振動自己無撞着場(VSCF)法の理論的基礎と数値的実装:結合振動子系への変分アプローチ
2026-01-07
多原子分子の振動解析において、調和近似を超えて非調和性を取り扱うための標準的な手法である振動自己無撞着場(Vibrational Self-Consistent Field: VSCF)法について、その数学的導出から数値的実装の詳細、歴史的背景までを包括的に解説する。Bowmanらによる初期の結合振動子系への適用事例を踏まえ、平均場近似の物理的妥当性と限界についても論じる。
8385 words
|
42 minutes
量子論の黎明と発展:古典物理学の破綻から不確定性原理まで
2026-01-07
19世紀末の古典物理学が直面した黒体輻射をはじめとする諸問題から、プランクの量子仮説、アインシュタインによる光量子への展開、そしてボーアの原子模型を経て、ハイゼンベルグの不確定性原理に至るまでの量子論の形成過程を概観する。また、古典論と量子論の差異を視覚化するためのPythonコードによる数値計算例も提示する。
2819 words
|
14 minutes
多原子分子の量子化学:混成軌道からヒュッケル法へ
2026-01-07
物理化学シリーズ最終回。多原子分子の形状を決定する混成軌道とVSEPR理論、そして共役系を扱うヒュッケル法まで、現代化学の「形」と「安定性」の起源に迫る。
2643 words
|
13 minutes
シュレーディンガー方程式への架け橋:古典的波動方程式から基底関数へ
2026-01-07
量子力学を学ぶための準備として、古典的な「振動する弦」の挙動を記述する波動方程式の数学的構造を解説する。変数分離法による解法や基準モードの重ね合わせが、現代の量子化学計算における「基底関数系(平面波・ガウス型)」の設計思想や積分計算の効率化にどのように繋がっているかについても詳述する。
2489 words
|
12 minutes
量子力学の6つの仮説:計算化学を支える「文法」(厳密版)
2026-01-07
「系の状態は波動関数で決まる」「観測量は演算子の固有値である」といった量子力学の基礎的な仮説(公理)を、計算化学の実務的観点から厳密に整理。Koopmansの定理、基底関数の非直交性、TD-DFTの線形応答理論、UHF法におけるスピン汚染の数学的背景などを詳細に解説する。
2955 words
|
15 minutes
調和振動子と剛体回転子:分光学と計算化学をつなぐ2つのモデル
2026-01-07
量子力学の基礎モデルである「調和振動子」と「剛体回転子」について、フックの法則や換算質量といった基本概念から解説。計算化学の実務において、これらのモデルが振動数計算(Hessian)や熱力学補正、さらには基底関数の形状にどう深く関わっているかを紐解く。
2581 words
|
13 minutes
シュレーディンガー方程式と「箱の中の粒子」:計算化学の基礎モデル
2026-01-07
古典的な波の記述から、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へ。演算子、固有値問題、確率解釈といった基本概念を整理し、「箱の中の粒子」モデルを用いてエネルギーの量子化や縮退を解説する。さらに、この単純なモデルが計算化学における共役系分子の近似や基底関数の理解にどう繋がるかを紐解く。
2671 words
|
13 minutes
水素原子と多電子原子:厳密解から計算化学の近似手法へ
2026-01-07
水素原子のシュレーディンガー方程式の厳密解の意義と、ヘリウム原子で直面する「多体問題」の壁について解説。なぜ計算化学ではガウス関数やLCAO近似が必要なのか、その理論的背景を量子数や軌道の形状とともに紐解く。
2065 words
|
10 minutes
近似法の基礎:変分原理と摂動論から計算化学へ
2026-01-07
シュレーディンガー方程式が厳密に解けない多電子系に対し、計算化学はどのようにアプローチするのか。「変分法」と「摂動論」の基礎概念を整理し、変分原理が保証するエネルギーの上限性や、永年方程式の導出過程を解説する。
1999 words
|
10 minutes
多電子原子の量子化学:ヘリウムからハートリー・フォック法へ
2026-01-07
水素原子から多電子系へ。ヘリウム原子を題材に、変分法と摂動論がどのように機能するかを確認し、電子のスピン、パウリの排他原理、スレーター行列式といった現代計算化学の基礎概念を解説する。
2580 words
|
13 minutes
化学結合の量子論:二原子分子とLCAO-MO近似
2026-01-07
原子から分子へ。水素分子カチオン(H2+)を原点として、LCAO近似、結合性・反結合性軌道、そして酸素分子の常磁性まで、分子軌道法の基礎概念を網羅的に解説する。
2867 words
|
14 minutes
Windowsファイルシステム整合性検証ツール Chkdsk.exe の内部構造と障害回復プロセス
2026-01-07
Windowsにおけるファイルシステム(NTFS/ReFS/FAT)の論理的整合性を検証・修復する Chkdsk.exe について、マルチステージ解析のプロセス、ダーティビットの概念、および物理的不良セクタ検出のメカニズムを技術的に詳説する。
1173 words
|
6 minutes
Windows DiskPartユーティリティによるストレージ管理の技術的詳細と回復環境における運用
2026-01-07
Windows OSに標準搭載されるディスク管理ツール DiskPart.exe について、その操作体系、状態遷移モデル、および Windows Preinstallation Environment (WinPE) におけるブート領域修復などの実践的運用を、技術的観点から整理する。
1674 words
|
8 minutes
ONIOM法における多層ハイブリッド計算の一般化と展開:微分特性(ヘシアン・電気的特性)の算出に向けたリンク原子の新規取り扱い
2026-01-06
Dapprichらによる1999年の論文に基づき、巨大分子系に対する多層ハイブリッド計算法「ONIOM」の理論的枠組みとその実装について詳説する。特に、モデル系と実在系を繋ぐリンク原子の取り扱いを改良することで、エネルギーだけでなく構造最適化、振動解析、電気的特性の算出が可能になった点に焦点を当て、その数学的背景と適用事例を網羅的に解説する。
3778 words
|
19 minutes
【計算化学】自作pythonライブラリで遷移状態構造を求めてみる(バルバラン(bullvalene)のCope転位, NNP(UMA)使用)
2026-01-06
4768 words
|
24 minutes
【計算化学】自作pythonライブラリで遷移状態構造を求めてみる(2-bromopropaneとbromide ionが関わるSN2反応, NNP(UMA)使用)
2026-01-06
4614 words
|
23 minutes