2025年度前期現代物理学入門

曜日・時限	木曜日５時限	期別	前期	週時間数	2
ナンバリング	EN320213
開講学科等	工学部-基礎理工学科
教員名	溝井　浩溝井　浩職務履歴 https://research.osakac.ac.jp/index.php?%e6%ba%9d%e4%ba%95%e3%80%80%e6%b5%a9 教員情報データベースに遷移します

目的

現代の科学技術を支える電子デバイスから無機・有機化合物にいたるまで，その性質の理解のためには，物質中の電子等が関与するミクロな世界の現象の解明が不可欠である。その基礎となるのは量子論や相対性理論等の現代物理学であるため、この「現代物理学入門」では、受講生諸君が現代物理学の初歩から学習を始め、より高度な学習へステップアップできるような知見を身に着けることを目的とする。

授業計画

授業回	形式	学修内容	学修課題
1	遠隔A	古典物理学から現代物理学へ	事前学修	「物理学１・演習」で学んだニュートンの運動の法則について復習する(１時間)
1	遠隔A	古典物理学から現代物理学へ	事後学修	古典物理学から現代物理学への歴史について調べ学習を行う(１時間)
2	遠隔A,C	アトムと素粒子（原子，分子，素電荷と電子の発見）	事前学修	教科書「第１章」の内容を予習する(2時間)
2	遠隔A,C	アトムと素粒子（原子，分子，素電荷と電子の発見）	事後学修	講義で扱った演習問題を復習する(３時間)
3	遠隔A,C	原子の構造（様々な原子模型）	事前学修	教科書「第２章」のうち「2.1～2.5」の部分を予習する(2時間)
3	遠隔A,C	原子の構造（様々な原子模型）	事後学修	講義で扱った演習問題を復習する(３時間)
4	遠隔A,C	原子核（原子模型と原子核）	事前学修	教科書「第２章」のうち「2.6～2.7」の部分を予習する(2時間)
4	遠隔A,C	原子核（原子模型と原子核）	事後学修	講義で扱った演習問題を復習する(３時間)
5	遠隔A,C	黒体放射（真空の比熱とプランクの公式）	事前学修	教科書「第3章」のうち「3.1～3.4」の部分を予習する(2時間)
5	遠隔A,C	黒体放射（真空の比熱とプランクの公式）	事後学修	講義で扱った演習問題を復習する(３時間)
6	遠隔A,C	光子（光電効果と光の粒子の発見）	事前学修	教科書「第3章」のうち「3.5～3.8」の部分を予習する(2時間)
6	遠隔A,C	光子（光電効果と光の粒子の発見）	事後学修	講義で扱った演習問題を復習する(３時間)
7	遠隔A,C	原子スペクトル（原子の放出する様々な光のスペクトル）	事前学修	教科書「第4章」のうち「4.1～4.2」の部分を予習する(2時間)
7	遠隔A,C	原子スペクトル（原子の放出する様々な光のスペクトル）	事後学修	講義で扱った演習問題を復習する(３時間)
8	遠隔A,C	前期量子論（ボーアの原子模型と量子条件）と物質波（電子の波動性）	事前学修	教科書「第4章」のうち「4.3」と「4.4」の部分を予習する(2時間)
8	遠隔A,C	前期量子論（ボーアの原子模型と量子条件）と物質波（電子の波動性）	事後学修	講義で扱った演習問題を復習する(３時間)
9	遠隔A,C	シュレディンガー方程式１（粒子と波動の二重性）	事前学修	教科書「第4章」のうち「4.4～4.5」および「第6章」のうち「6.1～6.3」の部分を予習する(2時間)
9	遠隔A,C	シュレディンガー方程式１（粒子と波動の二重性）	事後学修	講義で扱った演習問題を復習する(３時間)
10	遠隔A,C	シュレディンガー方程式２（不確定性原理と量子論）	事前学修	教科書「第5章」のうち「5.1～5.5」および「第6章」のうち「6.4」の部分を予習する(2時間)
10	遠隔A,C	シュレディンガー方程式２（不確定性原理と量子論）	事後学修	講義で扱った演習問題を復習する(３時間)
11	遠隔A,C	特殊相対性原理（ローレンツ収縮と時間の遅延）	事前学修	古典力学の相対運動について調べ学習を行う(2時間)
11	遠隔A,C	特殊相対性原理（ローレンツ収縮と時間の遅延）	事後学修	講義で扱った演習問題を復習する(３時間)
12	遠隔A,C	素粒子論概論（レプトンとクオークの発見）	事前学修	素粒子とは何か、調べ学習に取り組みまとめておく(2時間)
12	遠隔A,C	素粒子論概論（レプトンとクオークの発見）	事後学修	講義で学んだ素粒子の分類や性質について復習する(３時間)
13	遠隔A,C	宇宙論概論（現代物理で解明された宇宙）	事前学修	人類の宇宙観の発展の歴史について調べ学習を行う（2時間）
13	遠隔A,C	宇宙論概論（現代物理で解明された宇宙）	事後学修	宇宙の誕生から現在の姿まで、講義内容を復習しまとめておく（１時間）

授業形式記号

A:一斉授業（通常の講義）
B:問題発見・解決学習、プロジェクト学習
C:体験、実験、実習、演習など

D:調査分析、解析など
E:ものづくり、作品制作
F:グループワーク（ディスカッション・ディベートを含む）

G:プレゼンテーション
H:地域・企業　連携型学習
I:その他

到達目標

〇2024年度以降入学生
下記、記載のカリキュラムマップを参照。
https://www.osakac.ac.jp/about/policy/faculty/
※各学科/専攻名称のカリキュラムポリシー下段の
　「カリキュラムマップ」よりご確認ください。

〇2023年度以前入学生
〇修得する資質・能力：知識・理解力、応用力【DP-N-1-1】、【DP-N-3-3】
・電子や光子の量子論的振る舞いを、自分の言葉で平易に説明できるようになる。
・素粒子物理学や宇宙物理学といった現代物理学の最先端の知見をもとに、それらに関する演習問題に解答できるようになる。

評価方法と評価観点

評価方法	配点合計	知識・理解力	応用力	コミュニケーション力	態度・志向性	創造力	合計
定期試験またはレポート試験							0%
小テスト、小論文	50%	70%	30%				100%
グループワーク							0%
プレゼンテーション							0%
レポート、宿題	50%	70%	30%				100%
授業での姿勢（ノート、質疑など）							0%
作品、パフォーマンス（実技、実演）							0%
その他1(具体的に：							0%
その他2(具体的に：							0%
	100%	70%	30%	0%	0%	0%	100%

教科書・参考書

教科書：「わかりやすい量子力学入門」高田健次郎著（丸善）

オフィスアワー

火曜日５限（事前に問い合わせのこと。連絡先は、mizoi@oecu.jp）

その他

講義中の演習や小テストなど、返却されたものについては、できなかった部分を十分に復習しておくこと。

実務経験のある教員による授業科目

理化学研究所において、大型加速器や新型の放射線測定装置の研究開発に携わり、原子核・素粒子から宇宙論に至る現代物理学の研究に従事してきた。この実務経験を活かし、講義では最先端の実験例や実社会への応用を取り上げ、学生が抽象的な理論を現実と結びつけて理解できるよう工夫している。学生は、前期量子論や現代物理学のトピックを、単なる知識としてでなく、研究と開発の現場でどう探究され応用されているかを学ぶことができ、現代物理学への興味と理解を深めることができる。

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