2016年 理工学部 シラバス - 物理学科
設置情報
| 科目名 | 光学 | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 物理学科 | 学年 | 2年 |
| 担当者 | 根來 均 | 履修期 | 後期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 火曜2 |
| 校舎 | 駿河台 | 時間割CD | M22N |
| クラス | 2年生以上 | ||
概要
| 学修到達目標 | 光（電磁波）の基本原理を修得し、多くの自然現象や光学機器の原理を理解する。高校での光学の知識を大学での電磁気学や原子物理学等の知識を用いてより深く理解する。 |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
講義 |
| 履修条件 | 電磁気学および物理数学の基礎知識 |
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準備学習（予習・ 復習等）の内容 |
電磁気学および物理数学の復習、および高校で学ぶ程度の原子物理学の復習。 |
授業計画
| 第1回 | [波動光学の基礎] Maxwell 方程式の復習を行う。 |
|---|---|
| 第2回 | [電磁波の特性と伝搬] Maxwell 方程式から導きだされる波動方程式から、平面波、球面波等の場合をとりあげ、光の波としての性質を理解する。 |
| 第3回 | [電磁波の種類] 電波からガンマ線まで、光の量子性を含め、様々な電磁波の特徴を説明する。 |
| 第4回 | [電磁波スペクトル] 再び波の性質に戻り、波の重ね合わせ、位相速度、群速度の定義と意味を学習し、電場の変化と発生する光の周波数の関係をフーリエ変換を用いて説明する。 |
| 第5回 | [反射と透過 I] フェルマーの原理、ホイヘンスの原理、スネルの法則など光の進行と反射の基本について説明する。 |
| 第6回 | [反射と透過 II] Maxwell 方程式を用いて、反射と透過の問題をさらに掘り下げ、ポインティングベクトル、反射率、透過率を計算する。 |
| 第7回 | [反射と透過 II]（反射率等の続き） |
| 第8回 | [反射と透過 III] II で出てきた結果から、全反射、ブリュースター（偏光）角等、特異な角度とその物理的特性について理解する。 |
| 第9回 | 小試験とその解説 |
| 第10回 | [散乱と吸収 I] 散乱と吸収のプロセスについて、双極子放射など微視的（ミクロ）な視点から説明する。 |
| 第11回 | [散乱と吸収 II] 散乱と吸収の扱いについて、光学的厚さなど巨視的（マクロ）な視点から説明する。 |
| 第12回 | [放射 I] 連続光が放射される物理プロセスと、黒体放射の特徴を説明する。 |
| 第13回 | [放射 I]（黒体放射の特徴の続き） |
| 第14回 | [放射 II] 輝線についてその物理プロセスと、特徴を説明する。 |
| 第15回 | 平常試験とその解説 |
その他
| 教科書 |
開講とともに指定する場合があります。
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| 参考書 |
大津元一・田所利康 『光学入門 ー光の性質を知ろうー』 朝倉書店 2008年 第1版
M.ボルン, E.ウォルフ（草川徹訳） 『光学の原理I,II,III』 東海大学出版 第7版
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| 成績評価の方法 及び基準 |
基本的に、第15週の平常試験の結果で評価する。 ただし、平常試験または期末試験を予定しているが、講義室の空き状況により正確な実施は未定であり、平常試験が期末試験へ、期末試験が平常試験へ変更の可能性がある。授業でアナウンスを行う。 |
| 質問への対応 | 授業中の質問歓迎 |
| 研究室又は 連絡先 |
negoro.hitoshi@nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー |
火曜 駿河台 14:00 ～ 15:00
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| 学生への メッセージ |
光は非常に身近なものですので、その性質を理解して自然や機械装置への理解を深めてください。 |