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量子光学

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科目名
平成28年度以降入学者
量子光学
教員名 上岡隼人
単位数    2 学年 3・4 開講区分 文理学部
科目群 物理学科
学期 前期 履修区分 選択
授業概要 量子力学を基に光学の基礎を習得する。
授業のねらい・到達目標 光(電磁波)のベクトルおよび複素表現とその量子力学取扱いまでを理解すること。

この科目は文理学部(学士(理学))のディプロマポリシーDP6及びカリキュラムポリシーCP9に対応しています。
授業の方法 講義形式を主体として授業を進める。また、適宜プリント等を利用して内容の補足を行なう。
本授業の事前・事後学習は、各2時間の学習を目安とします。
授業計画
1光物性の概観
 [事前学習]身の回りの光応用製品について調べておく。
 [事後学習]電磁波としての光について復習しておくこと。
2光の古典論と量子論
 [前]ベクトル演算について復習しておく。
 [後]光子の量子力学的取扱いについて見返しておくこと。
3先週までの内容の復習と演習問題
 [前]第2回までの内容について復習しておく。
 [後]演習内容について理解を深めておくこと。
4光と物質との相互作用の古典論(光の位相)
 [前]複素数と位相の関係について調べておく。
 [後]各光学定数の複素表記について復習しておくこと。
5光と物質との相互作用の古典論(電気双極子)
 [前]電気双極子について調べておく。
 [後]複素表記した電気双極子の扱いについて復習しておくこと。
6先週までの内容の復習と演習問題
 [前]第5回までの内容について復習しておく。
 [後]演習内容について理解を深めておくこと。
7光と物質との相互作用の量子論(光量子論)
 [前]シュレーディンガー方程式について調べておく。
 [後]量子力学における光吸収について復習しておくこと。
8光と物質との相互作用の量子論(光の吸収と放出)
 [前]量子力学における確率について復習しておく。
 [後]二準位系と光の相互作用について復習しておくこと。
9先週までの内容の復習と演習問題
 [前]第8回までの内容について復習しておく。
 [後]演習内容について理解を深めておくこと。
10核の運動と電子との相互作用(フォノン振動)
 [前]格子振動について調べておく。
 [後]フォノンの意味とその表現方法について復習しておくこと。
11核の運動と電子との相互作用(フォノンの吸収)
 [前]フォノンの考え方について復習しておく。
 [後]フォノンと光吸収の関係について復習しておくこと。
12核の運動と電子との相互作用(フォノンとスペクトル)
 [前]電子の励起状態について調べておく。
 [後]光励起状態とフォノンの関係について復習しておくこと。
13先週までの内容の復習と演習問題
 [前]第12回までの内容について復習しておく。
 [後]演習内容について理解を深めておくこと。
14各種の物質の光学スペクトル
 [前]物性物理と量子力学におけるエネルギーの表現の復習をしておくこと。
 [後]固体中のエネルギー準位と光吸収・放出の関係について復習しておくこと。
15興味あるいくつかの現象とまとめ
 [前]第14回までの内容について復習しておく。
 [後]全体の内容について振り返り学習しておくこと。
その他
教科書 櫛田孝司 『光物性物理学』 朝倉書店 2010年 第3版
参考書 小林 洋志 『発光の物理  (現代人の物理)』 朝倉書店 2001年 第2版
霜田光一 『レーザー物理』 岩波書店 1995年 第13版
成績評価の方法及び基準 レポート(40%)、授業参画度(60%)
4回のレポートと、4回のリアクションペーパーで評価します。
オフィスアワー 8号館B棟114号室 上岡研 (水曜2限)

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