シラバス
※学期中に内容が変更になることがあります。

2020年度


16016603-004 

△物質の科学2-4 (原子の構造と物質の性質)
Physical and Chemical Science 2-4 -Introduction to quantum physics-
2単位/Unit  秋学期/Fall  京田辺/Kyotanabe  講義/Lecture

  越桐 國雄

<概要/Course Content Summary>

この授業は物質の構造とその性質について,主に基礎的で物理的な側面について概括的な理解ができ,専門課程での学習が容易になるようにすることを目的としている。物質の性質の由来を知るためには物質の構成単位である原子の構造を知る必要があり,そのためには量子力学の知識が欠かせない。そこで,ここでは高等学校物理で学ぶ程度の原子分野の知識と量子力学をつなぐための入門的な講義を行う。必要な数学的知識としては,簡単な微積分と行列やベクトルの計算ができることが望ましい。

<到達目標/Goals,Aims>

20世紀以降の物理学上の発見の連続が,物質科学の基礎としての量子力学を形成する過程を知り,物質科学における量子力学の重要性について理解するとともに,自然認識における重要な基礎概念とその関係を把握することができる。 

<授業計画/Schedule>

(実施回/
Week)
(内容/
Contents)
(授業時間外の学習/
Assignments)
(実施回/ Week) (内容/ Contents) オリエンテーション  (授業時間外の学習/ Assignments) ボルツマン・ペランについて調べる 
(実施回/ Week) (内容/ Contents) X線と電子の発見  (授業時間外の学習/ Assignments) レントゲン・トムソンについて調べる 
(実施回/ Week) (内容/ Contents) 量子の発見  (授業時間外の学習/ Assignments) プランク・アインシュタインについて調べる 
(実施回/ Week) (内容/ Contents) 粒子と波動  (授業時間外の学習/ Assignments) ドブロイ・菊池正士について調べる 
(実施回/ Week) (内容/ Contents) 原子の構造  (授業時間外の学習/ Assignments) 長岡半太郎・ラザフォードについて調べる 
(実施回/ Week) (内容/ Contents) 振動と波動  (授業時間外の学習/ Assignments) ゾンマーフェルト・ボーアについて調べる 
(実施回/ Week) (内容/ Contents) 波動方程式  (授業時間外の学習/ Assignments) 波動の性質についてまとめる 
(実施回/ Week) (内容/ Contents) 量子力学の構造  (授業時間外の学習/ Assignments) シュレーディンガー・仁科芳雄について調べる 
(実施回/ Week) (内容/ Contents) 量子力学と観測  (授業時間外の学習/ Assignments) ハイゼンベルグ・ディラックについて調べる 
(実施回/ Week) 10  (内容/ Contents) 水素原子の波動関数  (授業時間外の学習/ Assignments) ボルン・ファインマンについて調べる 
(実施回/ Week) 11  (内容/ Contents) 角運動量の量子力学  (授業時間外の学習/ Assignments) シュテルン・パウリについて調べる 
(実施回/ Week) 12  (内容/ Contents) 周期律表と原子番号  (授業時間外の学習/ Assignments) メンデレーフ・オッペンハイマーについて調べる 
(実施回/ Week) 13  (内容/ Contents) エネルギー準位と物質の構造  (授業時間外の学習/ Assignments) ラビ・バーディーンについて調べる 
(実施回/ Week) 14  (内容/ Contents) 原子核の構造と反応  (授業時間外の学習/ Assignments) チャドウィック・フェルミについて調べる 
(実施回/ Week) 15  (内容/ Contents) 素粒子の相互作用  (授業時間外の学習/ Assignments) 湯川秀樹・朝永振一郎について調べる 

<成績評価基準/Evaluation Criteria>

小レポート  50%  毎回の理解度と課外学習の成果を確認する 
期末試験  50%  講義全体の理解度を確認する 

<テキスト/Textbook>

なし

<参考文献/Reference Book>

粕谷俊郎他  『大学生のための物理入門』初版 (学術図書出版、2012)
 

江沢洋  『現代物理学』(朝倉書店、1996)
 

 

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