理解する．
		13週	結晶の回折２	結晶のX線回折について理解する．
		14週	結晶の回折3	各自が持ち寄った試料で，X線回折装置を用いて実際にX線回折を測定する．
		15週	（期末試験）
		16週	総復習