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１．目的
先端科学・工学の基礎知識として不可欠な初等量子力学の基本を理解する。
２．概要
前期量子論、粒子性と波動性、波動方程式と波動関数などについて学び、調和振動子及び水素原子の内殻電子の運動、粒子のポテンシャル散乱などの問題の解き方を学ぶ。
1. Objective of Class
Understanding the basics of elementary quantum mechanics, which is essential as basic knowledge for advanced science and engineering.
2. Summary of Class
Learning old quantum theory, wave-particle duality, wave equations and wave functions, etc. as well as how to solve problems such as the motion of harmonic oscillators and the inner shell electrons of hydrogen atoms, and the potential scattering of particles.
本講義のためのGoogle Classroomのクラスコードは「5fx6xms」である。
講義に関する各種連絡は当該Classroomを通じて行うので、受講者は忘れずに登録のこと。
１．目的
先端科学・工学の基礎知識として不可欠な初等量子力学の基本を理解する。
２．概要
前期量子論、粒子性と波動性、波動方程式と波動関数などについて学び、調和振動子及び水素原子の内殻電子の運動、粒子のポテンシャル散乱などの問題の解き方を学ぶ。
３．達成目標等
この授業では、主に以下のような能力を修得することを目標とする。
・波動関数の性質を理解するとともに、その物理的意味を説明できる。
・ミクロ系の運動を量子力学的に考察し、その系の物理量を計算できるようにする。
In this course, students will understand the foundation of quantum dynamics, learn about the theory and application.
１．目的
先端科学・工学の基礎知識として不可欠な初等量子力学の基本を理解する。
２．概要
前期量子論、粒子性と波動性、波動方程式と波動関数などについて学び、調和振動子及び水素原子の内殻電子の運動、粒子のポテンシャル散乱などの問題の解き方を学ぶ。
1. Objective of Class
Understanding the basics of elementary quantum mechanics, which is essential as basic knowledge for advanced science and engineering.
2. Summary of Class
Learning old quantum theory, wave-particle duality, wave equations and wave functions, etc. as well as how to solve problems such as the motion of harmonic oscillators and the inner shell electrons of hydrogen atoms, and the potential scattering of particles.
１．目的
先端科学・工学の基礎知識として不可欠な初等量子力学の基本を理解する。
２．概要
前期量子論、粒子性と波動性、波動方程式と波動関数などについて学び、調和振動子及び水素原子の内殻電子の運動、粒子のポテンシャル散乱などの問題の解き方を学ぶ。
1. Objective of Class
Understanding the basics of elementary quantum mechanics, which is essential as basic knowledge for advanced science and engineering.
2. Summary of Class
Learning old quantum theory, wave-particle duality, wave equations and wave functions, etc. as well as how to solve problems such as the motion of harmonic oscillators and the inner shell electrons of hydrogen atoms, and the potential scattering of particles.
1．目的
量子力学は、電気、電子、光、スピン、通信デバイスの原理を理解する上で、欠くことのできない重要な基礎である。本講義は、初めて量子力学を学ぶ者を対象とし、その基礎を習得することを目的とする。
2．概要
古典力学から量子力学へ至る、実験を中心とした歴史的な変遷を解説した後、シュレディンガー波動方程式、一次元ポテンシャル問題、トンネル効果を説明する衝突問題、等について学ぶ。
3．達成方法
シュレディンガー波動方程式、一次元ポテンシャル問題、等を、講義、レポート、演習、復習を通して、正しく理解する。
1. Objectives
Quantum mechanics is an essential foundation for understanding the principles of electricity, electronics, light, spin, and communication devices. This course aims to provide beginners with a solid understanding of the fundamentals of quantum mechanics.
2. Overview
Beginning with a historical overview of the transition from classical mechanics to quantum mechanics, focusing on experimental evidence, the course will then cover topics such as the Schrödinger wave equation, one-dimensional potential problems, and collision problems explaining phenomena like the tunneling effect.
3. Achievement Methods
Through lectures, assignments, exercises, and reviews, students will gain a thorough understanding of topics including the Schrödinger wave equation, one-dimensional potential problems, and others.
Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。
学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)
１．目的
先端科学・工学の基礎知識として不可欠な初等量子力学の基本を理解する．
２．概要
前期量子論，粒子性と波動性，波動方程式と波動関数などについて学び，束縛状態にある電子の運動における離散的エネルギー準位など，古典力学で記述できない物理現象について学ぶ．
３．達成目標等
この授業では，主に以下のような能力を修得することを目標とする．
・波動関数の性質を理解するとともに，その物理的意味を説明できる．
・ミクロ系の運動を量子力学的に考察し理解できる．
本講義は，Google Classroomを利用する場合がある．その場合のクラスコードは「zjxkzys」である．
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of
the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)
1. Objective of the course is to understand the fundamental theories about quantum mechanics.
2. Lectures give a historical review of quantum theory, concept of wave function and uncertainty principle, and then some physical phenomena which cannot be described by classical mechanics such as discrete energy levels for bound electrons in a potential.
3. Goal of study is to have the ability to explain the physical meanings of wave functions and to understand physical phenomena in quantum mechanical systems.
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.
Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。
学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)
本講義は、Google Classroomを利用する場合がある。その場合のクラスコードは「ba7dncs」である。
１．目的
先端科学・工学の基礎知識として不可欠な初等量子力学の基本を理解する。
２．概要
前期量子論、粒子性と波動性、波動方程式と波動関数などについて学び、束縛状態にある電子の運動における離散的エネルギー準位など、古典力学で記述できない物理現象について学ぶ。
３．達成目標等
この授業では、主に以下のような能力を修得することを目標とする。
・波動関数の性質を理解するとともに、その物理的意味を説明できる。
・ミクロ系の運動を量子力学的に考察し理解できる。
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of
the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)
This lecture may be held in Google Classroom. In that case, the class code is "lh4mslv".
1. Objective of the course is to understand the fundamental theories about quantum mechanics.
2. Lectures give a historical review of quantum theory, concept of wave function and uncertainty principle, and then
some physical phenomena which cannot be described by classical mechanics such as discrete energy levels for
bound electrons in a potential.
3. Goal of study is to have the ability to explain the physical meanings of wave functions and to understand physical
phenomena in quantum mechanical systems.
Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。
学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)
１．目的
古典論とは異なる量子力学特有の概念を習得し、最も簡単なポテンシャルに対する解法を学ぶことが主目的である。
２．概要
量子力学の初歩から始めて、シュレディンガー方程式を使って各種のポテンシャル中の１次元の運動までを扱う。
３．達成目標等
電子工学で必要になる量子力学の概念を修得すること。
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of
the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)
Beginning with a review of early 20th century experiments, this course aims to develop an understanding of the basic concepts of quantum mechanics and how they differ from classical mechanics. The Schroedinger equation will be used to solve one-dimensional problems and we will learn how the results relate to physical phenomena such as quantum mechanical tunneling and energy band gaps in solids.
物質の電子（電荷、軌道、スピン）と電磁波である光との相互作用について、原子や分子およびその集合体である固体を舞台にして説明します。
前半は、原子や分子の電子状態と光の相互作用について、基本的な熱・統計力学、電磁気学、初等量子力学を用い、
主に下記の問題について概説します。
・なぜ量子論が必要なのか？
・原子や分子の構造
・物質（原子、分子、固体）の色と電子の波動関数の広がりの関係
・光と電子、スピンの相互作用
さらに後半では、
対象を固体（金属、絶縁体、磁性など）に拡げ、
光と物質の相互作用について学びます。また、物質の量子力学的な性質を応用した光デバイスである
発光ダイオードやレーザーの基礎のほか、超短パルスレーザーやテラヘルツ電磁波、光周波数コムなどの先端光技術およびそれを用いた光計測や物質の光制御（超高速光エレクトロニクス、光スピントロニクス）にも触れる予定です。
The basic principles of light-matter interactions not only for atomic/molecular systems but also for solid materials will be discussed.
In the former part, optical properties of atomic/molecular systems in terms of elementary electrodynamics, statistical physics , and quantum mechanics. Main subjects are shown below;
・Why is quantum mechanics necessary ?
・Electronic wavefunction and colors of matter
・Tight-binding theory (in solid state physics) and molecular orbital(in quantum chemistry)
・Electronic many body effect
・Spin-orbit interaction
Then, in the latter part, advanced laser technologies such as extremely ultrashort laser pulse, frequency comb. terahertz wave etc... and their application to material science will be introduced.