量子論

はじめに

   電子は粒子性と波動性を合わせもつといわれる．常識では考え難いこの二重性 を理解するために，光に対するヤングの実験に相当する実験を電子に対して 行へば，どのようになるかをシミュレーションによって調べる． 電子を同じ条件で電子源から１個づつ発射し，それらを蛍光面で観測する．  さて，電子の波動性とは？　粒子性とは？
   電子や原子，分子などのミクロな対象の状態は波動関数で表される．そして，波動関数 は量子力学の基本法則であるシュレーディンガー方程式に従って時間的空間的に変化する． ここでは，外から力を受けない自由電子の波動関数の時間的空間的変化のシミュレーションを， 代表的な２つの場合，すなわち，平面波と波束の場合について行い，結果を動画で表示する． 続いて，極めて量子論的な現象であるトンネル効果をシミュレーションを通して学ぶ． これらも動画で表示されているので，透過や反射の現象をイメージで把握することができる．
   このプログラムでのシミュレーションとその動画は，科学技術計算の 統合ソフトウェア Mathematica (Wolfram Research) を使って作成した．