授業の目的 【日本語】
Goals of the Course(JPN) | | 物質の物理的性質を理解するためには、量子力学に基づく物質の電子状態の知識が不可欠である。
本講義では、量子力学の初歩的知識を前提とし、
①分子など小数の原子集団の電子状態を直感的に取り扱うことのできる分子軌道の概念を習得する、
②電子状態の対称性の群論を用いた取り扱いを習得し、物質の物性及び分光スペクトルを理解する、
③結晶全体に広がる電子波の形成について習得し、電気伝導などの物性を理解する、
ことを目的とする。 |
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授業の目的 【英語】
Goals of the Course | | To understand the physical properties of materials, knowledge of electronic states based on quantum mechanics is indispensable.
The objectives of the course are to
(1) Acquire the concept of molecular orbitals, which enable intuitive treatment of the electronic states of small groups of atoms, such as molecules,
(2) Master the treatment of the symmetry of electronic states using group theory and to understand the physical properties and spectra of materials,
(3) Learn about the formation of electron waves spreading throughout crystals and to understand physical properties such as electrical conduction,
based on elementary knowledge of quantum mechanics. |
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到達目標 【日本語】
Objectives of the Course(JPN)) | | この講義を習得することにより、以下のことができるようになることを目標とする。
１．多電子系の量子力学に必要な概念が説明できる。
２．分子軌道の概念を使って物質の性質を説明できる。
３．群論の概念を使って電子状態や分光スペクトルの簡単な解釈ができる。
４．結晶中の電子波の形成について説明できる。 |
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到達目標 【英語】
Objectives of the Course | | By mastering this lecture, students are able to,
1. Explain important concepts of quantum mechanics for many-electron systems
2. Explain material properties based on molecular orbitals.
3. Use the concept of group theory to give a simple interpretation of electronic states and spectra
4. Explain the formation of electron waves in crystals. |
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バックグラウンドとなる科目【日本語】
Prerequisite Subjects | | 化学基礎I,II
量子力学A,B
物性物理学1,2,3,4 |
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バックグラウンドとなる科目【英語】
Prerequisite Subjects | | Basics of chemistry I, II
Quantum mechanics A, B
Condensed Matter Physics 1,2,3,4 |
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授業の内容【日本語】
Course Content | | １章．多電子系の量子力学
多粒子系の量子力学の扱いと近似法、交換相互作用について学習する。
２章．化学結合と物質の性質
分子軌道法の基礎を学び、物質の性質を電子状態に基づいて理解する。
３章．群論の基礎
電子状態の対称性の群論を用いた扱いと、分光スペクトルの解釈について学習する。
４章．結晶全体に広がる電子波
結晶中の電子状態の理解とバンド理論について学習する。
適宜課題レポートを課し、理解度と到達度の確認を行います。 |
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授業の内容【英語】
Course Content | | Chapter 1. Multi-electron quantum mechanics
Learn many-particle quantum mechanics, approximations, and exchange interactions.
Chapter 2. Chemical bonding and material properties
Learn basics of molecular orbitals and understand material properties based on electronic states.
Chapter 3. Basics of group theory
Learn group theory treatment of the symmetry of electronic states and interpretation of molecular spectra.
Chapter 4. Electronic wave extending to crystals
Learn crystal electronic structures and band theory
Students should prepare for understanding technical terms before each lecture.
Assignments will be given as necessary to check for understanding and achievements. |
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成績評価の方法と基準【日本語】
Course Evaluation Method and Criteria | | 達成目標に対しての修得度を期末試験60%、課題レポートを40%で評価し、100点満点で60点以上を合格とします。
分子軌道法に基づいた電子状態、群論による対称性と分光スペクトルの取り扱い、結晶中に広がる電子波に関する基本的な問題を正確に取り扱うことができれば合格とし、より難易度の高い問題を取り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 | | Achievements (final examination 60%, reports 40%) are evaluated and the score above 60/100 is qualified. Students pass if they could treat precisely basic problems on electronic states based on molecular orbitals, symmetry and spectroscopy based on group theory, and electronic waves in crystals.
If you can handle more difficult problems, your grade will reflect it accordingly. |
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履修条件・注意事項【日本語】
Course Prerequisites / Notes | | | 量子力学A、B、および物性物理学第3が履修済みであることが望ましいが、未履修でも受講可能。 |
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履修条件・注意事項【英語】
Course Prerequisites / Notes | | | It is desirable that you have completed Quantum Mechanics A, B, and Condensed Matter Physics No. 3, but you can take this lecture even if you have not taken them yet. |
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教科書【日本語】
Textbook | | | 講義全体をカバーする教科書は設定しないが、講義の進行に合わせて最も適した参考書を適宜紹介し、必要に応じてプリント資料を配布する。 |
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教科書【英語】
Textbook | | | Textbook covering whole lecture contents is not specified. In the course of lecture, most appropriate chapters among reference books are introduced and necessary handouts are provided. |
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参考書【日本語】
Reference Book | | 上村洸・山本貴博 「基礎からの量子力学」裳華房
山本知之 「量子物質科学入門」量子化学と固体電子論：二つの見方 コロナ社
田中功 他 「材料電子論入門 －第一原理計算の材料科学への応用－」内田老鶴圃
米澤貞次郎 他「量子化学入門（上）」化学同人
小野寺嘉孝 「物性物理／物性化学のための群論入門」裳華房 |
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参考書【英語】
Reference Book | | Additional readings suggested above are written in Japanese.
Some chapters in Ashcroft and Mermin's Solid State Physics would be useful for chapter 1 and 4. For chapter 2 and 3、you may find some textbooks by searching with keywords of "molecular orbital" or "point group" via internet. |
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授業時間外学習の指示【日本語】
Self-directed Learning Outside Course Hours | | 課題レポートに取り組み、期限内に提出すること。
講義資料をよく復習し、必要に応じて参考書を読んで、授業内容を理解すること。 |
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授業時間外学習の指示【英語】
Self-directed Learning Outside Course Hours | | Work on assignment reports and submit them by the due date.
Review the lecture materials carefully and read reference books as necessary to understand the class contents. |
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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. | | 対面授業を行います。
TACT経由にて追加の通知を行うので注意すること。 |
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授業開講形態等【英語】
Lecture format, etc. | | Face-to-face classes will be given.
Note that additional notification will be given via TACT. |
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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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