| 年度 |
2024年度 |
開講部局 |
先進理工系科学研究科博士課程前期先進理工系科学専攻量子物質科学プログラム |
| 講義コード |
WSP02000 |
科目区分 |
専門的教育科目 |
| 授業科目名 |
光子物理学 |
授業科目名
（フリガナ） |
コウシブツリガク |
| 英文授業科目名 |
Photon Physics |
| 担当教員名 |
高橋 徹 |
担当教員名
(フリガナ) |
タカハシ トオル |
| 開講キャンパス |
東広島 |
開設期 |
1年次生 後期 ３ターム |
| 曜日・時限・講義室 |
(3T) 金5-8：先405N |
| 授業の方法 |
講義 |
授業の方法
【詳細情報】 |
|
講義中心
対面で行う。 |
| 単位 |
2.0 |
週時間 |
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使用言語 |
B
:
日本語・英語 |
| 学習の段階 |
5
:
大学院基礎的レベル
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| 学問分野（分野） |
25
:
理工学 |
| 学問分野（分科） |
06
:
物理学 |
| 対象学生 |
博士課程前期学生 |
| 授業のキーワード |
光子、電磁気学、量子光学，ゲージ理論 |
| 教職専門科目 |
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教科専門科目 |
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プログラムの中での
この授業科目の位置づけ
（学部生対象科目のみ） | |
|---|
到達度評価
の評価項目
（学部生対象科目のみ） | |
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| 授業の目標・概要等 |
光や電子の，古典力学，量子力学，場の量子論，量子光学による取り扱いを通して，これらの波動的側面や粒子的側面を総合的に理解することを目指す。また、量子物質科学の基礎となる電子と光子の相互作用の成り立ちについて概説する。 |
| 授業計画 |
第1回 光子物理学の概要
第2回 特殊相対性理論
時空の幾何学とローレンツ変換
4元ベクトル、テンソル、スカラー
第3回 Maxwell equationの相対論的記述1
マックスウェル方程式の４元ベクトル表示
第4回 Maxwell equationの相対論的記述2
ゲージ不変性質と電磁波の性質
第5回 電磁波の伝播1
ガウスビーム（レーザー）
第6回 電磁波の伝播2
リュウビルの定理と不確定性関係
ベッセルビーム
第7回 電磁場の量子化1
黒体輻射の難点、、、量子化へのヒント
調和振動子 交換関係と量子化
第8回 電磁場の量子化2
場の考え方，
真空のエネルギー とカシミア効果
第9回 量子化された電磁場
光のコヒーレント状態と古典電磁場
第10回 量子化された電磁場の性質1
コヒーレント状態の光子統計
第11回 量子化された電磁場の性質2
熱輻射場の光子統計
第12回 量子化された電磁場の性質3
光の干渉
1次干渉と干渉計，2次干渉とHBTの実験
第13回 量子化された電磁場の性質3
2次干渉とHBTの実験
第14回 素粒子的にみた光
Maxwell方程式のゲージ不変性
局所的ゲージ変換と電磁場の相互作用
第15回 まとめ
光の研究とその展開
学期末にレポートを課す。 |
| 教科書・参考書等 |
講義中心, パワーポイントを使用する場合もある。授業ＨＰに講義資料を添付;
参考文献：
高橋 康 「古典場から量子場への道」 講談社
エイチスン, ヘイ (藤井 昭彦訳)「ゲージ理論入門 I」 講談社
花村 栄一 「量子光学」 岩波書店
Milonni, Eberly 「LASERS」 Wiley-Interscience |
授業で使用する
メディア・機器等 |
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| 【詳細情報】 |
映像（PC/その他画像資料） |
授業で取り入れる
学習手法 |
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予習・復習への
アドバイス |
学部の電磁気学，量子力学の授業を良く復習しておくこと。 |
履修上の注意
受講条件等 |
学部における量子力学、電磁気学の基礎知識を仮定する。 |
| 成績評価の基準等 |
学期末に課題を出し，それに対するレポートによって評価する。 |
| 実務経験 |
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実務経験の概要と
それに基づく授業内容 |
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| メッセージ |
授業形態は，新型コロナウイルスの状況や学生の希望などにより決定し，開講日までに連絡する。 |
| その他 |
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すべての授業科目において，授業改善アンケートを実施していますので，回答に協力してください。
回答に対しては教員からコメントを入力しており，今後の改善につなげていきます。 |