2016年度 量子力学3(統合自然科学科)A1ターム開講 量子力学GII(広域科学専攻相関基礎科学系)

冬学期 火曜日2限、金曜日2限 駒場第一キャンパス16号館8階827号室

Teaching Assistant 越田真史 総合文化研究科広域科学専攻相関基礎科学系博士課程2年

更新情報

2016年09月26日 講義日程変更 TA氏名記載
2016年09月25日 ページ作成
2016年11月21日演習問題アップロード
2016年11月24日第3回レポート問題解答,演習問題解答アップロード
2016年12月9日レポート講評アップロード,レポート返却開始(201A前)

演習問題

演習問題(2016年11月21日出題)
fileqtm_mech_exercise.pdf
第3回レポート問題解答
fileqtm_mech_report3_ans.pdf
演習問題解答
fileqtm_mech_exercise_ans.pdf
レポート講評
fileqtm_mech_report_comment.pdf
レポートの返却について
201Aのドア前でレポート答案を返却しています。各自の答案を回収してください。

講義日程

[第01回]09月27日(火)2限 ガイダンス、時間に依存する摂動論
[第02回]09月30日(金)2限 Rabi振動と摂動論
休講 10月04(火)2限
[第03回]10月07日(金)2限 フェルミの黄金律
[第04回]10月11日(火)2限 散乱問題
[第05回]10月14日(金)2限 散乱問題
[第06回]10月18日(火)2限 散乱問題
[第07回]10月21日(金)2限 散乱問題
[第08回]10月25日(火)2限 散乱問題,電磁場の量子化(正準方程式)
[第09回]10月28日(金)2限 電磁場の量子化(正準量子化、電磁場の生成・消滅演算子)
[第10回]11月01日(火)2限 電磁場の演算子表示, 光の吸収と放出
[第11回]11月04日(金)2限 吸収確率、双極子近似、選択則, TAによる演習問題解説
[第12回]11月11日(金)2限 選択則(続き)、フェルミの黄金律
[第13回]11月15日(火)2限 第二量子化
[第14回]11月16日(水)2限 第二量子化
[第15回]11月18日(金)2限 第二量子化 教室はいつもと違い16号館1階109号室です。
[試験]11月29日(火)2限 
11/16は補講日 11/8(火)はこの講義はありません。その日は木曜日の時間割で講義が行われます。13回目の講義は15日(火)に行います。
11/18(金)に補講します。

講義内容:

量子力学I,IIの内容を踏まえた上で、主に多粒子系の量子力学の扱い方を学ぶ。ほぼ以下の順序で説明する予定

I 時間に依存する摂動論
§時間に依存する摂動論(〜第1回)
§Rabi振動と摂動論
§リーマン・ルベーグの定理(〜第2回)
§フェルミの黄金律(〜第3回)

II 散乱問題
§ 散乱振幅、散乱断面積
§ 干渉項と光学定理(〜第4回)
§ 部分波展開と位相のずれ
§ 位相のずれと散乱振幅、散乱断面積(〜第5回)
§ 低エネルギー散乱
§ 共鳴散乱
§ 積分方程式(〜第6回)
§ ボルン近似
§ 剛体球による散乱(〜第7回)
§ 2次元散乱問題

III 電磁場の量子化
§ 古典電磁気学の復習(マクスウェル方程式の電磁ポテンシャル表現)(〜第8回)
§ 電磁場の正準方程式(古典電磁気学)
§ 電磁場の量子化(〜第9回)
§ 物理量の演算子表示
§ 光の吸収と放出(〜第10回)途中まで
§§ 双極子近似
§§ 選択則(〜第11回)途中まで
§§ フェルミの黄金律(〜第12回)

§§ 自発放出の大きさ
IV 第二量子化
§ ボース粒子とフェルミ粒子
§ 同種粒子系 粒子交換に関する対称性
§ 場の演算子
§ 基礎ベクトル(〜第13回)途中まで
§ 状態ベクトル
§ 物理量の第二量子化表示(〜第14回)
§ 生成消滅演算子(〜第15回)

前提とする知識:量子力学I,IIの範囲

成績評価:期末試験とレポート課題における得点で評価

参考書:

現代の量子力学 上下 J. J. サクライ 吉岡書店
物理を専攻するつもりなら手元に置いておくべき本(これ一冊でもいいかもしれない)。本講義の範囲をカバーしている。フェルミの黄金律の箇所はこの本に沿って講義する。

Quantum Physics Stephen Gasiorowicz  John Wiley & Sons 1996
標準的教科書。アメリカで用いられる標準レベルの教科書は、教育的配慮が十分になされていると思う。散乱問題の位置づけが丁寧に書かれている

第二量子化の参考文献(北孝文 物性研究90-1(2008年4月号), T. Kita Statistical Mechanics of Superconductivity, Springer 2015
第二量子化についてはこのテキストに従っている。物性研究は学内端末からアクセスできる。