1.固体電子工学と量子論 1 |
1.1 電子の古典的な扱いとその限界 1 |
1.2 量子論と電子素子 5 |
2.量子論的現象の発見 10 |
2.1 黒体放射とプランクの量子仮説 10 |
2.2 アインシュタインの光量子説 18 |
2.3 コンプトン効果 23 |
2.4 原子スペクトルとボーアの原子模型 26 |
2.5 ド・ブロイ波と電子線回折 34 |
2.6 確率波の解釈 37 |
2.7 不確定性原理と相補性 44 |
3.量子力学の骨組み 53 |
3.1 シュレーディンガーの波動方程式 53 |
3.2 状態・物理量・測定値 量子力学の要請 61 |
3.3 定常状態と1次元ポテンシャル問題の解法 66 |
4.演算子と固有関数 80 |
4.1 演算子の線形性 80 |
4.2 重ね合わせの原理 83 |
4.3 波動関数の内積 84 |
4.4 演算子のエルミート性 85 |
4.5 固有関数の完全直交性 89 |
5.測定の問題と波束 95 |
5.1 測定による波動関数の収縮 95 |
5.2 演算子の交換関係と不確定性原理の表現 97 |
5.3 運動の恒量 101 |
5.4 波束とエーレンフェストの定理 102 |
6.粒子の流れ,衝突問題,トンネル効果 112 |
6.1 確率の流れの密度 112 |
6.2 1次元の衝突問題 115 |
7.3次元井戸型ポテンシャルと調和振動子 128 |
7.1 井戸型ポテンシャル中の自由粒子 128 |
7.2 調和振動子 133 |
8.水素原子と角運動量 144 |
8.1 球対称ポテンシャルと角運動量 144 |
8.2 角運動量ベクトルと方向の量子化 150 |
8.3 水素原子の固有解 152 |
9.軌道およびスピン角運動量と磁気モーメント 164 |
9.1 軌道磁気モーメント 164 |
9.2 電子スピンの発見 169 |
9.3 スピン演算子とスピン関数 171 |
9.4 スピン軌道相互作用と全角運動量 174 |
10.行列を用いた計算法 182 |
10.1 演算子の行列表示 182 |
10.2 行列表示の例 184 |
10.3 波動関数のベクトル表示と行列の対角化 194 |
10.4 二つの行列の同時対角化 200 |
11.時間を含まない近似解法 205 |
11.1 時間に依存しない摂動法 205 |
11.2 変分法 214 |
11.3 WKB法 218 |
12.時間を含む摂動法と電磁波の吸収・放出 221 |
12.1 時間を含む摂動法 221 |
12.2 段型の摂動による遷移と不確性定原理 225 |
12.3 正弦振動する摂動と電気双極子遷移 228 |
12.4 誘導遷移と自発遷移 234 |
13.多粒子系と元素の周期律 242 |
13.1 多粒子系の波動方程式と波動関数 242 |
13.2 同種粒子を含む系の波動関数 244 |
13.3 スピンを含む多電子波動関数 247 |
13.4 ヘリウム原子の電子波動関数と交換相互作用 248 |
13.5 ハートリー近似法 252 |
13.6 電子配置と元素の周期律 254 |
13.7 多電子原子の角運動量とエネルギー準位 260 |
14.量子統計と自由電子論 267 |
14.1 統計力学の基礎 等確率の原理 267 |
14.2 粒子の統計分布 272 |
14.3 金属の自由電子論 279 |
14.4 エネルギー帯理論 286 |
14.5 結晶内電子の挙動と物質の電気的性質 293 |
付録 301 |
付録A 空洞内の電磁波の固有振動モードの分布 301 |
付録B マックスウェル・ボルツマンの分布則と,エネルギーの等分配則 304 |
付録C 波動関数の1次の微係数の連続性 304 |
付録D フーリエ解析 305 |
付録E エルミート多項式 308 |
付録F 角運動量演算子の交換関係 309 |
付録G 分布関数の導出 310 |
演習問題解答 313 |
索引 321 |