科目ナンバー

SG-MP5-2C05

履修条件・関連科目等

量子力学、電磁気学、物理数学などの必須科目を習得していることが望ましい。

授業で使用する言語

日本語

授業で使用する言語（その他の言語）

授業の概要

電磁気学を基に波動光学への発展から，光の粒子性と波動性の理解を深める。さらに、原子においても冷却することで顕著になる波動性について学びレーザー冷却の原理やボースアインシュタイン凝縮（量子縮退）の物理へと発展する。光と原子の両方を利用した量子情報通信の研究について紹介する。

科目目的

光学、光と原子の相互作用、光の量子論などについて学び、量子光学の基礎を身につける。

到達目標

量子力学や電磁気学をもとに、光や原子からなる量子系で実現される量子光学について理解を深める。特に、気体原子のボースアインシュタイン凝縮実験の基礎となる光-原子間の相互作用について理解する。

授業計画と内容

授業の進行状況によるが、目安として下に示す。
第１回　量子光学の導入
第２回　電磁気学と波動方程式
第３回　光の屈折、反射
第４回　回折理論
第５回　ガウス光学
第６回　光の吸収、放出
第７回　原子の構造
第８回　光と原子の相互作用
第９回　光学ブロッホ方程式とラビ振動
第１０回　レーザー冷却とその原理
第１１回　ボースアインシュタイン凝縮
第１２回　電磁場の量子化
第１３回　光と原子の相互作用の量子論
第１４回　量子情報への応用とまとめ

授業時間外の学修の内容

授業終了後の課題提出

授業時間外の学修の内容（その他の内容等）

講義では広い範囲の光学について説明する。板書や配布資料を元に復習することを勧める。

授業時間外の学修に必要な時間数／週

・毎週１回の授業が半期（前期または後期）または通年で完結するもの。１週間あたり４時間の学修を基本とします。
・毎週２回の授業が半期（前期または後期）で完結するもの。１週間あたり８時間の学修を基本とします。

成績評価の方法・基準

成績評価の方法・基準（備考）

課題や試験のフィードバック方法

授業時間内で講評・解説の時間を設ける

課題や試験のフィードバック方法（その他の内容等）

アクティブ・ラーニングの実施内容

実施しない

アクティブ・ラーニングの実施内容（その他の内容等）

授業におけるICTの活用方法

実施しない

授業におけるICTの活用方法（その他の内容等）

実務経験のある教員による授業

はい

【実務経験有の場合】実務経験の内容

冷却原子（レーザー冷却・ボースアインシュタイン凝縮など）に関する実験

【実務経験有の場合】実務経験に関連する授業内容

レーザー冷却・ボースアインシュタイン凝縮に関する研究を紹介する

テキスト・参考文献等

テキスト：　教科書は特に使用しない。
参考書：　特に指定しない。より専門的に勉強したい人には、久我隆弘「量子光学」（朝倉書店、4,200円＋税）や、松岡正浩「量子光学」（裳華房、2,800円＋税）などがある。

その他特記事項

参考URL