2020年 理工学部 シラバス - 物理学科
設置情報
| 科目名 | 相対論的量子力学 | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 物理学科 | 学年 | 3年 |
| 担当者 | 二瓶 武史 | 履修期 | 後期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 火曜4 |
| 校舎 | 駿河台 | 時間割CD | M24P |
| クラス | |||
| 履修系統図 | 履修系統図の確認 | ||
概要
| 学修到達目標 | 現代物理学の二つの柱である相対論と量子論を統合した相対論的量子力学の基礎を理解することを目指す。相対論的に共変な波動方程式であるディラック方程式を中心に、スピンの起源や反粒子等について解説するほか、電磁場の量子化も議論する。 |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
板書を中心とした講義形式で行う。 |
| 履修条件 | 量子力学I・II、および相対論を履修した学生を主な対象とする。隔年開講科目。 |
授業計画
| 第1回 | 相対論と量子力学の復習、自然単位系 事前学習：授業内容を予習する。（1時間） 事後学習：授業内容を復習する。（3時間） |
|---|---|
| 第2回 | クライン・ゴルドン方程式 事前学習：授業内容を予習する。（1時間） 事後学習：授業内容を復習する。（3時間） |
| 第3回 | ディラック方程式の導出 事前学習：授業内容を予習する。（1時間） 事後学習：授業内容を復習する。（3時間） |
| 第4回 | ディラック方程式の平面波解 事前学習：授業内容を予習する。（1時間） 事後学習：授業内容を復習する。（3時間） |
| 第5回 | 反粒子 事前学習：授業内容を予習する。（1時間） 事後学習：授業内容を復習する。（3時間） |
| 第6回 | ガンマ行列の性質 事前学習：授業内容を予習する。（1時間） 事後学習：授業内容を復習する。（3時間） |
| 第7回 | スピノルのローレンツ変換 事前学習：授業内容を予習する。（1時間） 事後学習：授業内容を復習する。（3時間） |
| 第8回 | ディラック方程式と保存量 事前学習：授業内容を予習する。（1時間） 事後学習：授業内容を復習する。（3時間） |
| 第9回 | 電磁場中のディラック粒子 事前学習：授業内容を予習する。（1時間） 事後学習：授業内容を復習する。（3時間） |
| 第10回 | 水素原子のスペクトル１ 事前学習：授業内容を予習する。（1時間） 事後学習：授業内容を復習する。（3時間） |
| 第11回 | 水素原子のスペクトル２ 事前学習：授業内容を予習する。（1時間） 事後学習：授業内容を復習する。（3時間） |
| 第12回 | 電磁場の量子化１ 事前学習：授業内容を予習する。（1時間） 事後学習：授業内容を復習する。（3時間） |
| 第13回 | 電磁場の量子化２ 事前学習：授業内容を予習する。（1時間） 事後学習：授業内容を復習する。（3時間） |
| 第14回 | 原子による光の吸収・放出 事前学習：授業内容を予習する。（1時間） 事後学習：授業内容を復習する。（3時間） |
| 第15回 | 平常試験と解説 事前学習：試験対策を行う。（3時間） 事後学習：試験内容を復習する。（1時間） |
その他
| 教科書 | |
|---|---|
| 参考書 |
西島和彦 『相対論的量子力学』 培風館
川村嘉春 『相対論的量子力学』 裳華房
和田純夫 『相対論的物理学のききどころ』 岩波書店
日笠健一 『ディラック方程式』 サイエンス社
猪木慶治・川合光 『量子力学II』 講談社
小出昭一郎 『量子力学II』 裳華房
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| 成績評価の方法 及び基準 |
平常試験（ノート等の持ち込みは不可）とレポートによって評価する。配分は、試験が77%、レポートが23%。平常試験を予定しているが、講義室の空き状況により、定期試験への変更の可能性がある。 |
| 質問への対応 | 授業終了後に受け付ける。 |
| 研究室又は 連絡先 |
駿河台校舎８号館２階８２１Ｇ室、内線４１２ E-mail: nihei@phys.cst.nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー |
木曜 駿河台 13:50 ～ 14:50
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| 学生への メッセージ |
講義を聞いたりノートを取ったりするだけで満足せず、自力での問題演習を心掛けて下さい。 |