デモンストレーション物理学II
授業目的 |
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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 | |
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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,蜃気楼 ・反射の法則,凹面鏡 |
第3回 | 2. 光線としての光(3) ・屈折の法則,内部全反射,光ファイバー,プリズム |
第4回 | 2. 光線としての光(4) ・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,光ディスクと干渉 |
第7回 | 3. 波動としての光(2)(光の波動現象) ・多光束干渉,回折格子 |
第8回 | 3. 波動としての光(3)(光の波動現象) ・フラウンホーファー回折 |
第9回 | 3. 波動としての光(4)(光の波動現象) ・フレネル回折 |
第10回 | 3. 波動としての光(5)(光の波動現象) ・色と色覚 ・紫外光,赤外光 |
第11回 | 4. 電磁波としての光(1) ・電磁気学の基礎 ・マクスウェルの方程式 ・波動方程式 |
第12回 | 4. 電磁波としての光(2) ・分極の運動と分散 ・虹 |
第13回 | 4. 電磁波としての光(3) ・偏光 |
第14回 | 5. 光の粒子性,電子の波動性と量子論 ・熱放射 ・光電効果 |
【授業外学修】 | 内容的にはデモンストレーション物理学Iとは独立であり,それを履修していることは前提としない. |