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ビジュアル解説 光学入門
田所 利康(著)
内容紹介
古典光学を体系的に理解するために魅力的な写真・図を多用し,ていねいにわかりやすく解説。オールカラー。〔内容〕波としての光の性質/媒質中の光の伝搬/媒質界面での光の振る舞い(反射と屈折)/干渉/回折/付録
編集部から
目次
1. 波としての光の性質
1.1 波としての光
1.2 波を数式で表す
1.2.1 波が伝わるということ
1.2.2 1次元の波動関数
1.2.3 1次元の微分波動方程式
1.2.4 調和波の性質
1.2.5 3次元の波動
1.3 波動の重ね合わせ
1.3.1 重ね合わせの原理
1.3.2 波動の複素表示
1.3.3 位相子を用いた波の足し算
1.4 真空中の光の伝搬
1.4.1 マクスウェルの方程式
1.4.2 ∇・A の意味
1.4.3 ∇×A のイメージ
1.4.4 電磁波の位相速度
1.4.5 電磁波の特徴:横波
1.4.6 何が電磁エネルギーを運ぶのか
1.4.7 調和関数の平均と光の強度
1.5 偏光の記述
1.5.1 偏光とは
1.5.2 ジョーンズベクトル
1.5.3 ジョーンズ行列
1.5.4 マリュスの法則
2. 媒質中の光の伝搬
2.1 分極と誘電率
2.2 入射光に対する電気双極子の応答
2.2.1 入射光の交流電場に応答振動する電気双極子
2.2.2 減衰振動子
2.2.3 ローレンツ振動子
2.2.4 ドルーデモデル
2.2.5 ローレンツ振動子の角周波数特性
2.2.6 電気双極子放射
2.2.7 空の青,夕日の赤
2.3 散乱光の重ね合わせ
2.3.1 希薄な媒質におけるレイリー散乱
2.3.2 高密度媒質の散乱
2.4 媒質中の光の位相速度と屈折率
2.4.1 2次波の位相遅れ
2.4.2 透過光の位相と振幅
2.4.3 透過光の伝搬
2.4.4 複素屈折率
2.4.5 誘電関数
2.4.6 分極タイプと誘電関数
3. 媒質界面における光の振る舞い
3.1 反射の法則,屈折の法則
3.1.1 媒質界面における反射ビームの形成
3.1.2 反射の法則
3.1.3 屈折の法則(スネルの法則)
3.1.4 フェルマーの原理
3.1.5 位相子を使った「フェルマーの原理」の解釈
3.2 振幅反射係数と振幅透過係数
3.2.1 p 偏光とs 偏光
3.2.2 フレネルの式
3.2.3 ブリュスター角
3.3 全反射
3.3.1 全反射とエバネッセント波の発生
3.3.2 エバネッセント波
3.3.3 全反射現象あれこれ
4. 干渉
4.1 強め合う干渉,弱め合う干渉
4.1.1 等しい周波数をもつ波の重ね合わせ
4.1.2 定在波(定常波)
4.1.3 ウィーナーの実験
4.2 代表的な干渉タイプ
4.3 波面分割2 光束干渉
4.3.1 ヤングの実験
4.4 振幅分割2 光束干渉
4.4.1 薄膜の干渉
4.4.2 マイケルソン干渉計
4.5 多光束干渉
4.5.1 薄膜の多光束干渉
4.5.2 基板上1 層膜の多光束干渉
4.5.3 光学薄膜の実例
5. 回折
5.1 ホイヘンス・フレネルの原理
5.1.1 波長に依存した波の回り込み
5.1.2 フレネルの回折理論
5.2 フラウンホーファー回折
5.2.1 開口によって生じる回折
5.2.2 単一スリットのフラウンホーファー回折
5.2.3 開口形状とフラウンホーファー回折
5.3 フラウンホーファー回折と光学分解能
5.3.1 分解能と回折限界
5.3.2 分解能に関するアッベの考え方
5.4 複スリットのフラウンホーファー回折
5.4.1 2重スリットのフラウンホーファー回折
5.4.2多重スリットのフラウンホーファー回折
5.5 回折格子
5.5.1 回折格子の種類
5.5.2 回折角
5.5.3 位相子の足し合わせで回折格子を考察する
5.5.4 回折格子分光器
A. 各章の補足
A.1 第1章:波としての光の性質
A.2 第2章:媒質中の光の伝搬
A.3 第3章:媒質界面における光の振る舞い
A.4 第4章:干渉
A.5 第5章:回折
A.6 その他
B. 引用文献
索 引