XI 1 . 序 目 物理をいかに学ぶか ー 1 まえがき ⅱ刪 なぜ量子力学を学ばねばならないか 1 1 1 1 1 ー 2 古典論の困難 ー 3 光の 2 重性 3 1 ー 4 電子の 2 重性 8 ー 5 不確定性原理リ ー 6 原子の定常状態と線スペクトル 第 1 章演習問題 19 2 シュレーディンガー方程式 3 1 次元問題 1 ーー束縛状態 第 2 章演習問題 41 2 巧シュレーディンガー方程式 2 ー 4 電子の 2 重性と波動方程式 2 ー 3 複素数 29 2 ー 2 弦の固有振動 26 2-1 弦を伝わる横波の波動方程式 23 36 ー 1 1 次元問題のシュレーディンガー方程式 43 3 ー 2 無限に深い井戸型ポテンシャル 44 ー 3 井戸型ポテンシャル ( E < 協の場合 ) 47 -4 調和振動子” 3 3 3

目次 第 3 章演習問題 61 4 1 次元問題 2 ーー反射と透過・ X11 4 4 4 4-3 4 4 4 ー 4 デルタ関数 78 トンネル効果 71 ー 2 階段型ポテンシャルによる反射と透過 ー 1 1 次元の自由運動 65 67 ー 5 連続固有値の固有関数のデルタ関数規格化 ー 6 周期的境界条件と状態密度 84 第 4 章演習問題 86 ー 7 3 次元の自由粒子 85 80 5 中心ポテンシャルの中の電子 球座標での 3 次元問題 5 5 5 5 6 物理量と期待値 ー 5 交換関係リ。 ー 4 関数空間と物理量の行列表現 6 ー 3 工ルミート演算子 124 ー 2 物理量と期待値 ー 1 物理量と演算子 119 6 6 6 6 6 第 6 章演習問題リ 9 136 6-7 プラとケット ー 6 振動量子の生成消滅演算子 5-1 球座標でのシュレーディンガー方程式 91 ー 2 球面調和関数 95 ー 3 軌道角運動量演算子 98 ー 4 動径方向の波動方程式 5 巧水素原子 5 ー 6 3 次元の井戸型ポテンシャル ワ磁場の中の電子 ( 1 ) 第 5 章演習問題 114 100 102 108 126 ・ 91 ・ 1 19

次 / 角運動量 7 ー 1 スピン 143 ー 2 電子のスピン角運動量演算子 S と固有関数 目 14 ラ 7 7 7 7 7 た 3 スピンの回転巧。 ー 4 磁場の中の電子 ( 2 ) ー 5 角運動量演算子の交換関係巧 6 ー 6 角運動量演算子の表現行列と固有値 1 5 2 第 7 章演習問題 168 -8 スピン一軌道相互作用 167 7 ー 7 角運動量の合成 163 巧 8 8 多粒子系 8 ー 1 多粒子系のシュレーディンガー方程式と波動関数 8 ー 2 同種粒子 177 8 ー 3 独立粒子近似 第 8 章演習問題 187 9 近似解法 191 9 ー 4 時間に依存する摂動 2 。 3 9 ー 3 時間に依存しない摂動 195 9 ー 2 摂動論 193 9 ー 1 代数的方法と 2 準位近似 9 巧変分法 2 。 9 第 9 章演習問題 2 1 1 10 散乱 10 ー 1 散乱断面積ラ 10 ー 2 ボルン近似 2 2 0 10 ー 3 部分波展開と位相のずれ 第 10 章演習問題 X111 ・ 143 ・ 173 ・ 2 巧 ・ 191 173 226

X IV 目次 1 1 光の放射 1 1 ー 1 光子の生成演算子と消滅演算子 2 1 1 ー 2 演算子としてのべクトル・ポテンシャル 11 -3 原子の自発放射 238 11 ー 4 レーザー 238 第 11 章演習問題 241 さらに勉強するために 問および演習問題略解・ 索引・ 行列力学と波動力学 2 面神 , 2 重人格 《 Coffee ん》 236 ・ 245 ・ 247 ・ 259 古典力学的世界観と 量子力学的世界観 ナノの世界 ールス・ポーア シュレーディンガーの猫 メビウスの環 ・ 23 3 2 1 42 171 141 1 17 ポースーアインシュタイン凝縮 189 アハラノフーボーム効果 ファインマンの経路積分量子化 装丁・間村俊一 EPR のパラドックス 法 213 242 2

259 94 ア行 アインシュタイン 5 アハラノフ - ポーム効果 昇降ーー 生成ーーー 索 213 引 〕基ノこ、ポテンシャノレ 力行 位相速度 位相のずれ 位置演算子 1 次演算子 1 次独立 35 227 37 127 126 井戸型ポテンシャル 47 階段型ポテンシャル 角運動量 143 角運動量の合成 163 角振動数 34 確率振幅 12 , 136 確率の流れの密度 66 , 138 確率の保存 126 67 3 次元の 無限に深い 108 44 確率密度 ガーマー 11 , 66 , 138 12 EPR のパラドックス 242 運動量演算子 34 永年方程式 200 江崎玲於奈 76 , 89 工ノレミ 工ノレミ 工ノレミ 演算子 位置ーー 運動量 軌道角運動量 工ノレミ 消滅 エネルギー準位 127 37 34 , 119 ート多項式 ート共役 ート演算子 16 124 124 59 98 124 完全系 28 完全性条件 130 規格化条件 28 , 38 , 39 球調和関数 114 球座標 91 軌道量子数 99 軌道確率密度 107 軌道角運動量演算子 基底状態 17 , 46 基底 128 期待値 122 基準振動 27 98 34 球ノイマン関数 159 , 169 136 , 234 スピン角運動量 136 , 234 / 、ミノレトン 両立する 145 37 132 球ハンケル関数 球べッセル関数 球面調和関数 行列力学 42 偶然縮退 105 クレー ッヒーベニ 109 110 109 95 ・ポテンシャノレ

260 87 索 引 クレプシューゴルダン係数 クーロン散乱 222 群速度 36 形状因子 224 , 230 経路積分量子化法 230 ケット ( べクトル ) 136 166 51 自発放射 238 磁場の中の電子 自由運動 65 周期的境界条件 自由電子模型 自由粒子 85 縮退 55 , 123 シュタルク効果 111 , 152 84 186 201 交換関係 130 , 156 交換子 130 交換積分 184 交換相互作用 184 剛体球ポテンシャル シュテノレン一ゲノレラッノ、の実験 主量子数 101 , 105 144 シュレーディンガ の猫 140 37 , 42 光電効果 固有関数 同時一一 4 34 132 228 143 , 152 66 シュレーディンガー方程式 37 固有磁気モーメント 固有状態 34 固有振動 ( 数 ) 27 固有値 34 34 6 47 6 222 112 磁気モーメント 磁気共鳴吸収 156 離散的エネルギー 離散的ーー 連続エネルギー 固有値方程式 コンプトン散乱 最小波束 82 散乱 215 クローン コンプトン ラザフォードの一一一公式 散乱振幅 218 0 因子 153 時間に依存しない 時間に依存する 昇降演算子 159 , 169 状態 11 , 123 の収縮 123 128 べクトル 密度 88 , 207 消滅演算子 136 , 234 真空 235 人工超格子 89 水素原子 102 水素類似原子 114 143 , 144 147 スカラー・ポテンシャノレ スピン スピノル 1 重項 167 , 179 39 39 111 222 ー一角運動量演算子 145 3 重項 167 , 179 と波動関数の対称性の関係 固有ーー 磁気量子数 143 , 152 99 , 113 の回転 150 の歳差運動 154 の波動関数の 2 価性 量子数 146 178 151 , 169

複合粒子の 180 スピン一軌道相互作用 167 スレーターの行列式 183 正規直交完全系 ( 性 ) 28 , 125 正規直交系 28 正常ゼーマン効果 113 261 同時固有関数 132 同種粒子 177 特性 X 線 182 独立粒子近似 181 ド・プロイ ーーー波長 トンネル効果 内積 126 42 12 71 生成演算子 136 , 234 194 摂動 ( 論 ) 時間に依存しない 時間に依存する 零点エネルギー 線スペクトル 全断面積 220 47 16 195 203 走査型トンネル電子顕微鏡 (STM) 束縛状態 タ行 多粒子系 76 53 173 2 重性 4 , 8 2 準位近似 191 2 粒子系 175 42 ハイゼンベルク の不確定性関係 14 , 130 148 波束 35 , 81 波数 34 パウリの排他原理 178 パウリ行列 中心、ポテンシャノレ 中性子干渉計 86 超関数 79 超伝導 189 超流動 189 調和振動子 56 調和振動子ポテンシャル 最小 82 56 3 次元の 115 直接積分 184 定常状態 16 定常波 26 デイラック デビソン 12 デルタ関数 78 ーーー規格化 81 電気 2 重極放射 239 電子殼 181 動径方程式 93 78 波動関数 11 の収縮 123 , 242 波動方程式 24 波動力学 42 ハートリー近似 ハートリーーフォック近似 ハミルトニアン 36 ー 37 ハミルトン演算子 37 55 , 98 ノヾリティ 光の放射 233 非摂動的過程 203 微分断面積 219 129 , 148 , 158 表現行列 128 ヒルベルト空間 181 88 183

186 不確定性原理 14 不確定性関係 14 , 130 フェルミ粒子 ( フェルミオン ) フェルミの黄金律 207 , 209 262 ファインマン 230 フェノレミ・エネルギー フェルミ準位 186 マ・ヤ行 111 , 234 , ミリカン 誘導放射 5 238 178 188 湯川ポテンシャル ュニタリー変換 フ行 221 129 複合粒子のスピン 180 複素共役 30 複素数 29 部分波 226 展開 228 プラ ( べクトル ) フランク 19 フランクーヘルツの実験 プランク 4 ー一定数 4 フーリエ級数 27 フーリエ変換 81 閉殻 184 / クトノレ・ポテンシャノレ 236 19 ノ、ノレッ 変換関数 138 変分法 210 ポーア 117 磁子 113 半径 105 方位量子数 99 方向量子化 100 136 18 ラゲールの陪多項式 106 量子細線 89 量子 10 リツツの結合原理 16 離散的固有値 47 離散的エネルギー固有値 ランダウ準位 140 ラムザウワー効果 87 ラザフォードの散乱公式 量子数 軌道ーー 磁気ーー 主 スピン 方位一一 46 99 99 , 113 101 , 105 146 99 量子電磁気学 233 量子箱 89 両立する演算子 132 ルジャンドル多項式 96 ルジャンドルの陪多項式 ルビー・レーザー 241 47 零点エネルギー 励起状態 17 , 46 222 51 96 ポースーアインシュタイン凝縮 ポース粒子 ( ボソン ) 保存則 139 ポルン 42 178 220 ーー近似 レーザー ルビー 240 240 連続エネルギー固有値 66

原康夫 1934 年神奈川県鎌倉に生まれる . 1957 年東京大学理学部物理学科 卒業 . カリフォルニア工科大学 , シカゴ大学 , プリンストン高等 学術研究所の研究員 , 東京教育大学理学部助教授 , 筑波大学物理 学系教授を歴任 . 筑波大学名誉教授 . 1978 年仁科記念賞受賞 . 理 学博士 . 専攻 , 素粒子論 . 主な著書 : 「電磁気学入門』「物理学基礎』「物理学通論 I , Ⅱ』『物理 学』 ( 以上 , 学術図書出版社 ) , 「力学』 ( 東京教学社 ) , 「素粒子』 ( 朝倉書店 ) , 「量子の不思議』 ( 中央公論社 ) , 『量子色力学とは何 か』 ( 丸善 ) , 「トップクオーク最前線』 ( 日本放送出版協会 ) , その他 . 発行所 発行者 著者 量子力学 印刷・三秀舎カバー・半七印刷製本・牧製本 http://www.iwanami.co.jp/ 電話案内 03 ー 5210 ー 4000 〒 101 ー繝 2 東京都千代田区ーツ橋 2 ー 5 ー 5 株式会社岩波書店 山口昭男 原康夫 はらやすお 2006 年 6 月 15 日第 14 刷発行 1994 年 6 月 6 日第 1 刷発行 岩波基礎物理シリーズ 5 ◎ Yasuo Hara 1994 ISBN4 ー 00 ー 007925 ー 5 Printed in Japan 囮く日本複写権センター委託出版物 > 本書の無断複写は , 著作 権法上での例外を除き , 禁じられています . 本書からの複写 は , 日本複写権センター ( 03 ー 3401 ー 2382 ) の許諾を得て下さい .

学びやす〈信頼できる ! 岩波基礎物理シリーズ 全 10 巻 長岡洋介・原康夫編 1 力学・解析力学阿部龍蔵著 222 頁 2730 円 A 5 判・上製・カバー 力学の初歩から解析力学までを , この 1 冊で明快かっコンパクトに 解説 . 現代物理学とのつながりにも , 新鮮な工夫を凝らした . 2 連続体の力学巽友正著 352 頁 3780 円 弾性体 , 流体の基礎概念からソリトン , カオスなど最新の話題まで を , 具体的イメージを大切にしつつ数学的厳密さを失わずに解説 . 3 電磁気学川村清著 260 頁 3150 円 基礎法則から正準理論までを , 一貫して明快に解説する . とくにマ クスウェル方程式と電磁波の性質の理解にポイントをおいて構成 . 4 物質の電磁気学中山正敏著 318 頁 3885 円 物質は多彩な電磁気現象の舞台である . 物質の電磁気的 , 光学的性 質を整理して述べ , 電磁気学と物質の理解を深めることをめざす . 5 量子力学原康夫著 280 頁 3465 円 ミクロな世界の典型的な現象の例を通して量子力学をわかりやすく 解説 . ごく自然に数式が理解でき , 物理的意味の把握ができる . 6 物質の量子力学岡崎誠著 274 頁 3150 円 原子 , 分子 , 結晶など相互作用する多体系の性質を量子力学のさま ざまな近似理論で解明 . 物質の示す豊かな性質が深く理解できる . 7 統計力学長岡洋介著 328 頁 3360 円 統計力学の考え方を , 古典統計 , 量子統計の両面から平易に解説し , 物質のもっ多彩な性質を豊富な実例に基づいて生きいきと示す . 8 非平衡系の統計力学北原和夫著 296 頁 3885 円 ますます重要になってきた不可逆過程や非平衡系を扱う理論への新 しい入門書 . さまざまな非平衡系の豊かな内容を鮮やかに解説する . 9 相対性理論佐藤勝彦著 238 頁 3150 円 相対論は最も美しい物理理論である . それがいかにシンプルな原理 から構成されるかを明快に示し , 相対論的宇宙論の世界に案内する . 10 物理の数学薩摩順吉著 304 頁 3360 円 数学は物理を語る言葉である . 物理のさまざまな分野で使われる基 本的で重要な数学を , わかりやすく , ていねいに説明していく . 表示価格は定価 ( 消費税 5 % 込 ) です 2 開 6 年 5 月現在

戸田盛和・中嶋貞雄編 物理入門コース 広く理工系学生に役立つ一一理工系諸学科の学生が物理 全 1 0 巻 A 5 判上製 く読み進められるよう周到な配慮がなされている . おろした . 編集・レイアウトにも工夫をこらして , 楽し の物理学者が , 本質を徹底的にかみくだいて易しく書き 学の基礎を学ぶための理想的な教科書・参考書 . 第一線 力学 2 解析力学 電磁気学 I 電場と磁場・ 電磁気学Ⅱ変動する電磁場 5 量子力学 I 原子と量子 量子力学Ⅱ基本法則と応用・ 7 熱・統計力学 8 弾性体と流体 9 相対性理論 10 物理のための数学 6 4 3 1 戸田盛和著 258 頁 2625 円 ・・小出昭一郎著 192 頁 2415 円 長岡洋介著 長岡洋介著 中嶋貞雄著 中嶋貞雄著 ・戸田盛和著 ・恒藤敏彦著 中野董夫著 ・和達三樹著 230 頁 2625 円 148 頁 1995 円 230 頁 2520 円 240 頁 2625 円 232 頁 2520 円 264 頁 2730 円 234 頁 2730 円 288 頁 2835 円 岩波書店刊 表示価格は定価 ( 消費税 5 % 込 ) です 2 開 6 年 5 月現在

戸田盛和・中嶋貞雄編 物理入門コース / 演習 全 5 巻 A5 判上製 基礎学力が着実に向上する一一演習によって計算力を養 うとともに , 物理の基本概念を的確に把握し , 理解を深 めることを目的とするシリーズ . 難問や特殊な問題を避 け , 実力をつけるのに役立つ新鮮な問題を精選し , 全問 に詳しい解答を付した . このシリーズによって , 確実で 豊かな学力を身につけることができる . 1 例解力学演習 2 例解電磁気学演習 3 例解量子力学演習 戸田盛和 渡辺慎介著 長岡洋介 著 丹慶勝市 中嶋貞雄 著 吉岡大ニ郎 戸田盛和 4 例解熱・統計力学演習市村純著 5 例解物理数学演習・・・和達三樹著 岩波書店刊 表示価格は定価 ( 消費税 5 % 込 ) です 2 開 6 年 5 月現在 204 頁 2940 円 236 頁 2940 円 222 頁四 40 円 222 頁 2940 円 200 頁 2940 円