科目名 幾何光学演習(Geometrical Optics Seminar)
担当教員 豊田 光紀
単位数 1
授業区分 学部_必修 演習
年次配当 2
開講年度学期 2018年度 前期
授業概要・学習成果との関連 【授業 の目的】
光線に対する、レンズややミラーなど光学素子の作用を計算する方法を、演習を通して学び、光学の基礎であるガウス光学への理解を深める。
【授業 概要】
対となる「幾何光学」の講義で取り扱う、レンズ、プリズムやミラーなどの光学素子の振る舞いについて、演習問題を解くことで、幾何光学における結像・集光の具体的な計算方法を習得する。さらに、近軸近似(ガウス光学)に関する演習により、種々のレンズ公式の物理的な意味と、近似理論の有用性を理解できるようにする。
<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 ・ニュートンの式を使い、レンズによる結像が計算ができる。
・スネルの法則を理解し、プリズムによる光線の屈折・反射を計算できる。
・近軸近似やガウス光学の意味を説明できる。
・薄肉レンズによる結像が計算できる。
・光線の作図やレンズによる結像を作図できる。
・簡単な光学機器の結像結像関係を計算できる。
授業計画 1. レンズの式と倍率(1):凸レンズ
2. レンズの式と倍率(2):凹レンズ
3. 平面ミラーによる結像
4. スネルの法則による屈折角の計算
5. スネルの法則によるレンズ光線追跡
6. 三角関数の一次近似
7.光学における記号の定義
8.単一球面レンズの結像
9.薄肉レンズの結像
10.薄肉レンズの近軸光線追跡(1)
(薄肉凸および凹レンズの結像、倍率、像位置の作図法など)
11. 薄肉レンズの近軸光線追跡(2)
(組合せレンズの像位置の計算、望遠鏡などの像位置の作図法など)
12.作図法演習
13. 厚肉レンズの光線追跡
14. 球面ミラーの光線追跡
15. 到達度確認とまとめ
履修上の注意 幾何光学とのセットでの履修です。
授業中に計算および作図をするので、電卓、分度器と2枚の直角三角定規が必要です。 
準備学習(予習,復習について) 幾何光学のプリントを毎回授業前には45分程度かけて良く予習すること。
また、演習後はできなかった点などを振り返り、
45分程度かけてもう一度自分で課題を解いてみること。
*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】
授業での演習問題(70%)、授業での最終の演習問題(30%)を点数化し、
その総合点として成績評価する。
【演習方法】
 毎回演習問題を行う。
【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:適宜、講義内容に関するプリント資料を配布する。
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、「ヘクト光学1 基礎と幾何光学」ユージン・ヘクト 著 丸善 定価 4000円 
(※学内限定となります。)