量子力学 III 磁性入門

出版社： 飛翔舎
著者：
発行日： 2024-10-29
分野： その他  >  一般
ISBN： 9784910879161
電子書籍版： 2024-10-29 （第1刷）
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2,860 円(税込)

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商品紹介

「波動力学入門」に続く第3弾。量子力学の角運動量演算子という手法をもとに、人類は古典力学を参考にしながら、電子軌道にともなう磁性の解明に成功する。しかし、説明のできない発光スペクトルの異常分裂に出会い、ついに、電子スピンという第4の自由度にたどりつく。その結果、スペクトルの複雑な分裂構造である異常ゼーマン効果の説明にも成功する。これによってすべての磁性現象が解明されることになる。さらに、演算子と固有値という量子力学的アプローチが、磁性においても正しかったことを証明するものであった。

目次

  • 表紙
  • はじめに
  • もくじ
  • 第1章 物理量と演算子
  • 1.1. 磁性
  • 1.1.1. 電流と磁場
  • 1.1.2. 円電流
  • 1.2. 量子力学的アプローチ
  • 1.3. 演算子とは
  • 1.3.1. 線形演算子
  • 1.3.2. 交換子
  • 1.3.3. 逆演算子
  • 1.3.4. 固有関数と固有値
  • 1.4. 量子力学における演算子
  • 1.4.1. 運動量演算子
  • 1.4.2. 位置演算子
  • 1.4.3. 交換関係
  • 1.4.4. ハミルトニアン
  • 1.5. 固有値と期待値
  • 1.5.1. 固有値と内積
  • 1.5.2. 期待値
  • 1.6. 磁性に対応した演算子
  • 第2章 角運動量演算子
  • 2.1. 角運動量とは
  • 2.2. 量子力学における角運動量演算子
  • 2.3. | L→ | 2に対応した演算子
  • 2.4. 極座標表示
  • 2.5. 角運動量演算子L^zの固有関数
  • 2.6. 演算子L^2の極座標表示
  • 2.7. 演算子L^2の固有値
  • 2.8. ゼーマン分裂
  • 2.9. 昇降演算子
  • 2.10. 演算子の行列表示
  • 2.11. まとめ
  • 第3章 スピン
  • 3.1. 電子の自転とスピン
  • 3.1.1. 奇妙な現象
  • 3.1.2. 新たな電子の自由度
  • 3.2. スピン角運動量
  • 3.3. スピン座標
  • 3.4. ベクトル表示
  • 3.4.1. 演算子と行列
  • 3.4.2. スピンの昇降演算子
  • 3.4.3. 直交座標の演算子の導出
  • 3.5. スピン角運動量の期待値
  • 3.6. スピンによるゼーマン効果
  • 3.7. まとめ
  • 補遺3-1 パウリ行列
  • A3.1. パウリ行列の性質
  • A3.2. ディラック行列
  • 第4章 スピン軌道相互作用
  • 4.1. Na原子のD線の分裂
  • 4.2. 角運動量の合成
  • 4.3. 相互作用演算子
  • 4.4. 昇降演算子
  • 4.5. 演算子L^・s^の作用
  • 4.6. Na原子のD線分裂 - 謎の解明
  • 4.7. 演算子J^2
  • 4.8. 演算子J^z
  • 4.9. 合成角運動量の昇降演算子
  • 4.10. まとめ
  • 第5章 異常ゼーマン効果
  • 5.1. 固有関数と縮重
  • 5.2. 外部磁場による付加項
  • 5.3. 固有値 ( 1 / 2 ) h2に属する波動関数の変化
  • 5.3.1. 固有関数の変化
  • 5.3.2. 固有関数ではない場合
  • 5.4. 固有値 - h2に属する波動関数
  • 5.5. 固有値が異なる波動関数の混合
  • 5.5.1. 波動関数Ψ - 1 / 2とχ - 1 / 2の場合
  • 5.5.2. 波動関数Ψ + 1 / 2とχ + 1 / 2の場合
  • 5.6. 磁場に関する演算子
  • 5.6.1. 波動関数Ψ - 1 / 2とχ - 1 / 2
  • 5.6.2. 外部磁場がない場合
  • 5.6.3. 外部磁場が大きい場合
  • 5.6.4. Ψ - 1 / 2とχ - 1 / 2の中間状態
  • 5.6.5. 波動関数Ψ + 1 / 2とχ + 1 / 2
  • 5.6.6. Ψ + 1 / 2とχ + 1 / 2の中間状態
  • 5.7. 異常ゼーマン効果
  • 5.8. パウリの排他律
  • 第6章 交換相互作用
  • 6.1. 2電子系のシュレーディンガー方程式
  • 6.2. 反対称波動関数
  • 6.3. クーロン相互作用
  • 6.3.1. 電子間相互作用
  • 6.3.2. クーロン積分
  • 6.3.3. 交換積分
  • 6.3.4. 2電子系のエネルギー
  • 6.4. 2電子系のスピン状態
  • 6.4.1. 対称と反対称波動関数
  • 6.4.2. 合成スピン角運動量
  • 6.4.3. スピン - スピン相互作用
  • 6.4.4. 合成スピン角運動量絶対値の2乗
  • 6.5. スピンを含む2電子波動関数
  • 6.6. 交換相互作用と強磁性
  • 6.7. 2電子系のエネルギー
  • おわりに
  • 奥付

書評

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