到達目標
古典力学の限界と,量子力学の必要性を理解する。
量子力学の定式化を理解する。
波動関数と固有値の意味を理解する。
不確定性原理を理解する。
自由粒子,井戸型ポテンシャルなどの例でシュレディンガー方程式を解くことができる。
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 |
評価項目1 | 古典力学の限界を知り、量子力学の必要性を理解する。 | 古典力学の限界を知る。 | 古典力学の限界を知らない。 |
評価項目2 | シュレディンガー方程式の意味を理解する。 | シュレディンガー方程式を書ける。 | シュレディンガー方程式を書けない。 |
評価項目3 | 自由粒子、井戸型ポテンシャルなどの例で、シュレディンガー方程式を解くことができる。 | 自由粒子の例でシュレディンガー方程式を解くことができる。 | 自由粒子のシュレディンガー方程式を解くことができない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
古典力学の限界を知り量子力学の必要性を学び,量子力学の定式化を理解する。シュレディンガー方程式,波動関数,演算子と交換関係など量子力学の基本的概念を学ぶ。自由粒子,階段型ポテンシャル,井戸型ポテンシャルなど具体的な模型でシュレディンガー方程式を解き,波動関数と固有値などを理解する。
授業の進め方・方法:
授業形式は講述と演習を併用する。教科書に沿った内容で授業を行うが,理解に必要な内容については,適宜補足説明する。講義で学んだことは,さらに演習,レポートにより復習させ習熟度を高める。
事前学習:あらかじめ講義範囲を周知しますので予習をしておいてください。
事後学習:講義で演習課題等を課すので取り組んでください。
注意点:
試験 60%,演習30%,レポート10%の比率で評価する。
オフィスアワー:火曜日(放課後~17:00)
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 |
後期 |
3rdQ |
1週 |
理想気体の比熱 |
理想気体の比熱を知る。D1:1
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2週 |
空洞輻射と光量子 |
プランクの公式を知る。D1:1
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3週 |
光電効果と光量子 |
光電効果を知る。D1:1
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4週 |
光の粒子性と電子の波動性 |
光の粒子性と電子の波動性を知る。D1:1
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5週 |
ボーアの量子論 |
水素原子のエネルギー準位を求めることができる。D1:1
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6週 |
物質波と電子線回折 |
物質の波動性を知る。D1:1
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7週 |
シュレディンガー方程式 |
シュレディンガー方程式を知る。D1:1
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8週 |
波動関数 |
波動関数について知る。D1:1
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4thQ |
9週 |
固有関数と固有値 |
固有関数と固有値を知る。D1:1
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10週 |
不確定性原理 |
不確定性原理について知る。D1:1
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11週 |
自由粒子 |
自由粒子のシュレディンガー方程式を解く。D1:2
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12週 |
中心力場内の粒子 |
中心力場内の粒子に対して,シュレーディンガー方程式を知る。D1:2
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13週 |
周期境界条件 |
周期境界条件の場合に方程式を解く。D1:2
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14週 |
井戸型ポテンシャル |
井戸型ポテンシャルのシュレディンガー方程式を解く。D1:2
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15週 |
階段型ポテンシャル |
階段型ポテンシャルのシュレディンガー方程式を知る。D1:2
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16週 |
後期末試験 |
到達度を確認する。
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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
| 試験 | 演習 | レポート | 合計 |
総合評価割合 | 60 | 30 | 10 | 100 |
基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 |
専門的能力 | 60 | 30 | 10 | 100 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 |