情報系の物理学講義資料

第1回 量子力学とは

初回はスライドと動画を使って量子力学の概論を講義しました。ショックを与えられれば成功という感じでしたが、どうでしたでしょうか。

講義に使ったスライド(pdf, Maple)

第2回 フーリエ級数

今回はフーリエ級数について、拙著「フーリエ解析」(岩波書店)第1章の中から講義しました。

尚、できればTexでレポートを書いてください(Texでのレポートの例)。Texでレポートを書くためのリテラシは追って詳細に説明します。

Mathematicaの使用は義務ではありません。学生などアカデミックユースにはフリーの数式処理言語としてはmupadがあります。また、非常に優れた数値処理言語としてScilabがあります。これらも含めて、グラフィックス用のツールは沢山あります。それらについても、近く紹介します。

Mathematicaで作成されたレポートの例を示します。(例1例2 )

第3回 拡散方程式

第2回と同じ書籍から、第5章5-3拡散方程式を講義しました。

レポートの例を紹介します(Pdf化に苦労している話) 。Pdf化に関しては次のwebが参考になります。また、このwebは量子計算、量子誤り符号についても大変参考になります。更に別の、GhostScriptによるPdf化の説明をしたweb

また、gifアニメーションを作った例(gifファイル)も掲載します。

また、Mathematicaのノートブックによるレポートのも示しておきます。

第4回 波動方程式

第3回と同じ書籍から波動方程式を講義しました。(質問があったので参考のため載せておきます。質問回答)

レポートの例を示します(Javaの動画, Mathmaticaで計算した ,別の解法の)。

レポートの例の第2段です。(tex(pdf), gifアニメーション, Mathmaticaで計算した例2(pdf))

第5回 シュレーディンガー方程式

いよいよ、量子力学の基礎方程式であるシュレーディンガー方程式を解きます。今日は箱型ポテンシャルの中の粒子の運動です。やはり、フーリエの方法が活躍します。

レポートの例(nb形式)。もう一例(pdf)

良いレポートの例(例1(pdf),例2(pdf))

Java(岡宏充君のレポート)

見てほしいレポート

第6回 ニュートンの万有引力の法則はいかにして発見されたか

今回は補講です。11月13日(月) 1限(9:00-10:30) 52-103教室で補講しました。拙著「微積分とモデリングの数理」(朝倉書店)にそって講義します。ニュートンの議論がいかに現代からみると神秘的かを講義してみたいと思います。今回はレポートはありませんでした。第7回で出題します。

第7回 ニュートンの万有引力の法則はいかにして発見されたか(承前)

第6回を前座として、いよいよ、逆2乗則の引力の下で、惑星の軌道が楕円になることを示したニュートンの証明を追跡します。微分方程式が出てこないので驚くことでしょう。この証明の中に補題として現れる古代ギリシャ人の示した楕円に関する定理を証明できますか?

証明した例(tex,dvi,pdf)。別の証明yet another proof.もう一つ(html)。さらにもう一つ(pdf)。

第8回 テンソル積ベクトル空間

今回はテンソル積ベクトル空間について講義しました。量子コンピュータの状態を記述するために必要となる準備です。来週はいよいよ量子コンピュータについての議論に入ります。

レポートの例(pdf)。もう一つの例(pdf)。

第9回 量子コンピュータ(1)

今回は テンソル積ベクトル空間を終え,量子コンピュータの導入的な議論を行った。チューリング機械の話をしたが,チューリングについては次のサイトが参考になる

川畑史郎 氏(電総研)の物理関係web情報は、量子計算から、複雑系、カオス、ソリトンなど非常に充実したリンク集になっています(私のページへのリンクもありました)。少し、難しいですが、ここから、色々たどって読んでみると面白いと思います。また、同氏の量子計算機入門のohpも面白いです。もう、このohpが読めるようになっていますから、試しに読んでみてください。

第10回 量子コンピュータ(2)

年内は今回(12/6)が最後になります。今回は量子コンピュータの定義について議論しました。宿題は今回のは少し難しいですが,これで最後ですので頑張ってください。

大変良いレポート(pdf)

村松敦君のレポート(htm)

良いレポート(pdf)

加藤 仁徳 君のレポート(htm)

茂木隆太君のレポート(htm)

矢島 伸吾君のレポート(pdf 170k, ファントがbmpになっている)

河邊昌彦君のすごいレポート(pdf 220k) 非常によい,脱帽

仲沢 由香里さんのレポート

中村 好一君のレポート

草山 広丞 君のレポート

山名 淳司 君のレポート(htm)

三村 徹 君のレポート(pdf 22k)

第11回 ソリトン

Ferm-Pasta-Ulamの問題から始めて,ソリトンの導入の講義をしました。 今回は選択でレポートを出しました。すでに平均が自分の満足する点に到達していればレポートを提出しなくてもかまいません。今回からのレポートを出した人にはプラスアルファとしての点数をあげることにします。

山名淳司君のレポート

永田貴彦 君のレポート (Java の動画説明のpdfファイル)

牧野知仁 君のレポート (情報系の物理学 第8回レポートです。 本文及びプログラムはrepo8.lzhにLHA圧縮で入ってます。 soliton.exe アニメーションプログラム (以下、soliton.exeのソース) soliton.vbp VBプロジェクト、VBから開く時はこちら soliton.vbw VBプロジェクトワークスペース、 テキストだがテキストエディタで見ても無意味 soliton.frm VBフォームファイル、本文が入っているので テキストエディタでも読めなくもない アニメーションプログラムは、Visual Basic 6.0 SP3で制作したので Windows 95/98/NT4.0/2000(開発はWindows 2000、他は未確認) Visual Basic 6.0 Service Pack 3 Run-Time Library が必要です。 ランタイムライブラリが無い場合は御手数ですがVectorの Windows > ユーティリティ > ランタイムパッケージ等 http://www.vector.co.jp/vpack/filearea/win/util/runtime/ で入手して下さい。SP3というのが要注意です。 )

第12回 ソリトンII

固有値解法のQR法について,なぜその方法で行列の固有値が求められるかが,ソリトン系として解釈すれば自然にわかることを説明した。 このように,よいアルゴリズムの背後に可積分系の構造が潜んでいることが近年発見されつつある。

第13回 物理と数値解析

1月24日残念ながら,かぜで発熱のため,休講しました。 新しい試みとして,このページ に 1月24日の講義内容を資料として載せます(一気に書き上げるのは大変なので少しずつ書いていきます)。

2月3日分 数値解析の祖 ウイルキンソン

これを インターネット補講 としますので,読んでください。できれば感想なども寄せてください。


最終変更 2001/3/26

(c)大石進一 早稲田大学理工学部情報学科

このページのURIは http://www.oishi.info.waseda.ac.jp/~oishi/phy/phy.htm

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