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第一原理計算の理解には、なによりもはじめに量子力学の知識が必要?

kon********さん

2013/1/3007:29:07

第一原理計算の理解には、なによりもはじめに量子力学の知識が必要?

第一原理計算も量子力学も完全な素人なので、くだらない質問になっていたらすいません。

大学の研究室で、第一原理計算という手法で物質の状態を調べる事になりそうなのですが、私は量子力学がカリキュラムにない電気科の学生なのでたかだか電磁気学の知識しかなく、バント計算、ブリルアンゾーンなどという用語を聞いても何が何やらさっぱりといった具合です。
研究室の先生は入ってから勉強すればいいよと言ってくれますが、危機感を感じるので自分でちょっとは勉強したいと思っています。しかし、何を勉強したらいいのかもさっぱりわかりません。

この場合、量子力学を勉強するのが最も近道でしょうか?それとも、似たような名前の固体物理学という分野もあるようなのですが、こっちが正解でしょうか?あるいは、ケースバイケースで、どれを勉強しろとはひとくくりに言えないような分野なのでしょうか?
よかったらお力添えをお願いします。

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ベストアンサーに選ばれた回答

rei********さん

2013/1/3012:18:59

固体物理学は量子力学の応用分野であり、第一原理計算はそれをコンピュータを使ってやってしまおう、
というものです。
ですから、量子力学の知識は必須です。

他の方がおっしゃっているように、物理学科がやるようなレベルまでいってしまうと
ほとんど数学の話になってしまいます。
そこまでやる必要はありません。
ですが、どうせ研究室に入ったら実戦的な知識は教えてもらえる、
今は時間に余裕があり、自主的にやりたいと思っている状態なわけですよね。
それならば、一度、量子力学の教科書を最初から最後まで読んでみたらいかがでしょうか?

必要以上のことをやるのはムダに思えるかもしれませんが、やはり基礎が分かっている人は強いです。
周りにも差がつけられるかもしれませんよ。

質問した人からのコメント

2013/1/31 05:15:45

お二方とも、回答有り難うございます。
どちらの方にベストアンサーを差し上げようか非常に迷ったのですが、量子力学の応用的な分野として固体物理学がある(ということですよね?)とのことなので、2つの専門書を手にとって、量子力学の本を参照しながら、固体物理学を勉強したいと思います。
ありがとうございました。

ベストアンサー以外の回答

1〜1件/1件中

ryu********さん

2013/1/3009:17:01

第一原理が量子力学の応用であることは間違いありませんが、あなたの研究室の研究の目的は具体的なある物質の性質を理論的な側面からも検証しようとしているのだと思います。このときに、物理学で扱う量子力学の概念は必要でしょうが、本格的な量子力学の専門書を読んでおくことまでは必要でないと思います。量子力学の本ではたいてい波動方程式をルジャンドル関数などを使った偏微分方程式を解くことを中心に解説しており、かなり数学的です。
それよりも、固体物理学、古くからキッテルの「固体物理学入門」が有名ですが、こちらを読んでおいて、あなたのおっしゃるバンドの概念、ブリルアンゾーンなどの意味などの物理的イメージを作っておいた方が有益かと存じます。
なお、ほかに量子化学とよばれる分野があり、結合や触媒の働きなどを論じる場合は量子力学の近似概念を使って実際の研究対象に対処する方法もあります。

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