授業の目的 【日本語】
Goals of the Course(JPN) | | 原子レベルのミクロな現象は現代の科学・技術の基盤になっているが、高校時代までに学習した古典物理学の枠組みのみでは説明できない。19世紀が終わり20世紀初頭において物理学の分野で発見された様々な実験事実とそれに伴う理論の進展を学ぶ。古典力学および数学、化学基礎をバックグラウンドとし、本講義を習得することによって、量子論の基礎力を身につけるとともに、実験結果から理論を洞察する応用力を養うことを目的とする。具体的には、以下のことができるようになることを目標とする。
１．比熱の理論について説明できる。
２．黒体輻射について、レーリー・ジーンズ、ウィーンおよびプランクの輻射式を正しく説明できる。
３．量子現象を示す過去の実験を正しく説明できる。
４．ボーアの対応原理と古典力学に基づく量子化を理解し、水素原子模型を正しく説明できる。
５．X線、レーザーなどの量子技術と量子論の関連を理解し説明できる。 |
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授業の目的 【英語】
Goals of the Course | | Understanding the microscopic phenomena on an atomic scale which cannot be understood in the framework of classical physics and also physics in the knowledge in high schools. The history on development of quantum physics is presented.
In the background of classical dynamics, mathematics and chemistry, the aim of this lecture is to put on basic skills of the quantum theory by acquiring as well as keep the application ability which sees into theory from an experimental result. and is to confirm the basic skills and plow application ability through this lecture.
Specifically, the goal of study are following:
1. Understanding of physical logic that derives laws from experimental facts.
2. Understanding of specific heat and black-body radiation on the basis of the concept of quantum physics.
3. Understanding of atomic structure and optical spectra.
Through the above learning, basic skills to learn the modern quantum physics is acquired. |
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到達目標 【日本語】
Objectives of the Course(JPN)) | | 原子レベルのミクロな現象は現代の科学・技術の基盤になっているが、高校時代までに学習した古典物理学の枠組みのみでは説明できない。19世紀が終わり20世紀初頭において物理学の分野で発見された様々な実験事実とそれに伴う理論の進展を学ぶ。古典力学および数学、化学基礎をバックグラウンドとし、本講義を習得することによって、量子論の基礎力を身につけるとともに、実験結果から理論を洞察する応用力を養うことを目的とする。具体的には、以下のことができるようになることを目標とする。
１．比熱の理論について説明できる。
２．黒体輻射について、レーリー・ジーンズ、ウィーンおよびプランクの輻射式を正しく説明できる。
３．量子現象を示す過去の実験を正しく説明できる。
４．ボーアの対応原理と古典力学に基づく量子化を理解し、水素原子模型を正しく説明できる。
５．X線、レーザーなどの量子技術と量子論の関連を理解し説明できる。 |
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到達目標 【英語】
Objectives of the Course | | Understanding the microscopic phenomena on an atomic scale which cannot be understood in the framework of classical physics and also physics in the knowledge in high schools. The history on development of quantum physics is presented.
In the background of classical dynamics, mathematics and chemistry, the aim of this lecture is to put on basic skills of the quantum theory by acquiring as well as keep the application ability which sees into theory from an experimental result. and is to confirm the basic skills and plow application ability through this lecture.
Specifically, the goal of study are following:
1. Understanding of physical logic that derives laws from experimental facts.
2. Understanding of specific heat and black-body radiation on the basis of the concept of quantum physics.
3. Understanding of atomic structure and optical spectra.
Through the above learning, basic skills to learn the modern quantum physics is acquired. |
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バックグラウンドとなる科目【日本語】
Prerequisite Subjects | | |
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バックグラウンドとなる科目【英語】
Prerequisite Subjects | | | Mechanics, Electromagnetics, Mathematics, Chemistry |
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授業の内容【日本語】
Course Content | | １．量子物理学とは
２．比熱の理論とエネルギーの等分配則
３．空洞輻射
３－１ シュテファン-ボルツマンの法則、ウィーンの変位則、レーリー-ジーンズおよびウィーンの輻射式
３－２ プランクの輻射式
４．光の粒子性
光電効果とコンプトン散乱の示す意味
５．粒子の波動性とド･ブロイ波
６．原子の構造
６－１ ラザフォード散乱による原子核の存在の証明
６－２ 原子スペクトルと原子構造の解明
６－３ ボーアの理論による水素構造と量子化
７．原子構造とX線エネルギー
８．量子力学の導入
事前に配布した資料と教科書の該当部分を読んでおくこと。 |
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授業の内容【英語】
Course Content | | 1. Introduction to atomic physics
2. Theory of specific heat and law of equipartition of energy
3. Black body radiation
3-1. Stefan-Boltzmann low, Wien's displacement law, Rayleigh-Jeans' and Wien's formula of radiation
3-2. Planck's formula of radiation
4. Particle behavior of light
Photoelectric effects and Compton scattering
5. Wave behavior of particles and de Broglie wave
6. Structure of atom
6-1. Identification of atomic nuclei by Rutherford scattering
6-2. Elucidation of atomic structure by atomic spectra
6-3. Elucidation of structure of hydrogen atom by Bohr's theory
7. Atomic structure and energy of characteristic X-ray
8. Introduction to quantum mechanics
Read a relevant part of the material and the textbook distributed beforehand. |
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成績評価の方法と基準【日本語】
Course Evaluation Method and Criteria | | | ①達成目標に対しての修得度を、課題レポートおよび期末試験で評価する。②基本的な問題を正しく扱うことができれば合格とし、より難易度の高い問題を扱うことができればそれに応じて成績に反映させる。 |
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成績評価の方法と基準【英語】
Course Evaluation Method and Criteria | | | Examination and Report and/or short tests. |
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履修条件・注意事項【日本語】
Course Prerequisites / Notes | | 履修条件は要しない。
授業は対面および遠隔の併用で行う。遠隔の場合は、TeamsあるいはZoomで行う。
教員への質問は、講義中および終了時または教員室、あるいは、NUCT機能「メッセージ」により行うこと。
授業に関する受講学生間の意見交換は、講義前後のTeamsあるいはZoomの機能を用いるか、あるいは、NUCT機能「メッセージ」により行うこと |
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履修条件・注意事項【英語】
Course Prerequisites / Notes | | No registration conditions required.
Classes are conducted both face-to-face and remotely. If remote, use Teams or Zoom.
To Ask questions to faculty members：during or at the end of the lecture, in the faculty room, or by using the NUCT function "Message".
To exchange opinions between students regarding the lesson： use the Teams or Zoom functions before or after the lecture, or use the NUCT function "Message". |
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教科書【日本語】
Textbook | | | 原子物理学－微視的物理学入門－ 菊池健著 共立出版 |
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教科書【英語】
Textbook | | | Atomic Physics by K. Kikuchi |
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参考書【日本語】
Reference Book | | 量子力学I：朝永振一郎著 みすず書房
原子物理学１，２：シュポルスキー 玉木英彦訳 東京図書
わかりやすい量子力学入門：高田健次郎著 丸善 |
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参考書【英語】
Reference Book | | Quantum Mechanics I by S. Tomonaga
Atomic Physics I, II by E. Shpolsky
Introduction to Quantum Mechanics by K. Takada |
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授業時間外学習の指示【日本語】
Self-directed Learning Outside Course Hours | | |
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授業時間外学習の指示【英語】
Self-directed Learning Outside Course Hours | | |
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使用言語【英語】
Language used | | |
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使用言語【日本語】
Language used | | |
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授業開講形態等【日本語】
Lecture format, etc. | | |
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授業開講形態等【英語】
Lecture format, etc. | | |
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遠隔授業（オンデマンド型）で行う場合の追加措置【日本語】
Additional measures for remote class (on-demand class) | | |
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遠隔授業（オンデマンド型）で行う場合の追加措置【英語】
Additional measures for remote class (on-demand class) | | |
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