到達目標
現代の技術にかかせない現代物理学の柱である「量子力学」と「相対性理論」について学習し理解を深めることが目的である。
到達目標1:原子・分子の世界を量子力学に基づいて理解し説明することができる
到達目標2:光速度不変の原理に基づいた物理を理解し説明することができる
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 |
量子力学 | 原子・分子の世界を量子力学に基づいて理解し関連する計算問題が解ける | 原子・分子の世界を量子力学に基づいて説明することができる | 原子・分子の世界を量子力学に基づいて説明することができない |
相対性理論 | 光速度不変の原理に基づいた物理を理解し関連する計算問題が解ける | 光速度不変の原理とは何かを説明することができる | 光速度不変の原理とは何かを説明することができない |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
近代技術にかかせない物理である「現代物理学(量子力学と相対性理論)」の基本的な事柄について学習する。また,現代物理学にもとづいて,原子・分子の世界がどのように理解できるのかを学習する。
授業の進め方・方法:
講義と演習を通して理解を深める。この科目は、学修単位科目のため授業内容に関連する課題を実施する。
注意点:
事前学習:教科書を用いて,次回の授業範囲を予習し専門用語の意味などを理解しておくこと。
事後学習:授業で行った演習問題を再度解きなおす,ノートを見返すなどをし,復習をすること。
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 |
1stQ |
1週 |
ニュートン力学の復習 |
運動方程式がガリレイ変換のもと不変であることを理解できる
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2週 |
波動方程式と電磁波 |
電磁波が波動方程式にしたがうことを理解できる
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3週 |
ローレンツ変換 |
ローレンツ変換を理解し実行できる
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4週 |
光速度不変の原理とローレンツ変換 |
光速度不変の原理を理解し説明できる
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5週 |
相対論的力学 |
質量がエネルギーとなりえることを理解できる
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6週 |
空洞放射 |
空洞放射とは何か理解しその特徴を説明できる
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7週 |
光の粒子性 |
光には粒子性があることを理解し粒子性を表す実験を具体的にあげることができる
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8週 |
ボーワの量子化条件 |
ボーワの量子化条件を理解し説明できる
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2ndQ |
9週 |
物質波と波束 |
物質(粒子)を波としてとらえるという考え方を理解できる
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10週 |
波束による粒子描像 |
波束を用いた粒子描像を理解し説明できる
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11週 |
シュレーディンガー方程式 |
物質波の考察からシュレーディンガー方程式を導出できる
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12週 |
波動関数と確率解釈 |
波束による粒子描像の欠点を上げ,確率解釈へと移行することができる
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13週 |
井戸型ポテンシャル |
シュレーディンガー方程式を井戸型ポテンシャルの場合で解くことができる
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14週 |
水素原子(1) |
水素原子をシュレーディンガー方程式に基づいて説明することができる
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15週 |
水素原子(2) |
水素原子の電子のエネルギー順位を求めることができる
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16週 |
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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
| 期末試験 | 課題 | 合計 |
総合評価割合 | 60 | 40 | 100 |
総合評価割合 | 60 | 40 | 100 |