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工科系量子力学
Quantum Mechanics for Engineering

慶應義塾大学名誉教授　工博　椎木一夫著

Ａ５判／258頁／定価2970円（本体2700円＋税10％）／2003年1月発行
ISBN 978-4-7853-2216-8 （旧ISBN 4-7853-2216-0）　 C3042
（オンデマンド方式による印刷・製本）

　工学系学生向けの教科書として、理解に必要な数学は本書の中で復習するなど、省略なく懇切丁寧を心がけて書かれている。
　読者対象：大学３年生～

サポート情報

◎ 正誤表 （pdfファイル）

目次（章タイトル）　　→ 詳細目次

1．はじめに
2．波でもあるし粒子でもある量子力学的存在
3．粒子の状態を表すにはどうすればよいか
4．物理量はどのように表されるか
5．箱の中に閉じ込められた粒子
6．同種粒子は区別できない
7．物理量を表す演算子
8．角運動量とスピン
9．量子力学は物理量の値を決められない
10．結晶の中の粒子に対する簡単なモデル
11．解析力学の方法
12．水素原子の問題（I）
13．水素原子の問題（II）
14．量子力学の近似解法（I）（摂動論）
15．量子力学の近似解法（II）（変分法）
16．散乱の問題
17．行列力学の基礎
18．さらに奥深く量子力学を学ぶために

詳細目次　　

序（pdfファイル）

1．はじめに

2．波でもあるし粒子でもある量子力学的存在
　2.1　光は波でもあるし，粒子でもある
　2.2　電子は粒子でもあるし，波でもある
　2.3　粒子と同時に波であることを表す数字
　2.4　量子力学的存在
　問題

3．粒子の状態を表すにはどうすればよいか
　3.1　量子力学の世界を支配する方程式をみつける
　3.2　量子力学の世界を支配する方程式の意味と拡張
　3.3　やさしい“シュレーディンガー方程式の作り方”
　　3.3.1　シュレーディンガー方程式を作るには
　　3.3.2　1個の自由電子に対するシュレーディンガー方程式
　　3.3.3　水素原子に対するシュレーディンガー方程式
　　3.3.4　ヘリウム原子に対するシュレーディンガー方程式
　3.4　時間を含むシュレーディンガー方程式への拡張
　問題

4．物理量はどのように表されるか
　4.1　波動関数の意味
　4.2　実験との対応
　4.3　波動関数の性質
　4.4　物理量を表すにはどうしたらいいか
　問題

5．箱の中に閉じ込められた粒子
　5.1　1次元の箱に閉じ込められた1つの粒子
　　5.1.1　シュレーディンガー方程式とその解
　　5.1.2　波動関数の規格化と直交性
　　5.1.3　粒子の位置と運動量
　5.2　閉じ込められた粒子は動き回る
　5.3　ポテンシャルエネルギーの高さが有限の場合
　問題

6．同種粒子は区別できない
　6.1　1次元の箱に閉じ込められた複数個の粒子
　6.2　フェルミ粒子とボース粒子
　6.3　パウリの原理とボース凝縮
　6.4　箱の中に閉じ込められた粒子のエネルギー準位
　問題

7．物理量を表す演算子
　7.1　演算子と交換関係
　7.2　物理量演算子の性質
　7.3　固有値の意味
　7.4　交換氏の演算規則
　問題

8．角運動量とスピン
　8.1　角運動量と角運動量演算子
　8.2　角運動量演算子からスピンを導く
　8.3　磁石の素
　問題

9．量子力学は物理量の値を決められない
　9.1　プランク定数の意味
　9.2　不確定性原理
　　9.2.1　不確定性関係
　　9.2.2　光学レンズの分解能
　　9.2.3　バネ系のエネルギー
　　9.2.4　1次元の箱の中に閉じ込められた粒子
　9.3　軌道概念の否定
　9.4　不確定性原理のフーリエ変換を使った説明
　問題

10．結晶の中の粒子に対する簡単なモデル
　10.1　1次元格子中の自由粒子モデル
　10.2　状態密度
　10.3　超伝導体では，なぜ抵抗なしに電流が流れるか
　問題

11．解析力学の方法
　11.1　最小作用の原理
　11.2　一般化座標と一般化運動量
　11.3　磁場中の荷電粒子に対するハミルトニアン
　問題

12．水素原子の問題（I）
　12.1　原子の状態
　12.2　極座標で表したシュレーディンガー方程式
　12.3　変数分離による解法
　12.4　角運動量と球面調和関数
　　12.4.1　角度変数φに関する微分方程式の解
　　12.4.2　角度変数θに関する微分方程式の解
　　12.4.3　球面調和関数と角運動量
　問題

13．水素原子の問題（II）
　13.1　動径波動関数
　　13.1.1　動径シュレーディンガー方程式
　　13.1.2　動径波動関数とエネルギー準位
　13.2　水素原子のエネルギー準位
　問題

14．量子力学の近似解法（I）（摂動論）
　14.1　定常で縮退がない場合の摂動近似
　　14.1.1　摂動近似の方法
　　14.1.2　定常で縮退がない場合の1次摂動近似
　　14.1.3　定常で縮退がない場合の2次摂動近似
　14.2　ヘリウム原子の電子状態（摂動近似）
　14.3　定常で縮退がある場合の摂動近似
　14.4　遷移確率（非定常的な場合の摂動近似）
　問題

15．量子力学の近似解法（II）（変分法）
　15.1　変分原理と変分法
　15.2　ヘリウム原子の電子状態（変分法）
　15.3　ハイトラー‐ロンドンの方法
　15.4　水素分子の電子状態（ハイトラー‐ロンドン法）
　問題

16．散乱の問題
　16.1　散乱断面積
　16.2　中心力場による散乱
　16.3　グリーン関数による解法
　問題

17．行列力学の基礎
　17.1　ディラックの表記法
　17.2　行列力学
　問題

18．さらに奥深く量子力学を学ぶために
　18.1　場の演算子
　　18.1.1　物理量の交換関係による定義
　　18.1.2　ボース粒子の生成・消滅演算子
　　18.1.3　フェルミ粒子の生成・消滅演算子
　18.2　生成・消滅演算子の応用例
　18.3　ボゴリューボフ変換
　問題

付録
　A.1　ハイゼンベルクの運動方程式
　A.2　水素原子の問題に現れる微分方程式
　　A.2.1　球面調和関数の固有値
　　A.2.2　動径シュレーディンガー方程式の解
　A.3　摂動論の例題
　　A.3.1　一様な電場中に置かれた水素原子（基底状態）
　　A.3.2　一様な電場中に置かれた水素原子（励起状態）

参考書
索引

著作者紹介

椎木一夫
しいきかずお
1947年東京都に生まれる。慶應義塾大学工学部卒業、慶應義塾大学大学院工学研究科修士課程修了。日立製作所中央研究所主任研究員、慶應義塾大学助教授・教授などを歴任。主な著書に『一生食いっぱぐれないための　エンジニアの仕事術』（光文社）、『エンジニアが30歳までに身につけておくべきこと』『シュレ猫と探索する量子力学の世界』（以上日本実業出版社）などがある。

（情報は初版刊行時のものから一部修正しています）