| 量子論の世界がわかる
目次 |
| はじめに |
| |
| 第1章 「量子の世界」とは？ |
| 1 |
量子論はミクロの世界における物質観 |
| 2 |
現代物理学を支える二本柱 |
| 3 |
ハイテクは量子論から生まれた |
| 4 |
宇宙の起源を解く鍵は量子論にある |
|
| |
| 第2章 量子概念はどのようにして形成されたか |
| 1 |
光とは何か？──その正体をめぐる歴史 |
| 2 |
溶鉱炉の中の鉄の温度を、光の色から知る方法 |
| 3 |
放射スペクトルのエネルギー |
| 4 |
エネルギー等分配則が破綻している |
| 5 |
プランクの放射公式の発見 |
| 6 |
エネルギーは小さな粒からできている |
| 7 |
光電効果という奇妙な現象 |
| 8 |
アインシュタインの登場──光量子仮説 |
| 9 |
光量子は仮説的粒子ではなくなった！──コンプトン効果 |
| 10 |
弾性振動に量子の考えを適用──アインシュタインの比熱の理論 |
| 11 |
トムソンと長岡の原子モデル |
|
12
|
ラザフォードの原子モデル |
| 13 |
原子が発するスペクトルは量子世界からのメッセージ |
| 14 |
ラザフォードモデルの矛盾 |
| 15 |
ボーアの原子構造の理論──古典物理学との決別 |
| 16 |
光の吸収と放出の機構 |
| 17 |
バルマー公式が導け、原子の大きさがわかる |
|
| |
| 第3章 「波動」と「粒子」の二重性 |
| 1 |
電子は波の性質をもつ──ド・ブロイの物質波の理論 |
| 2 |
ド・ブロイの仮説の正しさが実証される──電子線回折 |
| 3 |
電子顕微鏡の原理 |
| 4 |
ド・ブロイの物質波は、ボーアの量子条件の謎を解く |
| 5 |
電子の運動エネルギーが光子に変換される──連続Ｘ線の最短波長 |
| 6 |
波動と粒子の二重性を統合する鍵──ド・ブロイ＝アインシュタインの関係式 |
| 7 |
位置と運動量は、同時に厳密には測定できない──不確定性原理 |
| 8 |
最低エネルギーの状態でも、電子や場は激しく運動している──ゼロ点振動 |
| 9 |
二重性の矛盾を統合する哲学──ボーアの相補性原理 |
|
| |
| 第4章 量子力学 |
| 1 |
波動関数 |
| 2 |
定常波と波動関数の確率解釈 |
| 3 |
波動関数の規格化 |
| 4 |
シュレーディンガー方程式 |
| 5 |
固有値とエルミート演算子 |
| 6 |
固有関数と直交性、重ね合わせの原理 |
| 7 |
力学変数と期待値 |
| 8 |
ハイゼンベルクの運動方程式 |
| 9 |
粒子の量子化 |
| 10 |
波動場の量子化 |
| 11 |
シュレーディンガー表示とハイゼンベルク表示 |
| 12 |
量子力学のコペンハーゲン解釈 |
|
| |
| 第5章 量子力学の応用 |
| 1 |
調和振動子とゼロ点振動 |
| 2 |
水素原子の励起状態と電子のスピン |
| 3 |
ボース・アインシュタイン統計 |
| 4 |
ボース・アインシュタイン凝縮とマクロな波動関数 |
| 5 |
パウリの排他律 |
| 6 |
フェルミ・ディラック統計 |
| 7 |
周期律と原子内電子の配列 |
| 8 |
金属内の電子状態 |
| 9 |
半導体のフェルミ準位 |
|
| |
| 第6章 原子核・素粒子・宇宙 |
| 1 |
原子核のα崩壊 |
| 2 |
原子核の崩壊の法則 |
| 3 |
中性子と陽電子の発見 |
| 4 |
質量欠損と結合エネルギー |
| 5 |
原子核反応と核エネルギー |
| 6 |
湯川理論と中間子 |
| 7 |
ニュートリノ |
| 8 |
大統一理論 |
| 9 |
量子宇宙論 |
|
| |
| 第7章 物性論 |
| 1 |
固体の比熱、デバイの理論 |
| 2 |
金属の比熱 |
| 3 |
金属の帯構造と電気伝導 |
| 4 |
強磁性体 |
| 5 |
超伝導と磁束の量子 |
| 6 |
エサキ・ダイオード |
| 7 |
超流動 |
| 8 |
有機超伝導 |
|
| |
| おわりに |
| 索引 |
| 参考文献 |