| 2007年度 総合科学部 自然システム学科 物質·環境コース 物理系サブコース 学部課程 — 3年(後期) |
| EDB |
| 量子物質科学 |
| 教授・中山 信太郎 2単位 |
| 授業の目的 |
| この講義では物質の二重性を基礎におく量子論をとおして物質構造を解説する．これまでの授業で学習してきた「物理学」「化学」の基礎的項目の上に説明がなされるわけで，基礎的項目を応用できるようにする．特に，これまでに学習した科学の基礎的知識は必須である． |
| 授業の概要 |
| 原子と原子核について，その空間的大きさ，形，スピン，パリティについて理解する．また，自然界に存在する原子や原子核の種類が何によって決まるかを相互作用の性質から説明できるようになる． |
| キーワード |
| 原子構造 光，角運動量とスピン，磁気モーメント，パリティ，水素原子模型，フェルミガス模型，調和振動子模型 |
| 先行科目 |
| 力学·電磁気学演習，電磁気学II，量子力学II |
| 関連科目 |
| 量子力学II，物質システムセミナーI，物質システムセミナーII |
| 受講者へのメッセージ |
| これまで履修した基礎科学の知識をベースにする． |
| 到達目標 |
| 1. | 原子構造と原子スペクトルを理解する |
| 2. | スピン，パリティ，アイソスピンとは? |
| 3. | 原子核構造を理解する |
| 4. | ミクロな世界の物理量を理解する |
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| 授業の計画 |
| 1. | 物質の粒子性と波動性 |
| 2. | 原子スペクトル |
| 3. | Bohrの水素原子模型 |
| 4. | Shroedinger方程式と波動関数 |
| 5. | 主量子数と角運動量量子数 |
| 6. | 波動関数の空間対称性 |
| 7. | 水素原子スペクトル |
| 8. | 電子スピン |
| 9. | 角運動量と磁気モーメント |
| 10. | Zeeman効果 |
| 11. | He原子スペクトルとパウリの排他原理 |
| 12. | 特性X線 |
| 13. | 原子核のフェルミガス模型 |
| 14. | フェルミ運動量とフェルミエネルギー |
| 15. | 原子核の調和振動子模型 |
| 16. | 授業の総括 |
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| 成績評価の方法 |
| レポートと期末試験 |
| 教科書 |
| 自製テキスト |
| 参考資料 |
| 参考書「量子力学」原康夫著，岩波書店，参考書:「原子物炉概論」久武和夫著，朝倉書店，参考書:「現代物理学の基礎」バイザー著，好学社 |
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