• 2024年11月19日(火) 10:00 ~ 17:30

１．波動としての光の性質

　　（１）．電磁波としての光の性質（光の周波数と波長、平面波と球面波）

　　（２）．波動の加算（重ね合わせの原理、線形応答）

　　（３）．伝搬する波動の表し方（波動の複素表示、オイラーの公式、複素共役、位相子、波動関数、光学定数定義、波動の加算）

　　（４）．波動状態をビジュアルに理解する（波動の伝搬と位相子の回転、位相子を使った波動の加算、コヒーレント和／インコヒーレント和）

　　（５）．ポインティングベクトルと光強度（電磁波のエネルギー密度、ポインティングベクトル、sinc関数、光の強度）

　　（６）．偏光の記述（直線偏光・円偏光・楕円偏光、位相と振幅、ジョーンズベクトル、偏光のポアンカレ球表示、ジョーンズ行列、偏光子、波長板、マリュスの法則、光学異方性）

２．光は媒質中で何をしているのか（媒質中の光の伝搬）

　　（１）．分極と誘電率（誘電分極、電気双極子、電気感受率、比誘電率）

　　（２）．入射光に対する電気双極子の応答（ローレンツ振動子、ローレンツ振動子の周波数依存性、共鳴角周波数、電気双極子放射）

　　（３）．粒子密度で変わる散乱のようす（レイリー散乱・ミー散乱、希薄な媒質におけるレイリー散乱、高密度媒質の散乱）

　　（４）．光の位相速度と屈折率（散乱2次波の位相遅れ、透過光の位相と振幅、　透過光の伝搬、複素屈折率と誘電関数、ローレンツモデルの誘電関数、Kramers-Kronigの関係式、SellmeierモデルとCauchyの分散式、広い周波数帯域で見渡した誘電関数）

３．媒質界面における光の振る舞い

　　（１）．反射の法則、屈折の法則（反射の法則、正反射・乱反射、屈折の法則、フェルマーの原理、蜃気楼、フェルマーの原理を位相子で考える）

　　（２）．振幅反射係数と振幅透過係数（p偏光とs偏光、振幅反射係数・振幅透過係数、透過率と反射率、ブリュスター角の物理的な意味）

　　（３）．全反射（全反射とエバネッセント波の発生、臨界角、侵入深さ・グース・ヘンシェン シフト、身近で観察できる全反射現象）

４．光の干渉

　　（１）．強め合う干渉・弱め合う干渉（重ね合わせの原理、複素振幅、干渉項）

　　（２）．代表的な干渉タイプ（波面分割、振幅分割、偏光分割）

　　（３）．波面分割2光束干渉（時間的コヒーレンスと空間的コヒーレンス、ヤングの実験、ヤングの実験における光の粒子性と波動性）

　　（４）．振幅分割2光束干渉（自己保持膜の干渉、マイケルソン干渉計、FAIR、マイケルソン-モーリーの実験）

　　（５）．多光束干渉（薄膜の多光束干渉、ストークスの関係式、ファブリ・ペロー干渉計、基板上1層膜の多光束干渉、ARコーティング、完全反射防止条件、ダイクロイックミラー、ハーモニック・セパレーター、成膜法による膜質の違い）

５．光の回折

　　（１）．ホイヘンス・フレネルの原理（ホイヘンスの原理、フレネルの回折理論、キルヒホッフの回折積分）

　　（２）．フラウンホーファー回折とフレネル回折（開口からの回折、近軸近似、フラウンホーファー近似とフレネル近似、エアリーパターンとエアリーディスク、バビネの原理、花粉光環）

　　（３）．フラウンホーファー回折と光学分解能（レンズを使ったフラウンホーファー回折、レイリーの分解能、回折限界、アッベの結像理論、顕微鏡の結像、開口数、コヒーレント照明・インコヒーレント照明、アッベの正弦条件）

　　（４）．複スリットのフラウンホーファー回折（2重スリットの回折、多重スリットの回折）

　　（５）．回折格子（透過位相回折格子、反射型回折格子、回折角、ブレーズ角、2次元回折像、分光器）

６．参考書・参考資料の紹介

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