基礎量子化学

科目基礎情報

学校 新居浜工業高等専門学校 開講年度 2018
授業科目 基礎量子化学
科目番号 630022 科目区分 専門 / 必修
授業形態 授業 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 生物応用化学専攻 対象学年 専2
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 アトキンス 物理化学(上)第10版 中野 元裕他 訳 (東京化学同人)
担当教員 勝浦 創

到達目標

1. 光や電子の二重性について説明できること。
2. ボーアの原子模型を説明できること。
3. シュレディンガー方程式を導くことができること。
4. 並進運動に関してシュレディンガー方程式を解くことができること。
5. 重ね合わせの原理について説明できること。
6. 不確定性原理について説明できること。

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光や電子の二重性について、実 験例を上げて具体的に説明できる。光や電子の二重性について、説明できる。光や電子の二重性について、説明できない。
評価項目2ボーアの原子模型、およびその問題点を説明できる。ボーアの原子模型を説明できる。ボーアの原子模型を説明できない。
評価項目3時間に依存する及びしないシュ レディンガー方程式を導くことができる。時間に依存しないシュレディンガ ー方程式を導くことができる。シュレディンガー方程式を導くことができない。
評価項目43次元の並進運動に関するシュ レディンガー方程式を解くことができる。1次元の並進運動に関するシュ レディンガー方程式を解くことができる。1次元の並進運動に関するシュ レディンガー方程式を解くことができない。
評価項目5重ね合わせの原理について数式と言葉を用いて説明できる。重ね合わせの原理について言葉で説明できる。重ね合わせの原理について説明できない。
評価項目6不確定性原理について数式と言葉を用いて説明できる。不確定性原理について言葉で説明できる。不確定性原理について言葉で説明できない。

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
個々の原子、分子について理解するためにシュレーディンガーの波動方程式、不確定性原理など量子論の概念を理解する。これらを用いて水素型原子の構造とスペクトルについて理解することを目標とする。
授業の進め方・方法:
講義を中心に進める。
注意点:
物理(力学、波)と数学(演算子、直交座標と極座標の変換)について復習しておいてください。講義で導いた式を自ら誘導してみるなど積極的に取り組んでもらいたい。

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 黒体輻射と光電効果 1
2週 光の二重性 1
3週 水素原子の構造 2
4週 水素のスペクトルとボーアの水素モデル 2
5週 ド・ブロイ波と波の式 1,3
6週 シュレディンガー方程式 3
7週 波動関数に含まれる情報 3
8週 中間試験
2ndQ
9週 試験返却・1次元の箱の中の粒子1 4
10週 1次元の箱の中の粒子2 4
11週 3次元の箱の中の粒子 4
12週 系の一般的状態と固有値
13週 古典物理量の演算子の性質
14週 重ね合わせの原理 5
15週 不確定性原理 6
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

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10000000100
基礎的能力0000000
専門的能力10000000100
分野横断的能力0000000