シラバス参照
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シラバス参照
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| 講義概要/Course Information |
| 科目基礎情報/General Information |
| 授業科目名 /Course title (Japanese) |
原子光工学特論 | ||
|---|---|---|---|
| 英文授業科目名 /Course title (English) |
Advanced Atomic and Optical Physics | ||
| 科目番号 /Code |
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| 開講年度 /Academic year |
2020年度 | 開講年次 /Year offered |
全学年 |
| 開講学期 /Semester(s) offered |
前学期 | 開講コース・課程 /Faculty offering the course |
博士前期課程、博士後期課程 |
| 授業の方法 /Teaching method |
講義 | 単位数 /Credits |
2 |
| 科目区分 /Category |
大学院専門教育科目 - 専門科目Ⅱ | ||
| 開講学科・専攻 /Cluster/Department |
基盤理工学専攻 | ||
| 担当教員名 /Lecturer(s) |
中村 信行、桂川 眞幸 | ||
| 居室 /Office |
西7-707（中村）、東6-621（桂川） | ||
| 公開E-Mail |
n_nakamu@ils.uec.ac.jp（中村）、katsura@pc.uec.ac.jp（桂川） | ||
| 授業関連Webページ /Course website |
http://yebisu.ils.uec.ac.jp/nakamura/lecture/（中村）、 | ||
| 更新日 /Last updated |
2020/03/02 14:32:31 | 更新状況 /Update status |
公開中 /now open to public |
| 講義情報/Course Description |
| 主題および 達成目標 /Topic and goals |
(a)主題：原子（Atomic）・分子（Molecular）・光科学（Optical Science）は、物理、化学を問わず科学の根底を成す学問であり、AMO科学と総称されるその分野は、古くから様々な分野の発展に寄与してきた。一方、AMO科学自身も多岐にわたって発展を続け、現在でもなお自然科学の主流である。本講義では特に原子と光について、近年の様々な話題を学びながらも、その基礎を再認識することを目標とする。 (b)達成目標：学部で学んだ量子力学や電磁気学の知識をベースに、原子物理や光科学を学び、様々な分野において役立つ基礎と応用力を身につける。 Topic: Atomic, Molecular, and Optical (AMO) science forms the basis of physics and chemistry and has contributed to the development of various areas. In addition, the AMO science is still the mainstream of science. This class gives the students the recent trends in atomic and optical physics and the reconfirmation of the importance of the basics. Goals and objectives: To learn the basics and the advances in atomic and optical physics which can be applied to various areas, based on the quantum physics and electromagnetism leaned in undergraduate courses. |
|---|---|
| 前もって履修 しておくべき科目 /Prerequisites |
なし。 None |
| 前もって履修しておくこ とが望ましい科目 /Recommended prerequisites and preparation |
電磁気学、量子力学 electromagnetism, quantum physics |
| 教科書等 /Course textbooks and materials |
（前半：中村担当）：特になし。参考書は講義の中で適宜紹介する。 （後半：桂川担当）：量子力学（松岡正浩、裳華房） First half (Nakamura): None. (References will be given in the lecture.) Latter half (Katsuragawa): Quantum physics (M. Matsuoka, Shokabo, in Japanese) |
| 授業内容と その進め方 /Course outline and weekly schedule |
(a)授業内容 第1回（中村）：イントロダクション 第2回（中村）：量子力学の復習 第3回（中村）：相対論効果、QED効果 第4回（中村）：放射、水素様イオン 第5回（中村）：ヘリウム原子、多電子原子 第6回（中村）：フントの規則、ホットトピック１ 第7回（中村）：ホットトピック２ 第8回（中村）：ホットトピック３ 第9回（桂川）：ニ準位原子と光のコヒーレントな相互作用：基礎（１） 第10回（桂川）：ニ準位原子と光のコヒーレントな相互作用：基礎（２） 第11回（桂川）：ニ準位原子と光のコヒーレントな相互作用：マクロな物理量との関係 第12回（桂川）：密度行列による表現 第13回（桂川）：現象論的効果の導入 第14回（桂川）：線形及び非線形光学感受率の導出 第15回（桂川）：非線形分極と結合した電磁場の伝播 (b)授業の進め方 オムニバス形式（前半：中村が主に原子物理を担当、後半：桂川が主に光科学を担当）で進める。 (c) 授業時間外の学習（予習・復習等） 特に指定しないが、復習は何事においても重要かつ有効である。特に疑問があった場合にはそのままにしないこと。 TypeⅡ：Japanese-based course, with English materials 1. Introduction 2. Reviewal of quantum physics in undergraduate courses 3. Relativistic and quantum electrodynamics effects 4. Radiation, hydrogen-like ions 5. Helium atom, many electron atoms 6. Hund's rule, Hot topics 1 7. Hot topics 2 8. Hot topics 3 9. Two-level atom and coherent interaction between light and matter I 10. Two-level atom and coherent interaction between light and matter II 11. Two-level atom and coherent interaction between light and matter III 12. Formulation with density matrix 13. How to include phenomelogical physical processes 14. linear and nonlinear optical suceptibility 15. Propagation of electromagnetic field coupled with nonlinear polarization 1-7: Nakamura 8-15: Katsuragawa |
| 実務経験を活かした 授業内容 (実務経験内容も含む) /Course content utilizing practical experience |
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| 授業時間外の学習 （予習・復習等） /Preparation and review outside class |
講義中に随時指導する。 Study time will be shown during the lecture as needed. |
| 成績評価方法 および評価基準 （最低達成基準を含む） /Evaluation and grading |
評価方法：授業への参加度、学期中に課す数回のレポートを総合して評価します。 評価基準： (1)量子光学の基礎として、電磁場の量子化とそれに基づく光子相関の特徴的な振る舞いについて、正しい理解が得られていること。 (2)1電子系、2電子系の基本的な原子・イオンの構造、放射に関する基礎を正しく理解していること。 The grades will be based on participation and papers (homework). |
| オフィスアワー： 授業相談 /Office hours |
（中村）木曜日昼休み 西7-707室 （桂川）月曜日13:30-14:30 東6-621号室 この時間に都合が付かない場合には、メールや電話などにより別途アポイントメントを取ること Nakamura: lunch break on Thursday W7-707 Katsuragawa: 13:30-14:30 on Monday E6-621 Any other time based on appointments. |
| 学生へのメッセージ /Message for students |
原子、光は全ての科学の基本です。その基礎と最先端を学ぶことは、いかなる分野においても強みになります。 Atom and optics form the basis of science. You will benefit from learning the basic and the frontier of them. |
| その他 /Others |
特になし None |
| キーワード /Keyword(s) |
量子エレクトロニクス、量子光学、コヒーレント過渡現象、電磁場の量子化、干渉、相関、EPR、多価イオン、相対論効果、量子電磁力学的効果、原子衝突 Quantum electronics, Quantum optics, Coherent transient, Quantization of electro-magnetic fileds, Interference, Correlation, FPR, Highly charged ions, Relativistic effects, Quantum electro-dynamics (QED), Atomic collisions |