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現代物理学のあらゆる分野において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Iに引き続き、量子力学の基礎概念を学習する。
To understand modern physics ranging from elementary particle physics to condensed matter physics and cosmology, the concept of quantum mechanics, which describes the law of Nature in the microscopic scale, is an indispensable ingredient. In this lecture we learn the basic concept of quantum mechanics continuing the lecture course of Quantum Mechanics I.
Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認できます。
学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)
１．目的
量子力学は，物性物理学や材料科学をミクロな立場から理解するために必要不可欠な概念である．また、量子コンピュータ科学を学ぶための基礎である．この講義では，量子力学の基礎を習得し，量子力学を道具として使いこなすことができるようになることを目的とする．
２．概要
はじめに量子力学の数学的基礎を学び，次に水素原子の問題を取り扱う．また，重要な近似計算法である摂動論と変分法を学ぶ．
３．達成目標等
・ 量子力学の概念を系統的に理解する．
・ 水素原子の電子のエネルギー固有状態について理解する．
・ 摂動論と変分法の近似計算ができる．
講義は対面形式で実施する。お知らせなどにGoogle Classroom(クラスコード: 5smyaxd）を用いる．
Google Classroom class codes can be found on the School of Engineering website at https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html
Goal of Quantum Mechanics B
Quantum mechanics is an indispensable concept for understanding condensed matter physics and materials science from a microscopic standpoint. It is also the basis for studying quantum computer science.The purpose of this lecture is to provide students with the basics of quantum mechanics and to enable them to use quantum mechanics as a tool.
Outline
The mathematical basis of quantum mechanics is first introduced, and then the problem of the hydrogen atom is treated. Perturbation theory and variational methods, which are important approximate calculation methods, are also covered.
Objectives
To understand the concepts of quantum mechanics systematically.
To understand the energy eigenstates of electrons in hydrogen atoms.
To be able to perform approximate calculations of perturbation theory and variational method.
Lectures will be conducted in a face-to-face format. Google Classroom (class code: 5smyaxd) will be used for announcements.
Google Classroomのクラスコードは工学研究科Webページ
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-g.html
（大学院シラバス・時間割・履修登録）にて確認すること。
本講義ではGoogle Classroomを使用してリアルタイム講義を行います。
クラスコード：ucgb2cg
量子エネルギー工学を専攻する際の基礎となる量子力学を身につける。特に、量子力学の一般論、主な近似法、原子分子状態、さらにはそれらの応用としての半導体やレーザの基本となる量子物理を学ぶことを目的とする。
先ず、量子力学の一般論を簡単に講義した後、箱の中の自由粒子、調和振動子、角運動量と球対称場における粒子と水素原子、時間に依存しない摂動論、時間依存の摂動論、電磁場と電子系の相互作用、量子統計（Fermi-Dirac分布など）の基礎などを講義する。
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/english/academics/master.html (under "Timetable & Course Description")
Basis of quantum and statistical mechanics. The detail is shown below.
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
情報化社会を支えるインフラストラクチャーは半導体を初めとする物質の世界であり、その世界の基本法則が量子力学である。量子力学Ａで学んだ入門的知識を踏み台として量子力学全体の基本体系を理解し、実際の量子現象について学ぶ。
２．概要
量子力学Ａで学んだ基礎知識を拡張し、状態ベクトルの概念、角運動量、摂動論を扱った後、スピン軌道相互作用など典型的な量子現象について理解を深める。
３．達成目標等
量子現象を説明するための量子力学全体の基本的体系の理解と数学的手法の取得を目標とする。
４．アクセス方法
Google classroomを用いる。クラスコードは「mvo2x26」。
ただし、定期試験は対面型で行う予定である。
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. Purpose
The infrastructure for intelligient society is materials including semiconductors, and the fundamental laws of the materials are based on quantum mechanics. In this class, fundamental systems of quantum mechanics on the whole is studied by developing introductory knowledge learned at Quantum Mechanics A, and then learn real quantum phenomena.
2. Overview
Basic knowledge learned at Quantum Mechanics A is expaneded by acuqiring concepts of state vector, angular momentum and perturbation theory, and then deeply understanding typical quantum phenomena, such as electron motion in periodic potential in solids, and energy gap.
3. Target
The target of this class is to acquire fundamental system of quantum mechanics on the whole and mathematical technique to explain quantum mechanics.
4. Access
Google classroom will be used. The class-code is mvo2x26.
The examination will be done on-site, not on-line.
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
材料科学の広い分野において、材料を構成する原子や分子の性質と集合状態ならびに電子の振る舞いを量子力学や統計力学に基づいて理解することが必要となる。本講義は量子力学の基本的考え方および原理を修得することを目的とする。
２．概要
量子力学の入門として、この原理と背景について解説する。また、必要に応じて演習問題を解き理解を深める。
３．達成目標等
・本学科の学習・教育目標のA，B，C，Dに関する能力を含めて修得する。
・量子力学の基礎的概念と有用性を理解し、与えられた課題には自ら調査し正確に理解する能力を修得することを目標とする。
・Google Classroomで講義資料、課題（小テスト）、宿題等の配布を行います。
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. Purpose
In a wide field of material science, it is necessary to understand the properties and aggregate states of atoms and molecules that make up materials and the behavior of electrons based on quantum mechanics and statistical mechanics. The purpose of this lecture is to learn the basic idea and principle of quantum mechanics.
2. Overview
As an introduction to quantum mechanics, I will explain this principle and its background. If necessary, solve exercises to deepen your understanding.
3. Achievement target, etc.
・ Acquire the abilities related to A, B, C, and D of the learning and educational goals of this department.
・ The goal is to understand the basic concept and usefulness of quantum mechanics, and to acquire the ability to research and accurately understand given tasks by themselves.
・ Lecture materials, assignments (quizzes), and homework will be distributed in Google Classroom.
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)
原子核物理学や原子核工学に必要な基礎知識を得ることを目的として、本講義では、原子や原子核の性質を理解するための多粒子系の量子力学、シュレーディンガー方程式の近似解法に用いられる摂動計算、粒子の散乱や反応を記述するためのポテンシャル散乱の理論、X線やガンマ線放射の理解のための光の放射について学ぶ。
本講義は、Google Classroomを利用する。クラスコードは「fsnmp5j」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)
The purpose of this class is to achieve the basic knowledge for understanding nuclear physics and nuclear technology. In this class, students will learn about quantum mechanics for many particle systems for atoms and nuclei, perturbation theories to approximately solve some Schrodinger equations, potential scattering theories for describing particle scatterings and reactions, and photon emission for understanding X-ray and gamma-ray from atoms and nuclei, respectively.
この講義では、量子力学と量子化学の基礎を学び理解を深める。量子力学の基礎から始め、基本であるシュレディンガー方程式について学ぶ。粒子の波動性を記述する波動関数の基本概念（=シュレディンガー方程式の解）や量子力学における分子の振動、回転運動や水素原子の電子状態のモデル化やその応用を習得する。
In this lecture, we try to understand fundamentals of the quantum mechanics and quantum chemistry that are required for advanced chemistry courses. Starting with a lecture of the early quantum mechanics, we learn how to formulate the Schrödinger equation, which is the basic equation of quantum mechanics. The basic concept of wavefunctions （ = solutions of the Schrödinger equations） are presented to understand the wave nature of particles in atomic scale. Then the simple models for vibrational and rotational motions of molecules, and the electronic state of the hydrogen atom are treated quantum mechanically as the prototypes for more complex atoms and molecules.
量子化学は現代化学の基礎となる重要な分野である。本講義では，古典的波動方程式から出発して量子力学的波動方程式(シュレーディンガー方程式)の形式と基本的な問題を学ぶ。続いて量子化学の基礎となる量子力学の仮説と原理を理解する。さらに分子の並進・振動・回転運動への適用を学び，水素原子の電子状態の理解を通して，量子化学を化学の諸問題に適用する上での基本的な力を養う。
This is an introductory course of quantum chemistry. To qualitatively introduce the quantum mechanical wave equation (the Schrödinger equation), we start with classical wave equations and use simple classical-wave analogies to familiarize the students with the new concepts. After studying how to deal with some basic problems, we review the fundamental postulates and principles of quantum mechanics. Then, we apply quantum mechanics to chemistry-oriented issues such as translational, rotational and vibrational degrees of freedom of molecules, and the electronic structure of the hydrogen atom, which provide the basis to understand a variety of phenomena in chemistry.
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.
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.