幾何光学
| 科目分野 | 理工学部 |
|---|---|
| 選必区分 | 必修 |
| 担当教員 ［ローマ字表記］ |
山本 健詞 [YAMAMOTO Kenji] |
| 授業形態 | 講義 |
授業の目的
光産業の基盤技術をなす光応用工学にとって欠かすことのできない幾何光学について講義し，演習・レポート，小テストを実施して光応用工学に必要な基礎知識を修得させる．
授業概要
幾何光学の基本法則から，平面鏡，プリズム，レンズなどの光学素子の機能と構造，これらの光学素子を用いた簡単な光学系の設計法およびレンズの収差論の講義を通して，光学システムの設計に関する基礎力の養成を図る．
到達目標
- 幾何光学の基本をなす反射，屈折に関する法則を十分理解できること．
- レンズの基本的事項を理解し，簡単な光学系の設計ができること．
- レンズの収差についての知識を習得し，用途に応じたレンズの選択ができること．
授業計画
- 光学の基礎
- 平面による反射・屈折，臨界角と全反射
- プリズムの最小偏角，種類，応用
- 単球面の焦点と焦点距離，像の形成，ガウスの式
- 光学系の行列表現，レンズのシステム行列
- レンズの概要，薄肉レンズにおけるレンズの公式
- 薄肉レンズの組み合わせ
- 理想光学系の主面，節点
- 厚肉レンズ主面，節点，光学中心，光学系における諸概念
- ミラー光学系の焦点，焦点距離，結像の公式，倍率
- 光線追跡，簡単な光学系における焦点距離などの計算，作図
- 収差の概要，球面収差
- 球面収差の解消，コマ収差，非点収差
- 像面湾曲，歪曲収差，色収差
- 全体のまとめ，光学系への応用について
- 定期試験
教科書
教科書を使わずに講義を行う.
キーワード
レンズ, プリズム, 収差, 光線光学, 反射鏡, 臨界角, 球面収差
