科目名[英文名]
波動物理   [Physics of Waves]
区分	工学部専門科目等	選択必修		単位数	2
対象学科等		対象年次	3～4	開講時期	前学期
授業形態	前学期	時間割番号	023607
責任教員 [ローマ字表記]
箕田 弘喜   [MINODA Hiroki]
所属	工学部	研究室		メールアドレス

概要

光、Ｘ線などの電磁波だけでなく、量子力学で学ぶようにミクロな粒子である電子もSchrodinger方程式に従う波動である。波動は、干渉や回折を起こす特徴をもっている。本講義では、光の干渉・回折といった身近な例から出発して、結晶によるＸ線や電子の回折現象へと展開する。 結晶による複雑な波の回折現象を系統的に取り扱うために、数学的なツールであるフーリエ級数展開やフーリエ変換についても復習する。 また、X線回折や電子回折はオングストローム程度のスケールのミクロな構造を観察する重要な手法であり、その延長として、固体中の電子の運動の記述（エネルギーバンド）まで取り扱う。

到達基準

結晶による複雑な波の回折現象を系統的に取り扱うために、数学的なツールであるフーリエ級数展開やフーリエ変換を用いる結果として、逆格子空間（k空間）の概念が導入される。実空間の周期構造とそれと等価な逆格子空間を直感的に結びつけることができるようになることが本講義の最終目標である。

授業内容

I．はじめに ・波動物理の概要 II．光の干渉と回折 ・単スリットによる回折－Fraunhofer回折 ・多重スリットによる回折、回折格子 ・薄膜・多層膜による干渉 III．Ｘ線回折 ・ブラッグ反射条件 ・種々の結晶面からのブラッグ反射 IV．回折現象とフーリエ変換 ・周期性の表現（周期と振動数、波長と波数、異なった振動数や波数の周期性の重ね合わせ） ・周期性の数学的取り扱い（フーリエ級数展開、フーリエ変換） ・１次元のフーリエ級数展開・フーリエ変換の例（力学振動、電気的振動） ・２次元・３次元のフーリエ級数展開・フーリエ変換 V．結晶による回折 ・簡単な結晶構造とその結晶による回折 ・実空間（r空間）と逆格子空間（k空間） ・X線回折と電子回折（物理システム工学実験「X線回折および電子線回折」の解説） ・固体中の電子の運動（エネルギーバンド）

履修条件・関連項目

テキスト・教科書

参考書

成績評価の方法

定期試験、レポートを総合的に評価する。

教員から一言

光などの電磁波や電子波を利用して物質の性質を調べる方法お1つとして回折があります。この授業では、回折現象を中心に、その考え方を解説します。

キーワード

オフィスアワー

質問は随時受け付けます。

備考１

備考２

参照ホームページ

開講言語

語学学習科目

更新日付

2018/04/12 18:56:59