理学部化学科

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物理学III
Physics III

担当教員 髙木 祥示
選択 | 2単位 | 2年秋学期

授業目的

原子物理学の講義を行う。原子・分子の物理は結局のところ量子力学であるが、古典物理学から量子力学(化学)の導入として微視的世界の諸現象・諸法則を概観し学ぶことは、古典物理学の適用範囲及び量子論の必然性を理解するために重要である。本講義では輻射エネルギーの量子化、光及び電子の波動性と粒子性、原子構造の概念の修得を学習目標とする。

授業内容

原子物理学の講義を行う。輻射エネルギーの量子化、光の粒子性と波動性、電子の波動性、原子構造について授業を行う。適宜、積分や微分表示を使用するが、高校物理未履修者も念頭に置き授業を行う。事前に授業資料を配布する。適宜、時間内に演習を行う。
No.1 シラバス説明、原子発見の歴史
No.2 気体の分子運動論 p.207-210
No.3 温度とエネルギー等分配の法則、マクスウェルの速度分布関数(平均自由行程)p.210-214
No.4 マクスウェルの速度分布関数、気体の速度 p.214-219
No.5 熱放射と量子仮説Ⅰ(キルヒホッフの法則、シュテファン‐ボルツマンの法則、ウィーンの変位則、レイリー・ジーンズの理論)p.326-329
No.6 熱放射と量子仮説Ⅱ(プランクの量子仮説)p.329-330、固体の比熱 p.219-221
No.7 陰極線と電子(ファラデーの法則、J.J.トムソンによる比電荷の測定、ミリカンによる電荷の測定、速度による質量の変化)p.335
No.8 光電効果 p.330-331
No.9 コンプトン効果 p.331-332
No.10 結晶とX線 p.332-335
No.11 レポート解説
No.12 原子模型とボーアの量子論(ラザフォード散乱、水素原子スペクトル、ボーアの量子論、フランク・ヘルツの実験)p.336-339
No.13 電子の波動性とシュレディンガー方程式 p.339-344
No.14 エネルギー固有値の例、波動関数の意味と不確定性原理 p.344-348
No.15 学習到達度の確認

関連科目

予め学んでおくとよい科目:物理学Ⅰ、物理学Ⅱ
この科目に続く内容の科目:物理化学Ⅲ

教科書・参考書

【教科書】
  • 「物理学(三訂版)」小出昭一郎 著 (裳華房)
【参考書】
  • 「原子物理学Ⅰ」シュポルスキー(玉木英彦訳)東京図書株式会社
  • 「基礎物理学」原康夫、学術図書出版社

評価方法

レポート40%、期末試験60%。
レポートの問題は授業で解説する。期末試験については、希望者に模範解答を配布する。

オフィスアワー

授業終了後に教室で質問を受け付ける。

その他

お問い合わせ先

東邦大学 理学部

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