| 科目名 |
量子と光 |
| 担当教員 |
全 卓樹 |
| 対象学年 |
3年 |
クラス |
学部：専門001 |
| 講義室 |
Ｂ１０７ |
開講学期 |
２学期 |
| 曜日・時限 |
火４,金４ |
単位区分 |
選択 |
| 授業形態 |
一般講義 |
単位数 |
2 |
| 準備事項 |
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| 備考 |
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| 授業の詳細1 |
光は波であるが同時に粒子でもある。物質の中から光はどのように発生するかを理解するにはミクロの世界の基本法則である量子力学を知る必要がある。量子論は従来知られていなかった光の新しいありようを暴き、それによって人類はレーザー光を手にした。この授業では、通常の光のありようを記述する幾何光学、波動光学を概観した後、量子光学の基礎を学び、 コヒーレント状態、スクイーズド状態、量子エンタングル状態など、通常では見られない光のエキゾティックなありようについて学ぶことになる |
| 授業の詳細2 |
１−２ 幾何光学と波動光学：量子論の登場以前の光に関する理論である波動光学について学ぶ。その短波長極限としての幾何光学についても学ぶ。
３ 量子力学の基礎：量子力学の基本についてのおさらいを行なう。
４ 結合調和振動子系：結合調和振動子系の量子論について立ち入った復習を行なう。言うまでも無くこれが以降で学ぶ光子の量子論の基礎となる。
５−６ ボーズ系の量子論：第二量子化とフォック空間について学び、光子系の量子的な取り扱いを行なう。粒子＝波動二重性について考察する。
７−８ コヒーレント状態とスクイーズド状態：光子の集合の量子状態にあって特徴的なコヒーレント状態とスクイーズド状態について学ぶ。
９ 量子分布関数と半コヒーレント状態：ウィグナー分布、伏見分布について学び、量子状態の古典極限を考える。
１０ 干渉計の物理：以下の古典的干渉計、量子的干渉計について学ぶ。マイケルソン干渉計、サニャック輪状干渉計、ハンブリー＝ブラウン＝ツイス干渉計。
１１ 散逸系の物理：フォッカー＝プランク方程式、ランジュヴァン方程式を学び、散逸のある光子系の振る舞いについて考える。
１２−１３ 物質と光の相互作用、レーザー光：原子と光子が相互作用する量子系を考えて、物質の中での光の創成について学ぶ。レーザーについて学ぶ。
１４−１５ 量子情報の基礎：量子状態を情報を保持したビットと看做す事の帰結を学ぶ。量子的エンタングル状態について考える。
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| 授業の詳細3 |
成績；概略レポート数回計３、中間試験３、期末試験４の比率で成績評価を行う。 |
| 授業の詳細4 |
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| 授業の詳細5 |
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| 授業の詳細6 |
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| 授業の詳細7 |
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| 授業の詳細8 |
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| 授業の詳細9 |
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| 授業の詳細10 |
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