科目名 幾何光学(Geometrical Optics)
担当教員 中楯 末三
単位数 2
授業区分 学部_必修 講義
年次配当 2
開講年度学期 2017年度 前期
授業概要・学習成果との関連 【授業 の目的】
  本学科におけるレンズの一連の講義は、体系的に組まれており、日本の大学においては他に例をみないほど充実している。
  本講義はその導入部であり、光線およびレンズなどの光学素子の基本的概念を学び、光学素子の基礎技術を修得していくことを目標とする。
【授業 概要】
  光を光線としてとらえ、反射、屈折の理論を使って光学素子からの光線の振舞を理解する。これは光学系を使うことや、その設計に欠かせない知識である。特にレンズは、技術革新の激しい現代においても、これに代わるものがない特異な技術であり、その重要性は増大している。

<学習成果との関連>
下のリンクから、この科目についての「ディプロマポリシーにもとづく学習成果との関連」を見て、どのような力が身に付けられるかを確認してください。
{http://www.t-kougei.ac.jp/student/kyoumu/curriculum/cm_11A.pdf}
到達目標 ・光に関する学問の歴史やそれに関わった人物などを述べることができる。
・光の反射や平面鏡の結像ができる。
・スネルの法則を用いて屈折の計算ができる。
・プリズムによる光線の曲がりを計算できる。
・単一球面による結像が計算できる。
・薄肉レンズによる結像が計算できる。
・レンズの焦点距離が計算できる。
・結像倍率が計算できる。
・光線の作図やレンズによる結像を作図できる。
・肉厚レンズの主点位置を説明できる。
・主点位置を作図できる。
・簡単な光学機器を説明できる。
授業計画 1. ガイダンスと概要説明
2. 光の性質
3. 光学の歴史
4. レンズを作るには
5. 平面鏡と平面鏡による結像
6. 光の屈折(スネルの法則)
7. プリズム
8.単一球面と結像
9.薄肉レンズ
10. レンズの結像位置の計算法
11. レンズの像の作図法
12. レンズの倍率
13. 肉厚レンズと主点
14. 主点位置の作図法
15. 球面反射鏡と結像位置
履修上の注意 1. 電卓を使い四則演算ができることが必要です。
2. 文字式の簡単な演算ができることが必要です。
3. 三角形の相似や内角の和など、幾何の知識が必要です。
4. 定規やコンパスを用いて、平行線など光線の作図をします。
5. 教科書を配布するので、事前に学習することが必要です。
6. 章末にある演習解答を参考に、問題を解くと良いでしょう。
準備学習(予習,復習について) 文字式の計算、数値計算およびマトリクスが計算できるように、高校や大学1年までの数学の復習をしておくと良い。冊子を配布するので、毎回授業前までに45分程度をかけて予習をすること。配布された資料やノートを参考に復習をすること。授業後の復習では毎回45分程度かけて出された計算問題等について、もう一度自分で解いてみること。

*各回の準備学習の具体的な内容は、「ルーブリックへのリンク」からルーブリックを参照してください。準備学習は1項目あたり15〜30分の学習内容になっていますので、目安にしてください。
成績評価方法,試験方法及び課題(試験やレポート等)に対するフィードバックについて 【成績評価対象と基準】
 定期試験(70%)、授業での演習問題(20%)、レポート(10%)を点数化し、その総合点として成績評価する。
【試験方法】
 毎回演習問題を行う。筆記試験は持ち込み可。
【課題に対するフィードバック】
 毎回行う演習については、解答を行う。
教科書等 教科書 「幾何光学」(プリント)中楯末三 、  参考書  「例題でまなぶ 光学入門」谷田貝豊彦 著 森北出版(株) 定価2600円 、「レンズがわかる本」永田信一 著 日本実業出版社 定価1680円、 「結像光学入門」松居吉哉 著 啓学出版定価1860円
ルーブリックへのリンク http://www.t-kougei.ac.jp/student/kyoumu/rubric/2017/11204.pdf