量子物質科学
教授・中山 信太郎
2単位
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．
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
注意
これまで履修した基礎科学の知識をベースにする．
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 |
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 |
評価
レポートと期末試験
再評価
レポートが一定水準に達している場合あり
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:「原子物理概論」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
連絡先
中山(1N02, 0886567236, nakayama@ias.tokushima-u.ac(no-spam).jp)
- オフィスアワー: 時間の許すときはいつでも可．