タイトル

開講年度 開講学部等
2025 工学部
開講学期 曜日時限 授業形態 AL（アクティブ・ラーニング）ポイント
前期 水3～4 講義 2.0
時間割番号 科目名[英文名] 使用言語 単位数
1061420020 量子力学I[Quantum Mechanics I] 日本語 2
担当教員（責任）[ローマ字表記] メディア授業
仙田 康浩[SENDA Yasuhiro] ー
担当教員[ローマ字表記]
仙田 康浩　[SENDA Yasuhiro]
特定科目区分   対象学生   対象年次 2～
ディプロマ・ポリシーに関わる項目 カリキュラムマップ(授業科目とDPとの対応関係はこちらから閲覧できます)
授業の目的と概要
原子・電子などのミクロの世界の現象を支配している量子力学について解説する．光や電子の波動性と粒子性，不確定性原理などの量子力学に特有な概念を理解させる．ミクロな粒子の状態を表す波動関数とエネルギー準位の意味を理解させる．閉じ込められた電子などに対するシュレーディンガー方程式を解くことにより，量子力学の理解を深めさせる．
授業の到達目標
前期量子論に関する物理現象を理解する。量子力学の基本原理を理解する。前期量子論を通じて古典論の限界と量子論の考え方を理解する。量子現象を定量的に説明できる。
授業計画
【全体】
量子力学における基本的概念，シュレーディンガー方程式の定式化，その解法について解説する。
授業中に小テストを課し，その提出をもって出席とする。
項目 内容 授業時間外学習 備考
第1回 量子力学Iで学ぶこと 量子力学Iの概容 講義資料や参考書を参照して学習（学習時間の目安：4時間以上）
第2回 前期量子論（１） 量子力学のはじまり
プランクの仮説 		講義資料や参考書を参照して学習（学習時間の目安：4時間以上）
第3回 前期量子論（２） アインシュタインの光量子仮説 講義資料や参考書を参照して学習（学習時間の目安：4時間以上）
第4回 前期量子論（３） 物質の波動性・ド・ブロイ波 講義資料や参考書を参照して学習（学習時間の目安：4時間以上）
第5回 前期量子論（４） ボーアの理論・原子のスペクトル 講義資料や参考書を参照して学習（学習時間の目安：4時間以上）
第6回 波動関数と確立 自由な電子の確率波，波動関数と存在確率 講義資料や参考書を参照して学習（学習時間の目安：4時間以上）
第7回 不確定性原理 波束とハイゼンベルグの不確定性原理 講義資料や参考書を参照して学習（学習時間の目安：4時間以上）
第8回 前半のまとめ 前半の振り返り 講義資料や参考書を参照して学習（学習時間の目安：4時間以上）
第9回 シュレーディンガー方程式（１） 波動関数が従う運動方程式 講義資料や参考書を参照して学習（学習時間の目安：4時間以上）
第10回 シュレーディンガー方程式（２） 定常波，電子の定常状態とエネルギー準位 講義資料や参考書を参照して学習（学習時間の目安：4時間以上）
第11回 箱の中の自由電子 箱の中の電子の波動関数とエネルギー準位 講義資料や参考書を参照して学習（学習時間の目安：4時間以上）
第12回 一次元ポテンシャル散乱（１） 階段ポテンシャルへの衝突と波動関数の特徴 講義資料や参考書を参照して学習（学習時間の目安：4時間以上）
第13回 一次元ポテンシャル散乱（２） ポテンシャル障壁の通り抜け、トンネル効果 講義資料や参考書を参照して学習（学習時間の目安：4時間以上）
第14回 一次元ポテンシャル束縛状態（１） 井戸型ポテンシャルに束縛された波動関数 講義資料や参考書を参照して学習（学習時間の目安：4時間以上）
第15回 一次元ポテンシャル束縛状態（２） 束縛状態のエネルギー準位と波動関数の特徴 講義資料や参考書を参照して学習（学習時間の目安：4時間以上）
第16回 期末試験 試験 講義資料や参考書を参照して学習（学習時間の目安：4時間以上）
※AL（アクティブ・ラーニング）欄に関する注
・授業全体で、AL（アクティブ・ラーニング）が占める時間の割合を、それぞれの項目ごとに示しています。
・A〜Dのアルファベットは、以下の学修形態を指しています。
【A：グループワーク】、【B：ディスカッション・ディベート】、【C：フィールドワーク（実験・実習、演習を含む）】、【D：プレゼンテーション】
A: --%　B: --%　C: 20%　D: --%
成績評価法
定期試験100%（出席回数が足りない場合は受験できない）
教科書にかかわる情報
教科書 書名 工学系のための量子力学（第2版） ISBN 9784627782228
著者名 上羽弘 出版社 森北出版 出版年 2005
備考
参考書にかかわる情報
備考
メッセージ
量子力学を学ぶことにより，原子・電子などのミクロの世界が非常に興味深い法則に従っていることがわかります．また．量子力学は，電子工学や半導体工学を学ぶ上での基礎となる学問です．
キーワード
量子，不確定性原理，光，電子，波動関数，存在確率，定常状態，エネルギー準位，パウリの原理，光の放出と吸収，シュレーディンガー方程式，井戸型ポテンシャル，トンネル効果
持続可能な開発目標（SDGs）

  • エネルギーをみんなに そしてクリーンに
  • 産業と技術革新の基盤をつくろう
(エネルギー)すべての人々の、安価かつ信頼できる持続可能な近代的エネルギーへのアクセスを確保する。
(インフラ、産業化、イノベーション)強靱（レジリエント）なインフラ構築、包摂的かつ持続可能な産業化の促進及びイノベーションの推進を図る。
関連科目
量子力学II，統計力学
履修条件
連絡先
メールで連絡してください。メールアドレスは講義でお知らせします。
オフィスアワー
メールで事前に連絡すれば相談の時間と場所をお知らせします。

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