2020年度 物理学特論発展第九   Advanced Special Topics in Physics IX

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開講元
物理学コース
担当教員名
原田 健一 
授業形態
講義
メディア利用
 
曜日・時限(講義室)
-
クラス
-
科目コード
PHY.P659
単位数
1
開講年度
2020年度
開講クォーター
3Q
シラバス更新日
2020年9月18日
講義資料更新日
-
使用言語
日本語
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講義の概要とねらい

光は周波数や偏光、位相などの様々なパラメータを有しており、それらの性質を利用したレーザー計測技術は、基礎科学をはじめとして多くの分野で活用されている。本講義では、光と原子との相互作用について理論的に取り扱い、それに伴う分光手法やレーザー光による原子運動の制御について解説を行う。また重力波検出で用いられている干渉計や光共振器の原理について、現在の大型干渉計型重力波検出器の構成も含めて説明する。

到達目標

光の特性を理解し、それを用いた様々な測定手法について理解することを目標とする。特に原子と光の相互作用やレーザー冷却技術、重力波検出手法について理解することは重要です。

キーワード

量子光学、電磁気学、レーザー光

学生が身につける力(ディグリー・ポリシー)

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

パワーポイントとホワイトボードを使用して説明を行う。

授業計画・課題

  授業計画 課題
第1回 レーザーの基本特性 レーザー光の特性と様々な種類のレーザー光源について解説する。
第2回 レーザー計測 レーザー光を用いた様々な測定手法について説明を行う。
第3回 原子と光の相互作用 原子と光の相互作用によって生じる光の吸収や分散について説明する。半古典論として取扱う。
第4回 原子のレーザー冷却と捕獲 光の吸収や放出に伴う原子の運動量の変化について説明し、一般的な磁気光学トラップについて解説を行う。
第5回 コヒーレント状態とスクイーズド状態 電磁場を量子論的に取り扱うことによって現れるスクイーズド状態について、その発生方法と共に解説を行う。
第6回 重力波の検出方法 重力波の性質やマイケルソン干渉計を用いた検出方法などを解説する。
第7回 重力波検出器の現在の状況 重力波検出器の現在の状況について紹介する。

授業時間外学修(予習・復習等)

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

裳華房テキストシリーズ-物理学 量子光学 松岡正浩著

参考書、講義資料等

丸善 実験物理学講座9 レーザー測定 櫛田孝司編

成績評価の基準及び方法

出席点とレポート点の合計

関連する科目

  • PHY.C449 : レーザー物理

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

PHY.Q207 : 量子力学入門(講義)、PHY.E205 : 電磁気学(講義)

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