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目次

  • 1.“逆さ量子力学史”と電子物性工学
    • 1.1 量子情報工学−量子力学が開く未来のIT
    • 談話室 坂本竜馬の開眼−量子力学の“難解さ克服”へのヒント
    • 1.2 電子物性工学の最前線
    • 1.3 量子力学のルーツ
    • 本章のまとめ
    • 理解度の確認
  • 2.光から生まれた量子力学
    • 2.1 光に関する謎−量子力学誕生のきっかけ
    • 2.2 ハミルトンの光学理論から生まれた物質波と波動方程式
    • 談話室 科学理論の先駆と模倣
    • 談話室 「科学的真理発見」における“ひらめき”と自然科学の本質
    • 本章のまとめ
    • 理解度の確認
  • 3.量子力学の基本原理
    • 3.1 確率波の解釈
    • 3.2 不確定性原理
    • 談話室 ハイゼンベルクの不確定性原理を超えた日本人
    • 3.3 古典的因果律の破綻
    • 3.4 量子力学の要請−状態・物理量・測定値
    • 談話室 虚数と自然科学
    • 本章のまとめ
    • 理解度の確認
  • 4.定常状態と井戸型/凸型ポテンシャル
    • 4.1 定常状態の波動関数と波動方程式
    • 4.2 一次元自由粒子
    • 4.3 一次元井戸型ポテンシャル中の粒子
    • 4.4 凸型ポテンシャル障壁とトンネル効果
    • 4.5 三次元自由粒子と井戸型ポテンシャル問題
    • 本章のまとめ
    • 理解度の確認
  • 5.演算子の性質とその応用
    • 5.1 演算子の線形性と重ね合わせの原理/波束の収縮
    • 5.2 演算子の交換関係と不確定性原理
    • 談話室 知の限界
    • 本章のまとめ
    • 理解度の確認
  • 6.水素原子と軌道角運動量
    • 6.1 波動方程式の解法
    • 6.2 動径関数と電子雲の広がり
    • 6.3 角運動量と空間の量子化
    • 6.4 電子雲の方向依存性
    • 本章のまとめ
    • 理解度の確認
  • 7.スピン角運動量と電子配置
    • 7.1 軌道磁気モーメント
    • 7.2 スピン磁気モーメント
    • 7.3 パウリの原理と電子配置
    • 本章のまとめ
    • 理解度の確認
  • 8.観測問題と量子情報工学
    • 8.1 「量子力学の観測問題」今昔
    • 談話室 アインシュタインとボーア:論争と友清
    • 談話室 “オッカムのかみそり”と多世界
    • 8.2 “情報”と量子力学
    • 談話室 アリストテレスの謎と量子力学
    • 本章のまとめ
    • 理解度の確認
  • 付録
    • 1.フェルマーの原理と蜃気楼
    • 2.ハミルトンの原理とハミルトン・ヤコビの方程式
    • 3.近接場光の応用
    • 4.エルミート演算子・完全直交系と演算子の行列表示
    • 5.スピン測定と不確定性原理