＜概要/Course Content Summary＞
物理化学ⅣおよびⅤでは，分子を構成する原子，原子を構成する電子や原子核の性質に基づいて化学現象を理解するために必要な量子力学の基礎概念を解説するとともに，そのために必要となる工学基礎的な数学および物理について学習する。そのうち物理化学Ⅳでは，シュレディンガー方程式等の量子力学の基礎的事項を知り，必要な数学的取り扱いに習熟し，それに基づいて分子の並進，回転，振動運動の特性を理解することを目標とする。
内容の性質上，数式の取扱いに関する部分が多くなるので，授業だけで内容を理解することは不可能である。予習復習を十分に行って授業に臨んで欲しい。また，内容の理解を深めるために，授業の中で演習課題のレポートを課し，必要に応じて小テストを行なう。
物理化学Ⅳは，物理化学Ⅴ，統計力学を修得するための基礎となる。物理化学Ⅳは，物理化学Ⅰ・Ⅱ・Ⅲの内容を直接受け継ぐ科目ではないが，物理化学Ⅰ・Ⅱ・Ⅲと物理化学Ⅳ・Ⅴの内容の関連は，統計力学で述べられる。物理化学演習Ⅱは，物理化学Ⅳ・Ⅴの内容に関する演習科目であるので，あわせて受講することが望ましい。
なお，本科目は，「学習・教育目標 A 理工学において基礎となる知識の修得（3）数学および物理学を含む理工学基礎」および「学習・教育目標 B 化学分野における専門知識の修得（1）専門基礎」の両方に含まれるので，物理学および一般化学的な基礎事項を学習するとともに物理化学分野の専門基礎も学習する。
＜到達目標/Goals,Aims＞
（1）シュレディンガー方程式等の量子力学の基礎的事項が理解できる。
（2）簡単な微分方程式の解法等の理学・工学に必要な基礎的数学手法を取り扱うことができる。
（3）量子論に基づいて分子の並進・回転・振動の各運動を計算することができる。
（4）分子の並進・回転・振動の各運動について量子論と古典論の違いが説明できる。
（5）分光学に基づいて分子構造を知るための基礎知識が得られる。
＜DO Week期間の初回動画等の配信/The delivery of the first video, etc. during the “DO Week”＞
あり/ Deliver the video
URLは各学期のDO Week開始日までに公開されます。The URL will be available by the day before the start of the DO Week of each semester.
＜授業計画/Schedule＞
実施時期
/Week |
授業回/Number of Lesson |
授業実施方法
/How to conduct a Lesson |
授業実施時間数
/Class Hours |
| 内容/Contents |
| 授業時間外の学習/Assignments |
第1週/Week 1
(DO Week)
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1 |
オンデマンド（動画視聴）/On-demand(watching video)
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90 分/min |
| 授業の進め方の説明と力学の復習 |
| テキスト基本事項の予習・復習 |
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第2週/Week 2
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2 |
面接/Face-to-face
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90 分/min |
| 古典力学の問題点，物質波 |
| テキスト7Aの予習・復習 |
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第3週/Week 3
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3 |
面接/Face-to-face
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90 分/min |
| シュレーディンガー方程式とその数学的基礎 |
| テキスト7Bの予習・復習 |
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第4週/Week 4
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4 |
面接/Face-to-face
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90 分/min |
| 一次元の箱の中の粒子 |
| テキスト8A1,2の予習・復習 |
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第5週/Week 5
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5 |
面接/Face-to-face
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90 分/min |
| 量子力学の諸原理 |
| テキスト7Cの予習・復習 |
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第6週/Week 6
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6 |
面接/Face-to-face
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90 分/min |
| 不確定性原理 |
| テキスト7C,8A1,2の予習・復習 |
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第7週/Week 7
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7 |
面接/Face-to-face
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90 分/min |
| 多次元系，三次元の箱の中の粒子，縮退 |
| テキスト8A3,4の予習・復習 |
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第8週/Week 8
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8 |
面接/Face-to-face
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90 分/min |
| 中間評価（ここまでの復習） |
| レポート課題の取り組み |
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第9週/Week 9
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9 |
面接/Face-to-face
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90 分/min |
| 分子の古典的な振動と量子化 |
| テキスト8B1の予習・復習 |
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第10週/Week 10
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10 |
面接/Face-to-face
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90 分/min |
| 振動の波動関数 |
| テキスト8B2の予習・復習 |
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第11週/Week 11
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11 |
面接/Face-to-face
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90 分/min |
| 平面での回転運動：古典論から量子論へ |
| テキスト8C1の予習・復習 |
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第12週/Week 12
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12 |
面接/Face-to-face
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90 分/min |
| 平面の回転運動の量子化 |
| テキスト8C1の予習・復習 |
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第13週/Week 13
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13 |
面接/Face-to-face
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90 分/min |
| ３次元空間での回転運動と角運動量 |
| テキスト8C2の予習・復習 |
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第14週/Week 14
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14 |
面接/Face-to-face
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90 分/min |
| 球面調和関数と空間量子化 |
| テキスト8C2の予習・復習 |
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第13回以降視聴できるようにする予定
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15 |
オンデマンド（動画視聴）/On-demand(watching video)
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90 分/min |
| 分子分光学への応用 |
| 配布資料の予習・復習 |
＜授業実施時間数/Class Hours＞
| 授業実施方法/How to Conduct a Lesson |
授業実施時間数/ Class Hours |
| 面接/Face-to-face |
1170 分/min |
| オンデマンド（動画視聴）/On-demand(watching video) |
180 分/min |
| オンデマンド（授業内課題）/On-demand(assignment in class) |
0 分/min |
| リアルタイム配信/Real-time online |
0 分/min |
| その他/Others |
0 分/min |
| 総合計/Total Amount of Class Hours |
1350 分/min |
上記の計画は目安であり，理解度に応じて進度を調節する。
アクティブラーニング/Active Learning
課題解決型学習・問題解決型学習/ PBL（Project/Problem Based Learning）
使用システム/System Tools
e-class, Panopto
使用システムコメント/ Comment on the System tools
授業資料やt小テスト、授業予定の変更などの連絡はe-classを通しておこなう。
＜成績評価基準/Evaluation Criteria＞
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期末試験
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80%
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具体的内容に対する理解度をチェックする
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平常評価
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20%
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授業への積極性，小テストおよび中間評価などの評価
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成績評価の方法は一昨年以前のものにもどす。最終的な理解度が端的に表れる期末試験を重視する。平常点は，各回の小テストの提出状況や得点，中間評価の結果などから総合的に評価する。基本的に期末試験でＡからＣまで評価を行い，平常点を加味して合格となったものはＤ評価となる。
＜テキスト/Textbook＞
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アトキンス 著（千原・中村訳） 『物理化学（上）』第10版
(東京化学同人、2017年)
ISBN:978-4-8079-0908-7
物理化学I-V，統計力学の6科目共通
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授業はアトキンスの教科書の定義および流れにそって行うが，別の参考書を持っている学生はそちらを参考に理解を深めてもらってもよい。
＜参考文献/Reference Book＞
＜参照ＵＲＬ/URL＞
＜連絡方法 / Contact method＞
科目担当者への連絡方法/Contact method from student to instructor
e-classを通しておこなう
科目担当者からの連絡方法/Contact method from instructor to students
e-classを通しておこなう
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