到達目標
1.量子力学の基礎を理解できる。
2.バンド理論の基礎を理解できる。
3.固体電子論の基礎を理解できる。
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 | 量子力学の基礎を理解し、説明できる。 | 量子力学の基礎を理解できる。 | 量子化学基礎を理解できない。 |
評価項目2 | バンド理論の基礎を理解し、説明できる。 | バンド理論の基礎を理解できる。 | バンド理論の基礎を理解できない。 |
評価項目3 | 固体電子論の基礎を理解し、説明できる。 | 固体電子論の基礎を理解できる。 | 固体電子論の基礎を理解できない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
物質及び材料の構造や物性は、すべて電子の振舞いによって支配されている。現代の材料設計や開発は微視的レベルで制御されており、固体構造やその機能を理解するためには、量子力学に基づいた理解が不可欠である。本授業では、量子力学の基礎,バンド理論の基礎,固体電子論の基礎について講義する。
授業の進め方・方法:
量子材料学では、初等的でない物理学や数学を扱う機会が多い。納得した理解を得るために、教科書記載の数式の導出や量子数学に関する練習問題を解く。
注意点:
量子材料学では、本科で履修した数学的内容以外に、群論,特殊関数やフーリエ変換等の知識も不可欠である。少なくとも、本科で履修した数学,物理学,理論化学をよく復習しておくこと。
授業計画
|
|
週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
後期 |
3rdQ |
1週 |
シュレディンガー方程式 |
量子力学の基礎を理解できる。
|
2週 |
シュレディンガー方程式 |
量子力学の基礎を理解できる。
|
3週 |
交換関係と不確定性原理 |
量子力学の基礎を理解できる。
|
4週 |
井戸形ポテンシャル |
量子力学の基礎を理解できる。
|
5週 |
トンネル効果 |
量子力学の基礎を理解できる。
|
6週 |
調和振動子と格子振動 |
量子力学の基礎を理解できる。
|
7週 |
摂動論と変分法 |
量子力学の基礎を理解できる。
|
8週 |
量子力学の基礎のまとめ |
量子力学の基礎を理解できる。
|
4thQ |
9週 |
ブロッホの定理 |
バンド理論の基礎を理解できる。
|
10週 |
クローニッヒ・ペニーモデル |
バンド理論の基礎を理解できる。
|
11週 |
バンド計算法の基礎1 |
バンド理論の基礎を理解できる。
|
12週 |
バンド計算法の基礎2 |
バンド理論の基礎を理解できる。
|
13週 |
フェルミ・ディラック統計と状態密度 |
固体電子論の基礎を理解できる。
|
14週 |
電子輸送現象 |
固体電子論の基礎を理解できる。
|
15週 |
電子と光の相互作用 |
固体電子論の基礎を理解できる。
|
16週 |
定期試験 |
|
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 | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
専門的能力 | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |