量子物理学I・II 2020 春・夏学期

授業の目的と概要:量子力学は、電子や光子などミクロな世界を記述 するもっとも基本的な物理学の枠組みである。 20世紀初頭に量子力学が確立されて以降、半導 体、超伝導物質、そしてNMR(核磁気共鳴)な ど我々の日常生活のテクノロジーを影で支えてい る重要な枠組みである。また、最近では量子力学 の原理を積極的に利用する量子情報処理も話題に なっている。本講義では、このような量子力学に ついてその発展の歴史から、シュレーディンガー 方程式を用いた基本的な量子系の計算、そして量 子力学に違う系の原理について理解することを目 標とする。

第一回 前期量子論:プランクの輻射公式、量子化条件、光電効果、粒子性と波動性(2重スリットの実験)、ボーアの原子模型
[講義スライド][演習問題]

第2回 シュレーディンガー方程式:波動方程式、ハミルトニアン、エネルギー固有値、エネルギー固有関数、複素確率振幅、物理量と演算子、不確定性関係
[講義スライド][演習問題]

第3回 一次元量子系:束縛状態と散乱状態、量子トンネル効果
[講義スライド][演習問題]

第4回 調和振動子:調和ポテンシャルの中の粒子、エルミート多項式、調和振動子の解
[講義スライド][演習問題]

第5回 量子力学の定式化(線形代数の復習):線型空間、線形写像、内積、ブラケット表記
[講義スライド]