2015/4/23 はじめに ― なぜ量子力学を学ぶ必要があるのか？ ―  量子力学を使って自然を理解する。 (1) 物質のミクロな構成要素：分子→原子→原子核→クオーク（自然界の階層構造）これらミクロ粒子の状態や運動を記述する。（原子核物理） (2) 量子力学は物質の多彩な性質を理解することに使われる。物性物理（固体物理、量子化学など）・ダイヤモンドがなぜ固いのか？・銅が電気の良導体であること？・鉄が強い磁石になること。エネルギー環境 ――― “ 環境量子論 “ ・地球温暖化現象をミクロな視点でみる。太陽エネルギーの起源、温室効果  量子力学の応用（Ⅰ）：新しい物質や機能の創生・原子力エネルギー：原子核内のエネルギー利用・レーザ（光通信＆メス）：原子・結晶のエネルギー準位間の電子遷移・超 LSI（サブミクロンの加工技術）：半導体中の電子挙動のコントロール・分子熱流体：連続体現象を原子・分子レベルで理解し、新素材開発へ応用  量子力学の応用（Ⅱ）：先端技術の進歩が量子力学の原理を直接利用・走査型トンネル顕微鏡：原子１つ１つを見たり、操作したりできる・量子細線・量子ドット： 10-9m のナノスケールの世界（ナノテクノロジー）・量子コンピュータ、量子暗号、量子テレポーテーション  実学としての量子力学工学系の中でも重要な教育科目という位置付け量子力学的考え方に馴染み、計算手法をマスターし、先端的理工学へ応用する。 ○授業計画（14 コマ） 1．物理量と期待値（教科書第６）4/23, 4/30, 5/14  物理量と演算子、期待値、エルミート演算子（復習）  関数空間と行列表現  交換関係（復習）  調和振動子の代数的な計算（生成消滅演算子） 2．角運動量とスピン（教科書第７） 5/21, 5/28,6/4  電子とスピン  角運動量演算子の交換関係  角運動量演算子の合成  スピン・軌道相互作用 3. 多粒子系（教科書第８） 6/11,6/18  多粒子系のシュレーディンガー方程式と波動関数  同種粒子・波動関数の反対称性  ハートレー近似とハートレー・フォック近似中間試験 6/25 4. 近似解法（教科書第９） 7/2, 7/9, 7/16  摂動論（時間に依存しない摂動、時間に依存する摂動）  変分法 5. 散乱（教科書第１０） 7/23,7/30  散乱断面積  ボルン近似  部分波展開と位相のずれ ○授業の進め方教科書を使った講義。必要な資料は配布する。課題レポートを課して、適宜解答を説明する。 ○教科書「量子力学」原康夫著（岩波書店） ○参考書「量子力学―その基本的な構成―」日置善郎著（吉岡書店）「量子力学上、下」シッフ著（吉岡書店）「量子力学」有馬朗人著（朝倉書店）（散乱）「量子論で宇宙がわかる」マーカス・チャウン著（集英社新書）：お薦め図書 ○講義 HP 研究室ＨＰ（http://enep.ence.kyushu-u.ac.jp/）に講義コンテンツあり。活用ください。 ○試験・成績評価等出席状況・課題レポート等の平常点、試験の合計が６０点以上を合格平常点が極度に不足する場合は再履修とすることがある。 ○連絡先渡辺幸信筑紫キャンパス D 棟 316 室電話 092-583-7601 E-mail: [email protected] ○大学生のための素粒子・原子核、物質・生命スクールサマーチャレンジ 2015＠つくば参考 2014 年度の HP http://www2.kek.jp/ksc/8th_2014/index.html