シラバス参照
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シラバス参照
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| 講義概要/Course Information |
| 科目基礎情報/General Information |
| 授業科目名 /Course title (Japanese) |
量子物理工学基礎（H27年度以前入学生） | ||
|---|---|---|---|
| 英文授業科目名 /Course title (English) |
Fundamentals of Quantum Physics | ||
| 開講年度 /Academic year |
2019年度 | 開講年次 /Year offered |
全学年 |
| 開講学期 /Semester(s) offered |
前学期 | 開講コース・課程 /Faculty offering the course |
博士前期課程 |
| 授業の方法 /Teaching method |
講義 | 単位数 /Credits |
2 |
| 科目区分 /Category |
大学院専門教育科目 - 連携専門科目 | ||
| 開講類・専攻 /Cluster/Department |
先進理工学専攻 | ||
| 担当教員名 /Lecturer(s) |
渡邊 信一 | ||
| 居室 /Office |
東6-521/E6-521 | ||
| 公開E-mail |
shin.watanabe@PC (PCを uec.ac.jp で置き換えて下さい。) | ||
| 授業関連Webページ /Course website |
なし/NA | ||
| 更新日 /Last update |
2019/03/22 01:03:13 | 更新状況 /Update status |
公開中 /now open to public |
| 講義情報/Course Description |
| 主題および 達成目標（2,000文字以内） /Themes and goals（up to 2,000 letters） |
The theme and goal of this course will be based on "Advanced Quantum Mechanics" this year. 主題：現代社会の科学技術において根幹をなす量子現象の基礎原理を習得する事を目指す。 達成目標：角運動量の量子力学的取り扱いと近似法に習熟し、散乱問題、物質と輻射場との相互作用を学び、それを通して自然現象の理解を深める。また、輻射場の量子化を理解すること。 Subject: We aim to master the fundamental principle of quantum phenomenon which is essential to science and technology of contemporary society. Achievement goal: To learn quantum treatment of angular momentum, approximation methods, scattering problem, interaction between matter and radiation field, and to deepen the understanding of natural phenomena therewith, and also to understand the quantization of the radiation field. |
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| 前もって履修 しておくべき科目（1,000文字以内） /Prerequisites（up to 1,000 letters） |
学部程度の量子力学の他、量子力学Iや量子力学IIで充分に扱っていない近似法､および光と物質の相互作用など｡ On top of topics in undergraduate level quantum mechanics, we learn about approximation methods not dealt with in quantum mech I and II, and the interaction of light and matter. |
| 前もって履修しておくこ とが望ましい科目（1,000文字以内） /Recommended prerequisites and preparation（up to 1,000 letters） |
解析力学、応用数学 （前もって履修しておくとよいものとして応用数学がありますが、本科目で主に用いる数学は初等的な微積分や線形代数の他にフーリェ級数・積分のように工学系には常識的な知識のみです。） Analytical mechanics, applied mathematics (Preferably some knowledge of applied math. Common knowledge of basic math for engineering courses such as elementary calculus, linear algebra, the Fourier series and integrals.) |
| 教科書等（1,000文字以内） /Course textbooks and materials（up to 1,000 letters） |
教科書：「量子力学II」 江沢 洋著（裳華房） 参考書：「量子力学II」 小出昭一郎著（裳華房） 「量子力学上下」 シッフ著（吉岡書店） Textbook：「量子力学II」 江沢 洋著（裳華房） Reference materials： 「量子力学II」 小出昭一郎著（裳華房） 「量子力学上下」 シッフ著（吉岡書店） |
| 授業内容と その進め方（2,000文字以内） /Course outline and weekly schedule（up to 2,000 letters） |
The theme and goal of this course will be based on "Advanced Quantum Mechanics" this year. 英語タイプIIにより講義を実施 (授業内容) 第１回 初等量子力学の復習 第２回 時間発展の摂動論１：定式化を行い、具体例を通してその必要性を学ぶ。 第３回 時間発展の摂動論２：状態密度について学び、黄金律の公式を導き、遷移確率を理解する。 第４回 摂動論の演習：演習問題を解き、理解の充実を図る。 第５回 遷移確率から微分断面積へ：1次の摂動論（ボルン近似）のクーロン散乱への応用を学ぶ。 第６回 変分法の原理とヘリウム原子への応用。 第７回 予備日 第８回 中間テストと解説 第９回 箱式量子化 第１０回 輻射場の初等的な量子化と応用 第１１回 自由空間の電磁場 第１２回 電子のハミルトニアン 第１３回 輻射の放出と吸収１：電磁場の量子化を学ぶ。 第１４回 輻射の放出と吸収２：自然放出を学び、水素の励起状態の寿命を求める。 第１５回 期末課題の解説 (進め方)講義と簡単な演習を中心に行なう。なお、受講者の準備が十分である場合は、摂動論以降の部分に重点を置く。 注意：内容は予告なく変更することがあります。特に今年度は近年の科学の急速な進展を視野に入れたトピックの取扱いも検討中です。 (Course content) 1. Review of elementary quantum mechanics 2. Theory of time-development perturbation 1: Formulate the problem and learn its necessity through a concrete example. 3. Theory of time-development perturbation 2: Learn about the density of states, derive the golden rule formula and understand the transition probability. 4. Exercises: Solve problems and consolidate the understanding of the perturbation theory 5. From transition probability to differential cross section; 1st order perturbation theory applied to the Coulomb scattering problem. 6. Elementary example of the variational method and application to He 7. A day reserved for delay or Q&A 8. Mid-term test 9. Box quantization 10. Elementary quantization and application of the radiation field 11. Electromagnetic field in free space 12. Electronic Hamiltonian 13. Emission and absorption of radiation Part 1: Quantization of E&M fields. 14. Emission and absorption of radiation Part 2: Learn about spontaneous emission, and evaluate the life time of the excited hydrogen, 15. Final exam (take-home) (How to proceed) The course centers on lectures and simple exercises. If the students are found to be familiar with the subject, emphasis is placed on the part after the perturbation theory. Note: The contents are subject to change without notice. Especially, this year we are considering new topics with a view to rapid progress of science in recent years. |
| 実務経験を活かした 授業内容 (実務経験内容も含む) /Course content utilizing practical experience |
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| 成績評価方法 および評価基準 （最低達成基準を含む） （1,000文字以内） /Evaluation and grading （up to 1,000 letters） |
a)評価方法： 中間レポートと期末試験またはレポートの総合成績による。 (b)評価基準 以下の到達度をもって合格の最低基準とする。 1. 近似法を使い、かんたんな問題を解けること。 2. 散乱問題を理解していること。 3. 輻射と物質の相互作用を理解していること｡ a) Evaluation: Grades will be based on mid-term and final reports unless otherwise announced. b) Criteria: The credits may be earned if the following conditions are met. 1. To be able to solve elementary problems using approximation methods. 2. To be able to understand simple scattering problems. 3. To be able to understand the interaction of matter with light. |
| オフィスアワー： 授業相談（1,000文字以内） /Office hours（up to 1,000 letters） |
講義終了直後。また、適宜相談に応じるが、電話やe-mailなどで事前に予約を取ること。 Questions will be accepted immediately after class. If time permitting, a meeting will be arranged by way of a prior appointment by phone or e-mail. |
| 学生へのメッセージ（1,000文字以内） /Message for students（up to 1,000 letters） |
量子力学全体の論理的な構成と流れを理解して欲しい。 Please make an effort to understand the logical structure and flow of quantum mechanics as a whole. |
| その他 /Others |
予習と復習をきちんと行いましょう。また、身の回りの量子現象に興味を持ってください。 Please spend time on the materials before and after each class. Also pay attention to quantum phenomena around us. |
| キーワード /Keywords |
量子力学、時間に依存する摂動論、散乱問題 Quantum mechanics, time-dependent perturbation theory, scattering problem. |