後期 水曜日 ２講時 / 後期 金曜日 ２講時. 単位数/Credit(s): 4. 担当教員/Instructor : 佐々木 勝一. 学期/Semester: 後期. 開講年度/Year: 2024. 科目ナンバリング/Course code/number: SPH-PHY221J. 使用言語/Language Used in Course: 日本語.
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量子基礎物理学講座（原子核理論分野）
量子力学入門
Introduction to quantum mechanics
素粒子、原子核、宇宙、物質などありとあらゆるスケールに及ぶ現代物理学を理解するためには、量子力学の考え方が必要不可欠である。この講義では量子力学の基本法則を必要な数学とともに導入し、基本的な物理系の取り扱いについて詳しく説明する。
Quantum mechanics is the fundamental theory of nature. The main purpose of this course is to introduce the fundamental ideas of quantum mechanics with necessary mathematical tools for dealing with the behavior of matter and its interactions with energy on the scale of atoms and subatomic particles.
波動関数、演算子、固有状態といった量子力学の基本的な概念を習得し、量子力学特有の考え方を習得する。１次元の量子系問題（井戸型ポテンシャルや調和振動子）を通してシュレディンガー方程式の解法を身につけ、さらに線形代数、ブラケット記号を用いた量子力学の定式化を学ぶ。
We will start with the fundamental concepts of quantum mechanics such as wave functions, operators, eigenstates and then learn how to solve the Schrödinger equation through one dimensional quantum system problem (well type potential and harmonic oscillator). We will also develop the basic mathematical and conceptual tools to deal with important topics using linear algebra and bracket symbols.
１．序論: 粒子性と波動性、電子の２重スリット干渉実験
２．シュレディンガー方程式とその成り立ち：波動関数・演算子、固有値と固有関数とその意味
３．１次元の量子系の問題：ポテンシャル障壁、井戸型ポテンシャル、周期ポテンシャル、調和振動子
４．量子力学の理論体系：線形代数と行列力学、ブラ・ケット記号、不確定性原理、時間発展
1. Introduction: Wave–particle duality, Double-slit experiment with electrons.
2. Schrödinger equation and its derivation: wave functions, operators, eigenvalues and eigenfunctions and their meanings
3 Problem of 1-dimensional quantum system: potential barrier, well type potential, periodic potential, harmonic oscillator
4. Theoretical basis of quantum mechanics: linear algebra and matrix dynamics, bra-ket notation, uncertainty principle, time evolution
中間試験と期末試験による
Midterm and final exams
最初の授業で紹介する
量子力学は物理系の基幹科目であり、履修者が授業内容をしっかり復習することが大切である
Quantum mechanics is a core subject in any degree course in physics, so it is important for students to review the contents after the class
週２回開講