- 学部・研究科
Faculty/Graduate School - シ
- 時間割コード
Course Code - 62152
- 科目名
Course title
サブテーマ
Subtitle - 幾何光学
- 授業形態/単位
Term/Credits - クラス
Class -
- 秋/2
- 担任者名
Instructor - 山口 聡一朗
- 曜限
Day/Period - 火4
- 授業概要
Course Description
到達目標
Course Objectives -
授業種別 / Teaching Types
講義（対面型）
言語 / Language
日本語(Japanese)
授業概要 / Course Description
幾何光学は光線の概念を用いて光の伝播を調べる学問であり、光学機器を開発する際にとても重要な役割を果たします。本講義では、まず光の3法則（直進・反射・屈折）とフェルマーの原理を解説し、幾何光学の基本概念について学びます。次に、球面境界における屈折の式を導いて、最も基本的な薄肉レンズの公式を導出します。結像を調べる際に有効な光線図法を習得します。絞り・瞳・鏡・プリズム・光学ファイバーなど様々な光学素子を学び、これらで構成される結像光学系の仕組みについて理解します。光線追跡法を導入することによって幾何光学の基本公式を体系的に理解し、最後に実際の光学レンズ系における収差論について学びます。
到達目標 / Course Objectives
本講義の到達目標は、幾何光学の基本概念を十分理解して基本公式を導出し、幾何学に基づく光線図法や光線追跡法を習得することです。
授業手法 / Teaching Methods
・教員による資料等を用いた説明や課題等へのフィードバック
- 授業計画
Course Content -
授業計画 / Course Content
教科書「ヘクト 光学Ⅰ - 基礎と幾何光学 -」に沿って
下記項目について基本法則を説明し, 重要公式・関係式を導出します。
第１週 ガイダンス・幾何光学・光の３法則・フェルマーの原理
第２週 球面境界における屈折
第３週 薄肉レンズ：レンズ公式(ガウス形式)
第４週 薄肉レンズ：薄肉レンズの光線図
第５週 薄肉レンズ：レンズ公式(ニュートン形式)・横倍率・縦倍率
第６週 薄肉レンズ：組み合わせレンズの光線図・レンズ公式
第７週 絞り・瞳（開口絞り・視野絞り・入射瞳・射出瞳）
第８週 鏡（平面鏡・非球面鏡・球面鏡・鏡の公式・鏡の光線図）
第９週 プリズム（分散プリズム・反射プリズム）
第10週 ファイバー光学・光学機器（眼・眼球・眼鏡・カメラ・望遠鏡）
第11週 厚肉レンズ（レンズ公式・組み合わせレンズ）
第12週 光線追跡法：屈折行列・伝達行列
第13週 光線追跡法：レンズの光線行列・鏡の光線行列
第14週 光線追跡法：球面鏡の光線行列・平面鏡の光線行列
第15週 収差論（球面収差・波面収差・色収差・勾配屈折率レンズ）授業時間外学習 / Expected work outside of class
シラバスで指定している教科書や参考書の範囲を読み、内容を把握するように予習すること。
- 成績評価の方法・基準・評価
Grading Policies /
Evaluation Criteria -
方法 / Grading Policies
定期試験を行わず、平常試験(小テスト・レポート等)で総合評価する。
講義中に8回程度の小テストを実施します。前回講義で解説した公式導出や計算問題を出題し、講義内容の理解度を問います。基準・評価 / Evaluation Criteria・Assessment Policy
小テストの成績（成績評価割合100%）に基づいて成績評価します。
100点満点のうち60点以上を合格とします。
- 教科書
Textbooks Eugene Hecht 著 / 尾崎義治・朝倉利光 訳 「ヘクト 光学Ⅰ - 基礎と幾何光学 -」 (丸善株式会社)
★注意★
このテキストは別講義『電磁気学3』（旧.波動光学）の指定教科書にも
なっていますので, 重複購入しないように十分注意してください。
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参考書
References Max Born and Emil Wolf 著 / 草川 徹 訳 「光学の原理Ⅰ」第7版 (東海大学出版会) 税別 5,500円
- フィードバックの方法
Feedback Method
- 担任者への問合せ方法
Instructor Contact オフィスアワーについては，初回講義時に説明する。
- 備考
Other Comments 上位年次生の場合, 必修科目等と時間割が重複するため, 幾何光学を再履修できない場合があります。