2024年度学院等開講科目物質理工学院材料系

光学 I

開講元: 材料系
担当教員: VACHA MARTIN
授業形態: 講義 (対面型)
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室): 木5-6 (S8-102)
クラス: -
科目コード: MAT.P207
単位数: 100
開講時期: 2024年度
開講クォーター: 1Q
シラバス更新日: 2025年3月17日
使用言語: 英語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

太陽電池、ディスプレー、光導波路、などを扱う光・電子デバイス工学、光物性や光機能性の分野では光学の基礎の知識が必要です。本講義は具体的に、Maxwell方程式から始め、波動方程式及び光の基本的性質を学び、光の屈折及び反射を取り上げます。屈折率を定義し、Lorentz振動子モデルを紹介します。そして、偏光状態、偏光子、波長板などを説明します。全トピックスを通して最新の光学分野の発展を紹介します。本講義は英語で行ないますが、各スライドの重要なポイントは日本語でも説明します。英語と日本語の割合は大体6：4になっています。
英語での学習によって、専門用語や英語での発表を英語で理解すること学び、これは将来の研究活動にも大いに役立ちます。

到達目標

本講義を履修することによって、電磁気学の知識を元にし、様々な基礎的なおよび先端的な光学現象を理解することを到達目標とします。さらに、講義中に行われるデモンストレーション実験により、観察力、課題発見力を高め、理論とデモンストレーション実験を比較することで課題解決力を身に付けることを到達目標とします。

キーワード

光の基本的性質、光の伝搬、屈折率、偏光

学生が身につける力

専門力
教養力
コミュニケーション力
展開力 (探究力又は設定力)
展開力 (実践力又は解決力)

授業の進め方

毎回の講義の最初の２０分間で、前回の講義の内容復習および演習問題の解説をします。講義の内容によって、最初はデモンストレーション実験も紹介し、実験で観察した現象を解析しながら講義を進めます。各回の講義の内容をよく理解し、課題を予習・復習で行って下さい。本講義は英語で行ないますが、各スライドの重要なポイントを日本語でもまとめます。英語と日本語の割合は大体6：4になっています。英語は得意でなくても授業が受けられます。

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	光の基本的性質, Maxwell方程式，波動方程式，電磁波のスペクトル	特になし
第2回	光のエネルギー，圧力，光子，屈折率，Lorentz振動子モデル
第3回	光の伝搬，散乱，反射，屈折, 全反射
第4回	偏光，偏光子原理
第5回	複屈折，波長板, 光弾性効果
第6回	Jones行列, 偏光に関する現象
第7回	全講義の復習, 問題を解く

準備学修(事前学修・復習)等についての指示

学修効果を上げるため，教科書や配布資料等の該当箇所を参照し，「毎授業」授業内容に関する予習と復習（課題含む）をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。

教科書

原著5版　ヘクト　光学　I　基礎と幾何光学（丸善出版）
原著5版ヘクト光学 II: 波動光学（丸善出版）
大津元一「現代光科学」（１）（朝倉書店）

参考書、講義資料等

講義のスライドを毎回の講義の後配布する

成績評価の方法及び基準

講義の内容の理解およびその応用を評価する。期末試験（90％），小テスト（10％）で成績を評価する。

履修の条件・注意事項

特になし

連絡先 (メール、電話番号) ※”[at]”を”@”(半角)に変換してください。

vacha.m.aa[at]m.titech.ac.jp
内線 2425

その他

主に英語での授業ですが、各スライドの重要なポイントを日本語でもまとめます。英語/日本語の割合は大体6：4になっていますので、英語は得意でなくても授業が受けられます。