#0.1 物理化学　McQuarrie＆Simon問題演習ノートの各章へのリンクページ【この本の魅力についても語ります】

これから執筆していくノートが上がるたびにリンクをつけていきます
１５章まではやってみます
後述しますが本書は物理化学を量子力学から紐解いていく
ちょっと変わった構成の化学の教科書ですが、
高校生でも読める量子力学の入門書としてもよいと思っています。
量子化学ひいては量子力学の演習として自分の勉強記録にしたいので
これを続けてみます。
以下のリンクで教科書の問題の答え見ながら一緒に学んでいきましょう。
※もし僕が考え違いしてたら突っ込んでもらってもＯＫです

第一章　のノートリンク
#1.物理化学McQuarrie&Simon　第一章：量子論の夜明け｜ぱぱお@自然科学勉強中　例題12+演習44問
教科書の内容の最小限の要約と４４問の演習問題を解いています。
黒体輻射という概念からウィーンの変位則、ステファンボルツマンの法則など導き、遠くの星の温度や光の波長域を議論したり、物質波やボーアモデルを使って結構いろんなことを導きます
本書にはウィーンの変位則導くのに必要なζ関数（ゼータかんすう）の記述などが抜けているので僕の方で補充しています。
これきちんとやるというのも思ったより簡単でないしぜひ一度追いかけてみてください。僕にはフーリエ級数のよい復習になりました。

第二章　のノートのリンク
#2-(1).物理化学McQuarrie&Simon　第二章：古典的波動方程式　理論編｜ぱぱお@自然科学勉強中　例題4←

#2-(2).物理化学McQuarrie&Simon　第二章：古典的波動方程式　問題演習編｜ぱぱお@自然科学勉強中　演習21問

#2-(3).物理化学McQuarrie&Simon　第二章：古典的波動方程式　一階微分方程式についての補足｜ぱぱお@自然科学勉強中　これはマッカーリサイモンの内容が不十分な気がしたので手元の微分方程式の問題集からちょこちょこと問題拾って解き方をまとめてる補足資料
（だんだん成長させるので・・・まだ一階の常微分と偏微分（2変数定数係数）しか扱ってないですが　ゆくゆく二階の常微分も載せるつもり・・）　

二章の3篇はノートを見開き一杯にすると字が小さくて読みづらいなと思ったのと少しカラーなどいれて手書きなりにより読みやすくしたので画像３０枚を超えてしまい。(1)理論編（教科書本文要約）　と　(2)に問題編（演習問題）に分けました。演習問題は少なく、また高校出たばかりの人を想定してるのかかなり中途半端な内容かもしれません。（第一章を解ききったときほどの感動がない）後に補充問題を作って入れます。←（3）
ただ対称性とエネルギーの縮退の関係や束縛状態の準位は離散的であるということを強調する問題のセンスはのちのちのためなのかなと思わせます。

第三章　のノートリンク
#3.物理化学McQuarrie&Simon　第三章：シュレーディンガー方程式と箱の中の粒子｜ぱぱお@理科大好き！

ここでは定常的シュレーディンガー方程式がなんとなく導入されてる（あまり厳密でなくて、狐につままれたみたいに感じます）
問題はいろいろ解きます。二章の内容を繰り返す感じです
ハコの中の粒子・ハコが正方形だと基底は縮重する・π共役系のスペクトルなどが例で出てきます。
４章を読んだ後に思うのは3－4章まとめて、原理原則を語ってから問題演習にしてもらえれば読みやすかったのにという感想です。


　以下、自己紹介かねて一話目はこの本に惹かれ、勉強しようと思った理由を書いて行きます。
【自己紹介】
　一度大学と大学院の修士課程を卒業しています。
　工学部で物理学を勉強して、学部は工学なのですが、あまり実験もコンピュータもやりこまず物理学を中心に勉強して量子電気力学の散乱断面積求めるような卒論と、核物理の位相のずれを実験から解析するような修論を書いて学位をもらってます・・・が正直そんなに深くわからずに卒業し、なんとなくくすぶってます。企業の材料の研究室、ＩＴベンチャーを経由していまは製造業の業務コンサルをしてます。
　まだだいぶ先ですが会社辞めたら夜学で理学部入りなおしてもう一度学生やりたいなと思ってます。物理学を勉強しなおそうと安いので放送大学に科目履修で入りました。自然科学がどれも物理に関係あるように見えて興味が湧いて仕方ないです。ゆくゆくは物理の物性専攻したいので量子力学につながる勉強をいろいろしています

【McQuarrie＆Simon物理化学に惹かれた理由】
分厚くでデカい本です。物理化学というと熱力学からはじまってギブスのエネルギーで反応が起こるかどうかとか、反応速度論や活量の話がでてくるのが普通な気がします。
量子化学は別の教科書で語られることが多いのですがアメリカは量子化学を物理化学という教科書に含める本が多い。
この本はさらに変わってて化学熱力学より先に量子化学から始まります。
上巻も下巻も目次とかいれると700ぺージくらいあります
数学の補足章もたくさんあって「複素数」「行列式」「行列」などと
かなり易しい数学も一応初めてそこで覚える前提で必要な時に必要なだけ説明があります。その中には「群論」などもあります。

化学そのものの解説はとても具体的に描かれてて
水素原子→二原子分子→化学結合→分光学→核磁気共鳴→レーザー分光学・光化学と束縛状態の量子力学の使い方をとことん教えてくれるように思います。(実際に使いこなすという意味では理論を詰め込んだ物理学の専攻の学生より化学の学生の方が習熟してることが多い）

僕はそういう状態を目指してしっかり身に着けたいのでこの本の上巻だけちゃんとやろうと思っています。（ちなみに化学熱力学は放送大学に簡潔でそれなりに訓練になる科目があるのでそれを履修しようとは思います。熱力学に深入りしなくてもいいかなと思うので下巻はスルーするつもりです）
さて各章にものすごい数の問題が載ってます。

例えば第一章に例をとりみてみると簡単でよく似た問題をとにかく繰り返します。第一章だけを見る限り大学入試の問題より簡単に見えます。意欲がある高校生ならやり切れると思います。そして内容がとても面白いと思いました。12問の例題＋44問の問題があります。
・ウィーンの変位則というのを使って宇宙の星が出してる光（電磁波）の波長から星の表面温度を計算する問題
・太陽からくる光の波長みて、太陽中の水素原子はイオンではなくて、普通の原子として存在してることを示す問題。
・もしもほとんどがイオンだとしたら太陽光の光のピーク波長はいくつか？という架空の問題
・パイ中間子が仮想粒子として力の媒介などで現れて消えるならその寿命は何秒以下か？を計算する問題

などなどのサイエンスが掛け算と割り算で身に付きます。問題数が多いのでやってるうちに単位の変換など間違えなくなると思いますし、この法則からこんなことが言えるんだ・・・（それは昔、量子力学を勉強したときに名前だけ聞いて使ったことのない法則でした）とまずは自然界の不思議に触れられます。

大学受験があるのでそのままやり続けることはできないと思うけど
もしも高校生がこれをずっと続けると上巻の666ページやりきると量子化学はきちんと卒業できると思います。

大学でた大人が（あるいは時間がたっぷりある現役の物理や化学を志す学生が）本気で勉強すればとてもたくましい実力がつくと思います。

膨大な問題が載ってるけど、答えはこの本には載ってなくて別冊のソリューションマニュアルというのに丁寧に英語で書かれてます。

僕は図書館でソリューションマニュアルを借りて答え確認しながら日本語のノートを作っていくつもりです。誰かの参考になればいいし、似たようなことしてお互い励ましあえる仲間が増えるとうれしいのでnoteにアップしていこうと思います。