科目名 量子化学(Quantum Chemistry)
担当教員 比江島 俊浩
単位数 2
授業区分 学部_選択(専門教育) 講義
年次配当 3
開講年度学期 2018年度 前期
授業概要・学習成果との関連 【授業の目的】
電子の属性と化学結合の量子論的な取り扱いについて学ぶ

【授業の概要】
量子化学の基礎概念を習得するとともに、定常状態のシュレディンガー方程式を解法とその意味を理解する。

<学習成果との関連>
下のリンクから、この科目についての「ディプロマポリシーにもとづく学習成果との関連」を見て、どのような力が身に付けられるかを確認してください。
{http://www.t-kougei.ac.jp/student/kyoumu/curriculum/cm_11F.pdf}
到達目標 1. ボーア模型から水素原子のボーア半径と電子のエネルギーダイアグラムを誘導できる。
2. エネルギー量子について説明できる
3. 不確定性原理を利用して問題を解くことが出来る。
4. ドブロイ波(物質波)の波長を求めることが出来る。
5. 一次元井戸型ポテンシャルのシュレディンガー方程式を解くことが出来る。
6. エルミート演算子を使いこなすことが出来る。
授業計画 1. 古典論の破錠―黒体輻射
2. エネルギー量子
3. ボーア以前の原子模型
4. ボーアの原子模型
5. ヤングの干渉実験
6. 光電効果とプランク定数
7. コンプトン効果
8. 物質の波動性-ドブロイ波
9. 不確定性原理-ハイゼンベルグの思考実験
10. シュレディンガー方程式
11. 定常状態のシュレディンガー方程式
12. 井戸型ポテンシャル
13. 規格化と直交関数系
14. 位置と運動量の期待値
15. エルミート演算子
履修上の注意 【履修上の注意】
・本講義では電子(光)の属性に関する直感的な理解を目指しているが、数学的な取り扱いを避けることはできない。基礎教養科目「物理学」及び「微分積分学」の単位を取得していることが望ましい。
・また本講義では参考書をもとに教員が独自に作成したパワーポイントを利用している。履修する学生は必ずスライドをノートに記入すること。携帯電話やスマホによるスライドの撮影は禁止する。
準備学習(予習,復習について) 本講義は、数学的な取り扱いが多いために予習よりはむしろ復習に力点をおいて勉強してほしい。特に教員が授業中にスライドで示した内容はすべてノートに書き写しておき、参考書と照らし合わせながら復習することを進める。また復習する際にはただノートを目で追うだけでなく、自分で手で数式の展開できるようにすること。

*各回の準備学習の具体的な内容は、「ルーブリックへのリンク」からルーブリックを参照してください。準備学習は1項目あたり15~30分の学習内容になっていますので、目安にしてください。
成績評価方法,試験方法及び課題(試験やレポート等)に対するフィードバックについて 【成績評価対象と基準】
全体を100点として評価する。
(1)課題レポートの提出(2点×5回=10点)
(2)小テスト:授業の最後に随時実施する(4点×5回=20点)
(2)中間試験(35点)
(3)定期試験(35点)
(4)出席が2/3に満たない場合は、単位を認定しない。

【試験方法】
定期試験: 授業で取り扱った内容と課題レポートからの類似問題、電卓のみ持ち込み可

【課題に対するフィードバック】
レポート課題については適宜解説を行う。小テストと中間試験は解答を返却する。
教科書等 参考書として 
・物理学スーパーラーニングシリーズ「量子力学」佐川弘幸清水克多郎 著シュプリンガーフェアラーク東京(2,400円)
・「量子力学の冒険」トランスナショナル カレッジ オブ レックス編言語交流研究所ヒッポファミリークラブ(3,800円)
(※学内限定となります。)