デモンストレーション物理学II
| 授業目的 |
|---|
| 内容としては，幾何光学（反射，屈折），波動光学（干渉，回折），電磁気学と光（マクスウェル方程式の基礎，光の速度，偏光，分散）などについて学ぶ．光学および電磁気学の基礎概念と原理，それらが関係する諸現象の本質について，演示実験を見ながら基礎的な事項を学ぶ．関係する応用についても，実験を通して知識を広げる． |
| 到達目標 |
| 光学と電磁気の基礎について，概念や論理関係を正しく理解し，実験結果を定性的に予測できる． 光線としての光，波動現象としての光，電磁波としての光の基本的な理論的扱いを身につけ，さまざまな光学現象に適用できる． |
| 授業計画 | |
|---|---|
| 第1回 | 1. イントロダクション ・光の研究の歴史 2. 光線としての光（1） ・光の速度の測定，GPS, LiDARについて |
| 第2回 | 2. 光線としての光（2） ・フェルマーの最小時間原理 ・光の直進性 ・反射の法則 |
| 第3回 | 2. 光線としての光（3） ・凹面鏡 ・蜃気楼 ・屈折の法則 |
| 第4回 | 2. 光線としての光（4） ・内部全反射，光ファイバー ・プリズム ・レンズ |
| 第5回 | 2. 光線としての光（5） ・虫眼鏡，望遠鏡，顕微鏡，カメラの仕組み |
| 第6回 | 3. 波動としての光（1）（光の波動現象） ・波の表現 ・2光束干渉 |
| 第7回 | 3. 波動としての光（2）（光の波動現象） ・等傾角の干渉，等厚の干渉 ・光ディスクと干渉 |
| 第8回 | 3. 波動としての光（3）（光の波動現象） ・多光束干渉，回折格子 |
| 第9回 | 3. 波動としての光（4）（光の波動現象） ・回折積分 ・矩形開口によるフラウンホーファー回折 ・円形開口によるフラウンホーファー回折 ・バビネの原理 |
| 第10回 | 3. 波動としての光（5）（光の波動現象） ・回折メガネ ・複数開口によるフラウンホーファー回折 ・フレネル回折 |
| 第11回 | 3. 波動としての光(6)（光の波動現象） ・スペクトル ・色と色覚，色の混合 |
| 第12回 | 4. 電磁波としての光（1） ・電磁気学の基礎 ・分極の運動と分散 ・虹 |
| 第13回 | 4. 電磁波としての光（2） ・偏光 ・複屈折 |
| 第14回 | 4. 電磁波としての光(3) ・ブリュースター角 |
| 【授業外学修】 | 毎回の講義前に講義資料をLUNAにアップするので，それを予習する． 講義後は，講義資料（講義を踏まえて修正する可能性あり）を更新するので，それを見ながら課題に取り組む． 過去問を解答付きでLUNAにアップしているので，授業の進み方に応じて，関連問題を解く． |