原子核物理学

学校	沼津工業高等専門学校	開講年度	2017
授業科目	原子核物理学
科目番号	0008	科目区分	専門 / 選択
授業形態	授業	単位の種別と単位数	学修単位: 2
開設学科	医療福祉機器開発工学コース	対象学年	専2
開設期	後期	週時間数	2
教科書/教材	参考書：現代物理学の基礎、バイザー著（好学社），原子核物理学、永江・永宮共著（裳華房）
担当教員	住吉光介

(1) 原子・原子核の世界における基本法則を理解して、物理量を求めることができる。 (2) 日常スケールにおける現象との関わりのもとで、アトミックスケールにおける物質階層を理解することができる。(B1-4)

	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	□やや応用的な場合についても，原子・原子核に応用して物理量を求めることができる。	□量子力学における波動関数やエネルギーを基に、原子・原子核に応用して物理量を求めることができる。	□原子・原子核に応用して物理量を求めることができない。
評価項目2	□日常スケールと関連して、アトミックスケールの現象の現象を物理法則に基づいて記述することができる。	□日常スケールと関連してアトミックスケールの現象を記述することができる。	□日常スケールと関連してアトミックスケールの現象を記述することができない。
評価項目3

実践指針（B1）説明

実践指針のレベル（B1-4）説明

【プログラム学習・教育目標】 B 説明

概要:

現代の科学技術の発展は、原子や分子のようなミクロの世界の理解を抜きにして考えることはできない。本講義では微小な世界を記述する基礎理論である量子力学の応用を通じて、ミクロ世界について学び、将来の科学技術に役立てることを目指す。量子力学を履修済みであることが必要である。

授業の進め方・方法:

原子から原子核までの階層構造を俯瞰するため、それぞれのスケールでの特徴をつかむための事例を紹介しながら講義を進める。演習プリントにより量子力学の典型的な例を扱うことにより、定量的な評価にどのように使われるのかを実践しながら理解していく。

注意点:

レポート課題において、量子力学を用いて原子・原子核の自然現象を、数式やグラフを用いて記述させて、判定する。レポートの達成度(90%)、現象を扱う問題の記述における取組み(10%)

		週	授業内容	週ごとの到達目標
後期
	3rdQ
		1週	原子・原子核	量子力学、シュレーディンガー方程式、波動関数
		2週	粒子の閉込め	井戸型ポテンシャル問題、サイズとエネルギー
		3週	水素原子１	球座標シュレーディンガー方程式、エネルギー準位とスペクトル
		4週	水素原子２	量子数、波動関数、確率密度分布
		5週	水素原子３	角運動量、スピン
		6週	多電子原子	周期表
		7週	原子核の基礎事項	核種、同位体、質量公式
		8週	三次元調和振動子	ヘリウム原子核、原子核の半径
	4thQ
		9週	原子核の記述１	殻模型、魔法数
		10週	原子核の記述２	スピン・軌道相互作用
		11週	元素の起源	宇宙・星における元素合成過程
		12週	放射線	粒子線、電磁波、物質
		13週	原子核の崩壊１	半減期
		14週	原子核の崩壊２	α崩壊、トンネル効果
		15週	原子力エネルギー	核分裂、原子炉
		16週

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