コア・テキスト 量子力学

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ライブラリ物理学コア・テキスト  5

コア・テキスト 量子力学

基礎概念から発展的内容まで
定価:
2,475
(本体:2,250円+税)
難易度:入門

発行日:2023年4月25日

発行:サイエンス社

ISBN:978-4-7819-1570-8

サイズ:並製A5

ページ数:232ページ

在庫:在庫あり

内容詳細

本書は理工系の学部学生を対象にした量子力学の入門書である.初学者にも理解しやすいように,量子力学的な現象や理論的背景の紹介から解説を始めた.また量子もつれ状態や場の量子論などの現代的な話題も取り入れながら分かり易く丁寧にまとめられた好個の教科・参考書となっている.

目次

第1章 量子力学とは何だろうか?
  1.1 量子力学の特徴
  1.2 状態の重ね合わせ
  1.3 測定による重ね合わせ状態の変化
  1.4 量子もつれ状態の存在と非局所性
  1.5 線形代数と量子力学
  1.6 次章に向けて
  第1章 演習問題

第2章 量子力学が関わる現象
  2.1 粒子と波の二重性
  2.2 二重性とド・ブロイ関係式の詳細
  2.3 不確定性関係
  2.4 運動量とエネルギーの離散性
  2.5 原子のエネルギーと自然現象への制限
  2.6 電子の波動性:二重スリット実験と量子トンネル効果
  第2章 演習問題

第3章 量子論の基礎事項
  3.1 状態ベクトルと演算子
  3.2 固有ケットとその完全性・直交性
  3.3 測定による状態の変化と確率解釈
  3.4 期待値
  3.5 エルミート共役
  3.6 不確定性関係
  3.7 演算子と状態ベクトルの行列表現
  3.8 具体例:スピン1/2系
  3.9 シュテルン-ゲルラッハ実験と量子暗号の原理
  第3章 演習問題

第4章 時間発展とハイゼンベルク方程式
  4.1 時間発展
  4.2 ユニタリー演算子
  4.3 位置と運動量:エーレンフェストの定理
  4.4 期待値とシュレーディンガー描像
  4.5 2準位系の時間発展
  第4章 演習問題

第5章 シュレーディンガー方程式と運動量固有ケット
  5.1 座標表示の波動関数
  5.2 波動関数についてのシュレーディンガー方程式
  5.3 運動量演算子とその座標表示
  5.4 運動量固有ケット
  5.5 確率の流れ
  5.6 波動関数を用いた期待値の計算
  第5章 演習問題

第6章 定常状態のシュレーディンガー方程式
  6.1 時間に依存しないシュレーディンガー方程式
  6.2 自由粒子系の波動関数
  6.3 周期境界条件
  6.4 不確定性関係再考
  6.5 ガウス波束
  第6章 演習問題

第7章 量子トンネル効果
  7.1 定数ポテンシャル中の量子力学
  7.2 階段型ポテンシャル
  7.3 矩形ポテンシャル障壁
  7.4 矩形ポテンシャル障壁におけるトンネル効果
  7.5 トンネル効果の一般論
  第7章 演習問題

第8章 調和振動子系の量子力学I
  8.1 エルミート多項式とエネルギー準位
  8.2 規格化と波動関数の特徴
  8.3 期待値と不確定性関係
  8.4 基底状態エネルギー
  第8章 演習問題

第9章 調和振動子系の量子力学II
  9.1 生成・消滅演算子の導入
  9.2 生成・消滅演算子の役割
  9.3 生成・消滅演算子を用いた解析
  9.4 座標表示との関係
  9.5 調和振動子系の時間発展
  9.6 コヒーレント状態
  9.7 摂動計算
  9.8 連成振動と場の量子論
  第9章 演習問題

第10章 3次元空間の量子力学
  10.1 周期境界条件
  10.2 3次元等方的調和振動子系
  10.3 1次元調和振動子+2次元自由粒子
  10.4 一様磁場中の量子力学
  第10章 演習問題

第11章 角運動量の量子力学
  11.1 角運動量とは
  11.2 スピン1/2系
  11.3 スピン歳差運動
  11.4 回転生成子としてのスピン演算子
  11.5 角運動量の一般論
  11.6 角運動量の合成
  11.7 量子もつれ状態と非局所性
  11.8 量子テレポーテーション
  第11章 演習問題

第12章 水素原子系の量子力学
  12.1 水素原子系ハミルトニアン
  12.2 変数分離
  12.3 動径方向方程式
  12.4 エネルギー準位
  12.5 動径方向波動関数
  第12章 演習問題

付録
  A.1 線形代数
  A.2 固有ケットの完備性(完全性)
  A.3 デルタ関数
  A.4 エルミート多項式
  A.5 ガンマ関数
  A.6 ルジャンドル多項式とラゲール多項式

あとがきに代えて:発展的トピック
演習問題解答例
参考文献
索引

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