ミクロの世界を支配している物理法則を理解するために必要なのが「量子力学」です。
量子力学は、私たちの日常生活では起こりえないと思えることでもある確率で発生することもあるのです。
古典力学では乗り越えられないはずのポテンシャル障壁を粒子があたかも障壁にあいたトンエルを抜けたかのように通過する効果があります。
これはトンネル効果と呼ばれています。
また、素粒子物理学ではミクロの世界の現象を扱うため、量子力学なしでは語ることができません。
さらに、物性物理の応用である、ダイオードやトランジスタ、走査型トンネル顕微鏡などに実用化されているばかりでなく、恒星内の核融合や星間雲における宇宙化学の現象を説明するときにも、トンネル効果での説明が必要になるのです。
このように、量子力学は工学系の応用だけでなく、宇宙系などの自然現象を理解する上でも欠かせない項目になっているのです。
今回は、量子力学の演習書について紹介いたします。
量子力学の基本の演習書
量子力学には、独特の演算表現が出てきます。
慣れてしまえば、「なるほど」と思えるのですが、そこにたどり着くまでにはある程度の演習が必要になります。
テキストには問題もついていますが、略解しかない場合も多く、自習用として使うのにはあまり向いていないものが多いのです。
そこで、基本問題から標準問題レベルまでをカバーするのに適しているのが「演習しよう量子力学」です。
このテキストに収録されている演習問題は、物性物理学や素粒子物理学などの量子力学を使う物理学を学んだ際にも有効な問題が多く収録されています。
また、計算過程も丁寧に書かれているので、解けなかった問題を自分で学習することも可能です。
問題も
- 基本問題
- A問題
- B問題
- C問題
と難易度別に別れていることで、自分の学習レベルにあった問題に着手できるよう配慮されています。
そういった面で、基本的な問題を演習するのに「演習しよう量子力学」はおすすめです。
ただし、誤植が多いので、演習をする前に正誤表を用意しましょう。
正誤表については、以下の公式サポートページでダウンロードすることができます。
また、問題の難しいC問題の誤植は、手こずるかもしれません。
問題の難しいC問題レベルは、後述するテキストの演習問題で学習するといいでしょう。
演習書としても使えるテキスト
量子力学の所でも紹介したテキストです。
テキストですが、随所に演習問題があるため、問題集としても使うことができます。
ただ、掲載レベルがやや高いので、いきなりこのテキストの演習をするのはおすすめできません。
量子力学の基礎を学習した後、チャレンジすべきテキストです。
量子力学を理解するためには数学的な要素もある程度理解する必要があるため、本書は数学的な要素が多い印象を受けるかもしれません。
量子力学をこのレベルまで理解しなくてもいいと思うかもしれませんが、大学院に入ってから量子力学のことを学び直す時間はありません。
初学で「量子力学I、II」のテキストで学ぶのは難しいと感じるかもしれませんので、別のテキストで学んだ後、「量子力学I、II」にチャレンジしましょう。
「量子力学I、II」の演習問題で訓練することで、数学的な力もついてくるので、後々の大きな自信につながることでしょう。
