目次

1章 光の基本事項

  1.1 光の基本的性質

  1.2 屈折率と光速

  1.3 光波の表示

  演習問題

2章 ホイヘンス-フレネルの原理から学ぶ基本現象

  2.1 ホイヘンス-フレネルの原理

  2.2 ホイヘンス-フレネルの原理による波面の伝搬

  2.3 平面波と球面波の伝搬特性

  2.4 ホイヘンス-フレネルの原理の回折問題への展開

  演習問題

3章 ホイヘンス-フレネルの原理から学ぶ反射と屈折特性

  3.1 ホイヘンス-フレネルの原理の屈折と反射への適用

  3.2 フレネルの公式:振幅反射率と振幅透過率

  3.3 ストークスの関係式

  3.4 ブルースターの法則

  3.5 全反射:波動的振る舞い

  3.6 光強度反射率と光強度透過率

  演習問題

4章 ホイヘンス-フレネルの原理から学ぶ球面光学系による結像特性

  4.1 球面反射鏡による結像特性

  4.2 単一球面での屈折による結像特性

  4.3 薄肉レンズによる結像特性

  演習問題

5章 フェルマーの原理から学ぶ反射と屈折特性

  5.1 フェルマーの原理

  5.2 幾何光学の三法則とマリュスの定理

  5.3 フェルマーの原理と変分原理

  5.4 フェルマーの原理と光線方程式の関係

  演習問題

6章 フェルマーの原理から学ぶ非球面・球面光学系による結像特性

  6.1 フェルマーの原理と結像特性の関係

  6.2 非球面反射鏡による結像特性

  6.3 球面反射鏡による結像特性

  6.4 薄肉レンズによる結像特性

  6.5 球面レンズの波面変換作用

  演習問題

7章 重ね合わせの原理から学ぶ光学現象の基礎

  7.1 重ね合わせの原理と波動方程式の線形性との関連

  7.2 重ね合わせと関係する数学的手法

  7.3 群速度と位相速度

  7.4 反射による定在波

  演習問題

8章 重ね合わせの原理から学ぶ干渉

  8.1 二光波干渉:反射がない場合

  8.2 多重ピンホールによる干渉

  8.3 二光波干渉:反射を伴う場合

  8.4 等厚干渉

  8.5 3層構造での多重反射による干渉

  8.6 3層構造に対する干渉理論の応用

  8.7 可干渉性を考慮した干渉

  演習問題

9章 重ね合わせの原理から学ぶ回折

  9.1 回折の基礎:キルヒホッフの理論

  9.2 回折の分類と概要

  9.3 単スリットによるフラウンホーファー回折

  9.4 方形・円形開口によるフラウンホーファー回折

  9.5 複数開口によるフラウンホーファー回折

  9.6 フレネル回折

  9.7 回折を用いた結像作用

  9.8 反射型回折格子

  演習問題

10章 重ね合わせの原理から学ぶ偏光

  10.1 偏光の形状

  10.2 偏光度の記述法

  10.3 円偏光の重ね合わせによる直線偏光と楕円偏光の表示

  10.4 異方性物質での偏光の振る舞い

  10.5 偏光の変換とその記述法

  演習問題

11章 行列法による厚肉レンズ等の結像特性

  11.1 薄肉レンズと厚肉レンズの関係

  11.2 行列法での基本式

  11.3 厚肉レンズによる結像特性

  11.4 球面反射鏡による結像特性

  11.5 合成光学系の結像特性

  演習問題

12章 光学系に関する諸概念

  12.1 開口絞りと瞳

  12.2 焦点深度と被写界深度

  12.3 測光

  12.4 光学系の明るさ

  12.5 収差

  12.6 光学系の空間分解能

  12.7 光学伝達関数(OTF)

  演習問題

13章 電磁波の特性

  13.1 媒質中のマクスウェル方程式と構成方程式

  13.2 無損失・等方性物質での波動方程式

  13.3 電磁波を形成する電磁界の関係式

  13.4 電磁波エネルギーとポインティングベクトル

  13.5 不連続面での境界条件

  演習問題

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