授業の目的 【日本語】
Goals of the Course(JPN) | | | 我々の身近にある物質や材料は多数の原子や電子から構成され、それらのふるまいは量子力学によって決定されている。粒子が多数集まったときの統計的な性質には、粒子の持つスピンが重要な寄与をする。本講義では、多体系の量子状態を記述する手法を身に着けること、および、相対論的量子力学を学ぶことでスピンの起源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 | | | Materials and substances around us consist of a macroscopic number of atoms and electrons, and their behavior is dictated by quantum mechanics. Particles' spins significantly contribute to the statistical properties of a collection of particles. This lecture aims to equip students with methods for describing quantum states in many-body systems and to comprehend the origin of spin through the study of relativistic quantum mechanics. |
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到達目標 【日本語】
Objectives of the Course(JPN)) | | 統計性とスピンの関係を説明できる。
統計性を考慮した多体の波動関数を構成できる。
原子内の電子構造を説明できる。
相対論的量子力学の基礎方程式が説明できる。
非相対論極限とシュレディンガー方程式の関係について説明できる。
スピンの起源について説明できる。 |
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到達目標 【英語】
Objectives of the Course | | Able to explain the relationship between statistics and spin.
Able to construct many-body wave functions taking statistics into account.
Able to explain the electronic structure within atoms.
Able to explain the fundamental equations of relativistic quantum mechanics.
Able to explain the relationship between the non-relativistic limit and the Schrödinger equation.
Able to explain the origin of spin. |
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バックグラウンドとなる科目【日本語】
Prerequisite Subjects | | | 電磁気学、量子力学,、統計力学、物性物理学I-IV |
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バックグラウンドとなる科目【英語】
Prerequisite Subjects | | | Electromagnetics, Quantum mechanics, Statistical mechanics, Solid-state physics I-IV |
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授業の内容【日本語】
Course Content | | １．量子力学の復習
１．１ 量子状態のブラケット表示
１．２ シュレーディンガー描像とハイゼンベルグ描像
１．３ スピン
２．多体系の量子力学
２．１ フェルミオンとボソン
２．２ 第二量子化
２．３ フェルミオン系の平均場近似
２．４ 原子の構造
３．相対論的量子力学
３．１ 特殊相対論（古典論）
３．２ ディラック方程式
３．３ 自由粒子に対するディラック方程式の解
３．４ シュレディンガー近似 |
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授業の内容【英語】
Course Content | | 1. Review of quantum mechanics
1.1 Bracket representation of quantum states
1.2 Schrödinger and Heisenberg pictures
1.3 Spin
2. Quantum mechanics of many-body systems
2.1 Fermions and bosons
2.2 Second quantization
2.3 Mean field approximation of fermionic systems
2.4 Atomic structure
3. Relativistic quantum mechanics
3.1 Special theory of relativity (classical theory)
3.2 Dirac equation
3.3 Solution of the Dirac equation for free particles
3.4 Schrödinger approximation |
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成績評価の方法と基準【日本語】
Course Evaluation Method and Criteria | | 期末試験50%、レポート50%、100点満点で60点以上を合格とする。
レポート問題を講義時間中に解いてもらうこともあります。 |
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成績評価の方法と基準【英語】
Course Evaluation Method and Criteria | | Final exam (50%), Reports (50%). The passing grade is 60 points out of 100 points.
Reports may be required to be completed during lecture time. |
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履修条件・注意事項【日本語】
Course Prerequisites / Notes | | |
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履修条件・注意事項【英語】
Course Prerequisites / Notes | | | There are no specific course requirements. |
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教科書【日本語】
Textbook | | | 講義の内容通りの教科書はないため、講義資料を配布します。 |
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教科書【英語】
Textbook | | | There is no textbook that covers the exact content of this lecture, so lecture materials will be distributed. |
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参考書【日本語】
Reference Book | | ブラケット表示、スピン：
基礎物理学シリーズ 量子力学II （二宮正夫・杉野文彦・杉山忠男） 講談社
現代の量子力学・上（JJサクライ） 吉岡書店
多体系の量子力学：
基礎からの量子力学 （上村洸・山本貴博） 裳華房
基礎系物理学 量子力学II （押山淳） 丸善出版
相対論的量子力学：
基礎系物理学 量子力学II （押山淳） 丸善出版
Advanced Quantum Mechanics (J. J. Sakurai) Addison-Wesley |
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参考書【英語】
Reference Book | | Modern Quantum Mechanics (J. J. Sakurai、Jim Napolitano) Cambridge University Press
Advanced Quantum Mechanics (J. J. Sakurai) Addison-Wesley |
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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) | | | I give a class by face-to-face. |
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