授業科目名(和文)
[Course]
波動工学
授業科目名(英文)
[Course]
Wave Engineering
学部(研究科)
[Faculty]
情報工学部
学科(専攻)
[Department]
情報通信工学科
担当教員(○:代表教員)
[Principle Instructor(○)
and Instructors]
○福嶋 丈浩  自室番号(2310)、電子メール(fuku**c.oka-pu.ac.jp)
※利用の際は,** を @に置き換えてください
単位数
[Point(Credit)]
2単位
対象学生
[Eligible students]
2年次生(24年度以降入学生) 3年次生(22年度・23年度入学生)
授業概略と目標
[Course description and Objects]
光学は、物理学の中でも力学と並んで最も古くから発達した学問であり、我々の身近にある光を対象にしている。本講義では、光学の基礎として光の波動的な性質を学ぶ。光波を数学的に表現する方法を身につけた上で、偏光、反射・屈折、干渉、回折などの光波の基本的な性質を学ぶ。また、光の応用技術も紹介する。
到達目標
[Learning Goal]
1. 光波を数学的に表現する方法を理解する。
2. 偏光、反射、屈折、干渉、回折などの光波の基本的な性質を理解する。
3. 光波に関する法則を理解し、実際の問題に応用する力を身につける。
履修上の注意
[Notes]
・高等学校の数学と物理の教科書を復習しておくことが望ましい。
・毎回、簡単な演習を行う。演習問題は、一つ前の講義範囲から出題するので、復習を十分に行うこと。
授業計画とスケジュール
[Course schedule]
1.内容概説(光学とは、光応用技術の紹介)
2.1次元的波動(波動方程式とその一般解)
3.3次元的波動(平面波と球面波)
4.ベクトルの演算(ベクトクの内積、grad、div、rot)
5.マクスウェルの電磁方程式(電磁波の波動方程式、光速度と屈折率)
6.光波の複素振幅表示と光強度(平面波と球面波の表し方、平面波と球面波の光強度)
7.偏光(直線偏光、円偏光、楕円偏光)
8.光の反射と屈折の法則(平面波の反射と屈折)
9.振幅反射率と振幅透過率(フレネルの公式、ストークスの定理)
10.全反射(全反射とは、全反射における振幅反射率、表面波)
11.2光波の干渉1(ヤングの実験、定在波)
12.2光波の干渉2(透明な板による振幅分割干渉、くさび形空気層による干渉)
13.多光波の干渉(多光波の重ね合わせ、多重スリットによる干渉)
14.回折の基礎(ホイヘンスの原理、ホイヘンスの原理に基づいた平面波の反射と屈折の説明)
15.総括
成績評価方法と基準
[Grading policy (Evaluation)]
授業科目の到達目標がどれだけ達成されているかを評価する。
評点の配分は、レポートが30%,期末試験が50%,演習が20%である。
なお、出席率が2/3以上を期末試験の受験資格とする。
教科書
[Textbook]
教科書:「光学」(村田和美著,サイエンス社)
     講義資料を毎回配布する。
参考書:「電磁気学演習I」(西原浩,藤岡弘著、朝倉書店)
「基礎電気・電子工学シリーズ 電気磁気学 第2版」(安達三郎,大貫繁雄著、森北出版)
「光入門」(大坪順次著、コロナ社)
「やさしい光技術」(光産業技術振興協会編、オプトロニクス社)
自主学習ガイド及び
キーワード
[Self learning]
授業の前に教科書をよく読んでおく。
演習問題の採点結果を次の週に返却するので、よく見直しを行う。
教科書の章末問題を解いて理解を深める。
開講年度
[Year of the course]
25