第1章 量子革命と前期量子論
1.1 現代社会と量子力学
1.2 原子の発光と原子モデルの謎
1.3 エネルギー量子仮説と光量子仮説
1.4 ボーアの理論
1.5 ド・ブロイの物質波と量子条件
第1章 演習問題
第2章 シュレーディンガー方程式
2.1 分散関係と波動方程式
2.2 シュレーディンガーの波動方程式
2.3 時間に依存しないシュレーディンガー方程式
2.4 波動関数の次元
2.5 シュレーディンガー方程式の意味
2.6 波動関数に対する要請
第2章 演習問題
第3章 無限井戸型ポテンシャル
3.1 人工的につくられた原子としての量子ドット
3.2 無限に高い障壁をもつ井戸型ポテンシャル
3.3 波動関数の直交性
3.4 3次元の立方体に閉じ込められた粒子
3.5 波動関数の縮退
3.6 重ね合わせ状態と縮退
第3章 演習問題
第4章 有限井戸型ポテンシャル
4.1 波動関数とパリティ
4.2 有限な深さの1次元井戸型ポテンシャル
4.3 波動関数の浸みだし
第4章 演習問題
第5章 調和振動子ポテンシャル
5.1 調和振動子とその重要性
5.2 1次元調和振動子ポテンシャルのシュレーディンガー方程式
5.3 1次元調和振動子の固有値と固有関数
5.4 エルミート多項式
5.5 古典的な調和振動子との比較
第5章 演習問題
第6章 波動関数の時間発展と波束
6.1 波動関数の時間発展
6.2 波と波束
6.3 波動関数が波束で表される粒子と不確定性関係
6.4 エーレンフェストの定理
6.5 自由空間における波束の運動
第6章 演習問題
第7章 量子トンネル効果
7.1 量子トンネル効果とは
7.2 有限高さの障壁におけるトンネル効果
7.3 粒子のエネルギーが障壁高さの半分の場合のトンネル確率
7.4 波束で表される波動関数で記述される粒子のトンネル効果
7.5 確率密度と連続の式
第7章 演習問題
第8章 量子力学の一般化
8.1 量子力学を一般化する
8.2 ヒルベルト空間
8.3 ヒルベルト空間における演算子
8.4 連続的な基底とディラックのデルタ関数
8.5 量子力学をヒルベルト空間を用いて記述する
8.6 状態ケットや演算子の行列表示
8.7 演算子の期待値と標準偏差
第8章 演習問題
第9章 位置・運動量演算子とシュレーディンガー方程式
9.1 位置の演算子
9.2 並進変換の演算子と運動量演算子
9.3 時間発展演算子とハミルトニアン
9.4 時間発展演算子の微分方程式
9.5 シュレーディンガーの波動方程式
第9章 演習問題
第10章 不確定性関係
10.1 ロバートソン-ケナードの不確定性関係
10.2 不確定性関係の例
10.3 不確定性関係の物理的な意味
10.4 ロバートソン-ケナードの不確定性関係の導出
10.5 ハイゼンベルクの不確定性原理と小澤の不等式
第10章 演習問題
第11章 複数の量子の振舞いとノークローニング定理
11.1 量子のもつ本質的な性質
11.2 複数の粒子の量子状態の表し方
11.3 ノークローニング定理
第11章 演習問題
第12章 量子もつれとベルの不等式
12.1 光子の偏光
12.2 量子もつれ
12.3 実在性と局所性
12.4 アインシュタイン-ポドルスキー-ローゼンのパラドックス
12.5 ベルの不等式
12.6 ベルの不等式の破れ
第12章 演習問題
第13章 量子論のさらなる理解とその発展
13.1 これまで学んだ量子論を振り返って
13.2 より発展的な量子論の世界
13.3 量子力学の学習をさらに深める
演習問題解答
索引
1.1 現代社会と量子力学
1.2 原子の発光と原子モデルの謎
1.3 エネルギー量子仮説と光量子仮説
1.4 ボーアの理論
1.5 ド・ブロイの物質波と量子条件
第1章 演習問題
第2章 シュレーディンガー方程式
2.1 分散関係と波動方程式
2.2 シュレーディンガーの波動方程式
2.3 時間に依存しないシュレーディンガー方程式
2.4 波動関数の次元
2.5 シュレーディンガー方程式の意味
2.6 波動関数に対する要請
第2章 演習問題
第3章 無限井戸型ポテンシャル
3.1 人工的につくられた原子としての量子ドット
3.2 無限に高い障壁をもつ井戸型ポテンシャル
3.3 波動関数の直交性
3.4 3次元の立方体に閉じ込められた粒子
3.5 波動関数の縮退
3.6 重ね合わせ状態と縮退
第3章 演習問題
第4章 有限井戸型ポテンシャル
4.1 波動関数とパリティ
4.2 有限な深さの1次元井戸型ポテンシャル
4.3 波動関数の浸みだし
第4章 演習問題
第5章 調和振動子ポテンシャル
5.1 調和振動子とその重要性
5.2 1次元調和振動子ポテンシャルのシュレーディンガー方程式
5.3 1次元調和振動子の固有値と固有関数
5.4 エルミート多項式
5.5 古典的な調和振動子との比較
第5章 演習問題
第6章 波動関数の時間発展と波束
6.1 波動関数の時間発展
6.2 波と波束
6.3 波動関数が波束で表される粒子と不確定性関係
6.4 エーレンフェストの定理
6.5 自由空間における波束の運動
第6章 演習問題
第7章 量子トンネル効果
7.1 量子トンネル効果とは
7.2 有限高さの障壁におけるトンネル効果
7.3 粒子のエネルギーが障壁高さの半分の場合のトンネル確率
7.4 波束で表される波動関数で記述される粒子のトンネル効果
7.5 確率密度と連続の式
第7章 演習問題
第8章 量子力学の一般化
8.1 量子力学を一般化する
8.2 ヒルベルト空間
8.3 ヒルベルト空間における演算子
8.4 連続的な基底とディラックのデルタ関数
8.5 量子力学をヒルベルト空間を用いて記述する
8.6 状態ケットや演算子の行列表示
8.7 演算子の期待値と標準偏差
第8章 演習問題
第9章 位置・運動量演算子とシュレーディンガー方程式
9.1 位置の演算子
9.2 並進変換の演算子と運動量演算子
9.3 時間発展演算子とハミルトニアン
9.4 時間発展演算子の微分方程式
9.5 シュレーディンガーの波動方程式
第9章 演習問題
第10章 不確定性関係
10.1 ロバートソン-ケナードの不確定性関係
10.2 不確定性関係の例
10.3 不確定性関係の物理的な意味
10.4 ロバートソン-ケナードの不確定性関係の導出
10.5 ハイゼンベルクの不確定性原理と小澤の不等式
第10章 演習問題
第11章 複数の量子の振舞いとノークローニング定理
11.1 量子のもつ本質的な性質
11.2 複数の粒子の量子状態の表し方
11.3 ノークローニング定理
第11章 演習問題
第12章 量子もつれとベルの不等式
12.1 光子の偏光
12.2 量子もつれ
12.3 実在性と局所性
12.4 アインシュタイン-ポドルスキー-ローゼンのパラドックス
12.5 ベルの不等式
12.6 ベルの不等式の破れ
第12章 演習問題
第13章 量子論のさらなる理解とその発展
13.1 これまで学んだ量子論を振り返って
13.2 より発展的な量子論の世界
13.3 量子力学の学習をさらに深める
演習問題解答
索引