| 科目コード | 科 目 名 | |||||||||
| 8203 | 量子力学：Quantum Mechanics | |||||||||
| 教 員 名 | 仙波伸也：SENBA Shinya | |||||||||
| 学年 | 単位・時間 | 科目区分 | 授業形態 | |||||||
| 1P | 2・100分 | 選択 | 講義・後期 | |||||||
| 授業概要 | 近年の微細加工技術の進展によるデバイス寸法の微小化に伴い、その動作には当然量子現象が現れてくる。逆に量子現象を利用したデバイス（量子効果デバイス）の開発も進められている。これらの動作の正しい理解には量子力学の知識が必要である。本授業では、量子力学の基礎的知識を習得することを目的とする。 | |||||||||
| 到 達 目 標 | 評 価 方 法 | |||||||||
| １）量子力学の必要性を理解することができる。 ２）1次元ポテンシャル中の粒子の状態を 解析し、理解することができる。 ３）量子効果を理解することができる。 |
期末試験(70％)、レポート(30％) | |||||||||
| 学習・教育目標 | （E)② | JABEE基準１（１） | （ｄ）－（2）－ａ） | |||||||
| 授 業 計 画 | 回 | 項 目 | 内 容 | |||||||
| 古典力学の限界 | 量子力学の誕生について説明する。 | |||||||||
| 第１ | ||||||||||
| 量子力学の基礎① | 波動の基本的性質について説明する。 | |||||||||
| 第２ | ||||||||||
| 量子力学の基礎② | シュレディンガー方程式と波動関数について説明する。 | |||||||||
| 第３ | ||||||||||
| 自由粒子 | 閉じ込められた１次元自由粒子の状態について説明する。 | |||||||||
| 第４ | ||||||||||
| 量子力学の基礎③ | 量子力学における物理量を示す固有値、期待値について説明する。 | |||||||||
| 第５ | ||||||||||
| 量子力学の基礎④ | 演算子の交換関係と物理量の観測との関係について説明する。 | |||||||||
| 第６ | ||||||||||
| 量子力学の基礎⑤ | エーレンフェストの定理、不確定性原理について説明する。 | |||||||||
| 第７ | ||||||||||
| 井戸型ポテンシャルと量子井戸① | 井戸型ポテンシャル内の粒子のエネルギー準位及び波動関数について説明する。 | |||||||||
| 第８ | ||||||||||
| 井戸型ポテンシャルと量子井戸② | 半導体超格子における量子効果について説明する。 | |||||||||
| 第９ | ||||||||||
| トンネル効果① | 階段型ポテンシャルにおける粒子の反射率・透過率について説明する。 | |||||||||
| 第１０ | ||||||||||
| トンネル効果② | 山型ポテンシャルを透過する粒子（トンネル効果）について説明する。 | |||||||||
| 第１１ | ||||||||||
| トンネル効果③ | トンネル効果に関連する現象；電界放出について説明する。 | |||||||||
| 第１２ | ||||||||||
| 水素原子模型① | 水素原子のシュレディンガー方程式と波動関数について説明する。 | |||||||||
| 第１３ | ||||||||||
| 水素原子模型② | 水素原子内の離散的な電子の状態について説明する。 | |||||||||
| 第１４ | ||||||||||
| まとめ | 全体の学習事項のまとめを行う。また授業評価アンケートを行う。 | |||||||||
| 第１５ | ||||||||||
| 関連科目 | ||||||||||
| 教 科 書 | 工学系のための量子力学（第２版）（上羽弘著／森北出版） | |||||||||
| 参 考 書 | 量子力学（I）（II）（小出昭一郎著／裳華房） | |||||||||
| 授業評価・理解度 | 最終回に授業評価アンケートを行う。 | |||||||||
| 副担当教員 | ||||||||||
| 備 考 | ||||||||||