- 学部・研究科
Faculty/Graduate School - シ
- 時間割コード
Course Code - 62198
- 科目名
Course title
サブテーマ
Subtitle - 電磁気学３
- 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 - 月3
- 授業概要
Course Description
到達目標
Course Objectives -
言語 / Language
日本語(Japanese)
授業概要 / Course Description
電磁気学3では, 「波動光学」による光の諸現象を理解することを目標とします。波動光学は, 光線の概念に基づく「幾何光学」と合わせて古典光学の基幹を形成します。本講義では, 電磁気学の基礎であるマクスウェル方程式から波動方程式を導き, 波動方程式の代表的解を導出してその基本的性質を学びます。また, 波動の数学的記述法(複素数表示, フーリエ解析,等)を学び,光の伝搬・重ね合わせ・偏光・干渉・回折等の波動現象を理解できる能力を養います。
この講義を受講する際には, 『物理を学ぶ（演習含む）（電磁気学１）』および『電磁気学２（演習含む）』の講義内容をよく理解していることが前提となりますので, 本講義を履修する前にこれらの科目を修得してください。到達目標 / Course Objectives
本講義の到達目標は下記4項目です。
1) マクスウェル方程式から波動方程式を導出する
2) 複素数表示による波動の計算方法を修得する
3) フーリエ解析の基本を理解する
4) 光の干渉・回折現象を学ぶ
- 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 -」 p.13-47
教科書「ヘクト 光学Ⅱ - 波動光学 -」 p.1-333
上記範囲に沿って下記項目を解説しながら重要法則や関係式を導出します。
第Ⅰ巻 - 基礎と幾何光学 -
第１週 2.波動：1次元の波動・調和波・位相と位相速度 p.13-29
第２週 2.波動：重ね合わせの原理・複素表示・位相子と波動の加法 p.13-37
第３週 2.波動：平面波・3次元の波動方程式・球面波 p.37-47
第Ⅱ巻 - 波動光学 -
第４週 7.波動の重ね合わせ：等しい周波数をもつ波動の加算 p.1-20
第５週 7.波動の重ね合わせ：異なる周波数をもつ波動の加算 p.20-28
第６週 7.波動の重ね合わせ：周期的な非調和波(フーリエ級数) p.33-42
第７週 7.波動の重ね合わせ：非周期波(フーリエ積分・パルスと波束) p.42-60
第８週 8.偏光：直線偏光・円偏光・楕円偏光 p.67-79
第９週 8.偏光：散乱と偏光・反射による偏光 p.96-104
第10週 9.干渉：コヒーレンス p.153-164
第11週 9.干渉：波面分割式干渉計・振幅分割式干渉計 p.164-194
第12週 10.回折：フラウンホーファー回折：単一スリット p.237-256
第13週 10.回折：フレネル回折：矩形開口・円形開口 p.265-276
第14週 10.回折：キルヒホッフのスカラー回折理論 p.328-330
第15週 10.回折：キルヒホッフのスカラー回折理論 p.330-333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
Grading Policies /
Evaluation Criteria -
方法 / Course Content
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 / Evaluation Criteria
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） 税別\4,000円 .Eugene Hecht 著 / 尾崎義治・朝倉利光 訳 .ヘクト 光学Ⅱ - 波動光学 - .（丸善株式会社） 税別\4,000円
★注意★
テキスト「ヘクト 光学Ⅰ」は別講義『幾何光学』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 .Max Born and Emil Wolf 著 / 草川 徹 訳 .光学の原理Ⅱ 第7版 .（東海大学出版会） 税別\5,500
- 備考
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