学部・大学院区分
Undergraduate / Graduate
工学部
時間割コード
Registration Code
0826260
科目区分【日本語】
Course Category
専門科目
科目区分【英語】
Course Category
Specialized Courses
科目名 【日本語】
Course Title
物理工学演習5a
科目名 【英語】
Course Title
Physical Science and Engineering Tutorial 5a
コースナンバリングコード
Course Numbering Code
担当教員 【日本語】
Instructor
芳松 克則 ○ 田仲 由喜夫 池谷 聡
担当教員 【英語】
Instructor
YOSHIMATSU Katsunori ○ TANAKA Yukio IKEGAYA Satoshi
単位数
Credits
1
開講期・開講時間帯
Term / Day / Period
春 月曜日 3時限
春 月曜日 4時限
Spring Mon 3
Spring Mon 4
授業形態
Course style
演習
Seminar
学科・専攻【日本語】
Department / Program
物理工学科
学科・専攻【英語】
Department / Program
Department of Physical Science and Engineering
必修・選択【日本語】
Required / Selected
必修
必修・選択【英語】
Required / Selected
Compulsory


授業の目的 【日本語】
Goals of the Course(JPN)
応用物理学を理解するうえで基礎となる量子力学を体得するための演習である。内容としては、講義「量子力学B」に即した演習を行う。基本的な内容の問題演習により、量子力学に関する基礎力を確かなものにする。その過程で基礎的な計算力を鍛える。さらに、応用的な問題の演習により物理工学における種々の問題に対応できる応用力・総合力の基盤となる数学力、量子力学の基礎を身につける。

達成目標
量子力学Bで学習した具体的な問題を解き発表あるいはレポートにして提出する。
1.中心力の場のシュレディンガー方程式、2.水素原子のエネルギー準位、3.磁場のある系のシュレディンガー方程式、 4.角運動量とスピンに対する基礎的概念、5.量子力学の数学的背景、6.同種粒子(フェルミ粒子、ボーズ粒子)、7.摂動等の近似理論 に関する問題を解くことができる。
授業の目的 【英語】
Goals of the Course
This is an exercise to learn the basic quantum mechanics in understanding   applied physics. It is based on the lecture "Quantum Mechanics B" and n basic content will ensure fundamental skills in quantum mechanics. In the process, you will train basic calculation skills. In addition, we will acquire the fundamentals of mathematical and quantum mechanics, which are the foundations of applied and comprehensive skills that can deal with various problems in physical engineering through exercises in applied problems.

Achievement target
Solve specific problems learned in quantum mechanics B, make presentations, and submit reports. 1. Schrodinger equation of central force field; 2. energy level of hydrogen atom; 3. Schrodinger equation for systems with magnetic fields; 4. Basic concepts for angular momentum and spin; 5. Mathematical background of quantum mechanics; 6. homogeneous particles (fermions, Bose particles) 7 Problems related to the approximate theory such as perturbation.
到達目標 【日本語】
Objectives of the Course(JPN))
応用物理学を理解するうえで基礎となる量子力学を体得するための演習である。内容としては、講義「量子力学B」に即した演習を行う。基本的な内容の問題演習により、量子力学に関する基礎力を確かなものにする。その過程で基礎的な計算力を鍛える。さらに、応用的な問題の演習により物理工学における種々の問題に対応できる応用力・総合力の基盤となる数学力、量子力学の基礎を身につける。

達成目標
量子力学Bで学習した具体的な問題を解き発表あるいはレポートにして提出する。
1.中心力の場のシュレディンガー方程式、2.水素原子のエネルギー準位、3.磁場のある系のシュレディンガー方程式、 4.角運動量とスピンに対する基礎的概念、5.量子力学の数学的背景、6.同種粒子(フェルミ粒子、ボーズ粒子)、7.摂動等の近似理論 に関する問題を解くことができる。
到達目標 【英語】
Objectives of the Course
This is an exercise to learn the basic quantum mechanics in understanding   applied physics. It is based on the lecture "Quantum Mechanics B" and n basic content will ensure fundamental skills in quantum mechanics. In the process, you will train basic calculation skills. In addition, we will acquire the fundamentals of mathematical and quantum mechanics, which are the foundations of applied and comprehensive skills that can deal with various problems in physical engineering through exercises in applied problems.

Achievement target
Solve specific problems learned in quantum mechanics B, make presentations, and submit reports. 1. Schrodinger equation of central force field; 2. energy level of hydrogen atom; 3. Schrodinger equation for systems with magnetic fields; 4. Basic concepts for angular momentum and spin; 5. Mathematical background of quantum mechanics; 6. homogeneous particles (fermions, Bose particles) 7 Problems related to the approximate theory such as perturbation.
バックグラウンドとなる科目【日本語】
Prerequisite Subjects
量子力学B 量子力学A
バックグラウンドとなる科目【英語】
Prerequisite Subjects
Quantum Mechanics B Quantum Mechanics A
授業の内容【日本語】
Course Content
量子力学Bの内容に関連した問題について解答し、授業中の口頭発表またはレポートをとして提出する。
以下の内容を演習の対象とする。1.量子力学Aの復習 2. 中心力の場の電子の運動 3. ルジャンドル関数、ラゲール関数などの特殊関数の計算、4. 磁場の中での電子の運動、5. エルミーと行列など量子力学の数学的構造、6. 角運動量、スピン角運動量、パウリ行列などの基礎的計算、7.摂動計算(時間に依存しない摂動、時間に依存する摂動)、8. 変分計算。
演習終了後、授業時間内で終了しない問題等がレポート課題として課される。
授業の内容【英語】
Course Content
The following are the subjects of the exercise. 1. Review of quantum mechanics A 2. Electron motion in the field of central force 3. Calculation of special functions such as Legendre function and Laguerre function 4. Electron motion in magnetic field 5. Mathematics of quantum mechanics such as Hermitian matrix, 6. Basic calculation of angular momentum, spin angular momentum, Pauli matrix, etc., 7. Perturbation calculation (time-independent perturbation, time-dependent perturbation), 8. Variational calculation. After the exercises, problems that do not end within the class time are assigned as report tasks.
成績評価の方法と基準【日本語】
Course Evaluation Method and Criteria
授業時間における発表状況, 課題レポートで評価し、100点満点で60点以上を合格とする。達成目標にある内容の基本的問題を解きレポート提出することができることで合格とする。
成績評価の方法と基準【英語】
Course Evaluation Method and Criteria
Evaluation is made based on the presentation status and assignment report during class hours. Pass if you can solve the basic problem of the content in the achievement target and submit the report
履修条件・注意事項【日本語】
Course Prerequisites / Notes
TACTを通じて連絡する場合がありますので注意されてください。量子力学Aおよび演習の内容を理解していることが望ましい。TACT機能「メッセージ」により,教員への質問を受け付け受講学生間の意見交換を行う。
演習問題はTACT上での提出とし、対面、オンデマンド(オンライン)に対応できるようにする。質問はTACTのメッセージ欄、対面、オンライン上でできるように設定する。授業中も随時質問を受け付ける。
履修条件・注意事項【英語】
Course Prerequisites / Notes
Please check TACT. Quantum mechanics A
教科書【日本語】
Textbook
演習問題のプリントを配布する。内容は量子力学Bに準拠する。
教科書【英語】
Textbook
Prints distributed at the class hours
参考書【日本語】
Reference Book
量子力学I (講談社基礎物理学シリーズ)原田勲 杉山忠男
量子力学II (講談社基礎物理学シリーズ)二宮正夫、杉野文隆、杉山忠男
量子力学「新訂版」 (新物理学ライブラリ) 岡崎誠
基礎からの量子力学 (裳華房)上村洸 山本貴博
量子力学I(猪木慶治、川合光著 講談社)
量子力学:原康夫(岩波基礎物理シリーズ、岩波書店)
参考書【英語】
Reference Book
Ryousi-rikigaku I: Harada & Sugiyama (Kodansha)
Ryousi-rikigaku II: Ninomiya & Sugino & Sugiyama (Kodansha)
Ryoushi-rikigaku Okazaki (Shinbuturigaku Library)
Kisokarano Ryoushi-Rikigaku (H. Kamimura and T. Yamamoto)
Ryoushi-rikigaku I(Keiji Igi, Hikari Kawai, Kodansha)
(Ryoushi-rikigaku Hara (Iwanami-shoten))
授業時間外学習の指示【日本語】
Self-directed Learning Outside Course Hours
授業の復習を行い、授業時間内に解答できなかった問題を解くこと。余力のある学生は 量子力学の演習書(例えば 大学演習量子力学 裳華房 演習量子力学(サイエンス社) などを勉強すること。
授業時間外学習の指示【英語】
Self-directed Learning Outside Course Hours
Study the note in the classes. Check equations. Students who want to study much more are recommended to solve problems in following texts (大学演習量子力学 裳華房, 演習量子力学(サイエンス社))
使用言語【英語】
Language used
Japanese
使用言語【日本語】
Language used
日本語
授業開講形態等【日本語】
Lecture format, etc.
原則,対面で行う
授業開講形態等【英語】
Lecture format, etc.
Face to face
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)
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)