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書籍詳細

電子情報通信レクチャーシリーズ B-11)

  基礎電子物性工学
- 量子力学の基本と応用 -

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阿部正紀 東工大名誉教授 工博 著

発行年月日:2008/05/07 , 判 型: B5,  ページ数:154頁

ISBN:978-4-339-01826-4,  定 価:2,916円 (本体2,700円+税)

量子力学の基本と,それがどのように電子材料や電子デバイスへ応用されているかをやさしく解説した。近年誕生した量子情報工学の基本を理解することを目指すとともに,量子力学の歩みから科学の本質も学べるよう工夫した。

「8.1.5 多世界解釈」に関する補足説明です

【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
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
   2.1.1 黒体放射とプランクのエネルギー量子仮説
   2.1.2 光電効果とアインシュタインの光量子説
   2.1.3 水素原子スペクトルとボーアの原子模型
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
   2.2.1 粒子と光の統合をめざしたハミルトン
   2.2.2 ド・ブロイ波の提案
談話室 科学理論の先駆と模倣
   2.2.3 シュレーディンガー方程式の導出
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
   3.1.1 回折現象と確率波
   3.1.2 確率波と観測問題
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
   4.3.1 無限に深い井戸型ポテンシャル
   4.3.2 有限の深さの井戸型ポテンシャル
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
   8.1.1 ノイマンの観測理論――意識が状態を収縮させる?
   8.1.2 シュレーディンガーの猫――観測が猫の生死を決定する?
   8.1.3 EPRパラドックス――自然は非局所的か?
談話室 アインシュタインとボーア:論争と友情
   8.1.4 ベルの定理とアスペの実験――遠隔相関と非局所性を実証
   8.1.5 多世界解釈
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
   8.2.1 量子消去――量子情報を消して過去を変える
   8.2.2 量子コンピュータと量子暗号通信
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

引用・参考文献
理解度の確認;解説
索引

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