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ジョーンズ計算法

索引 ジョーンズ計算法

ョーンズ計算法(ジョーンズけいさんほう)は光学において偏光を記述・計算するために、1941年にによって発明された計算法。 偏光はジョーンズベクトルで記述され、線形光学素子はジョーンズ行列で記述される。光が光学素子を通過するとき、その出射光の偏光は、光学素子のジョーンズ行列と入射光のジョーンズベクトルの積となる。 ここで注意が必要なのは、ジョーンズ計算法を適用できるのは完全に偏光した光だけだということである。非偏光及び部分的偏光、あるいはインコヒーレント光はで取り扱わなければならない。.

16 関係: 偏光実数屈折率干渉 (物理学)位相速度ルビーブラ-ケット記法ブロッホ球フッ化マグネシウム光学光学軸回転行列石英金紅石虚数単位方解石

偏光

偏光(へんこう、polarization)は、電場および磁場が特定の(振動方向が規則的な)方向にのみ振動する光のこと。電磁波の場合は偏波(へんぱ)と呼ぶ。光波の偏光に規則性がなく、直交している電界成分の位相関係がでたらめな場合を非偏光あるいは自然光と呼ぶ。 光電界の振幅は直交する2方向の振動成分に分解できることが分かっている。普通の光は、あらゆる方向に振動している光が混合しており、偏光と自然光の中間の状態(部分偏光)にある。このような光は一部の結晶や光学フィルターを通すことによって偏光を得ることができる。.

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実数

数学における実数(じっすう、 nombre réel, reelle Zahl, real number)は、様々な量の連続的な変化を表す数の体系である。実数全体の空間は、途切れのなさにあたる完備性とよばれる位相的な性質を持ち、代数的には加減乗除ができるという体の構造を持っている。幾何学や解析学ではこれらのよい性質を利用して様々な対象が定義され、研究されている。一方でその構成方法に自明でない手続きが含まれるため、実数の空間は数学基礎論の観点からも興味深い性質を持っている。また、自然科学における連続的なものの計測値を表すのに十分な数の体系だとも考えられている。 実数の概念は、その形式的な定義が19世紀に達成される前から数の体系として使われていた。「実数」という名前は複素数の概念が導入された後に「普通の数」を表現する言葉として導入されたものである。.

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屈折率

屈折率(くっせつりつ、)とは、真空中の光速を物質中の光速(より正確には位相速度)で割った値であり、物質中での光の進み方を記述する上での指標である。真空を1とした物質固有の値を絶対屈折率、2つの物質の絶対屈折率の比を相対屈折率と呼んで区別する場合もある。.

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干渉 (物理学)

2波干渉 物理学における波の干渉(かんしょう、interference)とは、複数の波の重ね合わせによって新しい波形ができることである。互いにコヒーレントな(相関性が高い)波のとき干渉が顕著に現れる。このような波は、同じ波源から出た波や、同じもしくは近い周波数を持つ波である。.

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位相速度

位相速度は周期的な波の速度と見ることができる。赤点は位相速度で移動しているが、円周上の1点の移動でもあり、特定の位相(特定の円周位置)、この場合は波の頂上を赤点によって位相速度を直線上の移動として示している。 位相速度(いそうそくど、英:Phase velocity)は、位相、すなわち波の山や谷の特定の位置が移動する速度のことである。 速度は多くの場合、直線を移動する速さ、すなわち単位時間当たりに進んだ距離を表す。 位相速度は円の外周の1点がどれだけの速度で移動するかを表す。定位置で回転する円の外周の1点の高さだけに注目するとそれは上下することとなるが、その上下の状態を縦軸とし、横軸を時間軸とするとその1点は正弦波で表される。円周上の1点は正弦波の波一つの山であったり、谷であったりする。 位相速度はその1点の外周での移動速度を表し、その円が回転して直線を移動するなら、位相速度は直線での移動速度と言える。 これとよく似た日常で見かけるわかりやすい例として、「いも虫の歩行」がある。 歩行しているいも虫を見ると波打たせながら歩行している。上か横から見ると「こぶ」が波打っている。「こぶ」の波打ちが位相速度、いも虫そのものの移動が群速度と考えると理解しやすい。 正弦波である波動を起こす回転物の角速度(または角周波数)を ω(ラジアン毎秒(rad/s))とし、 車輪の様に回転し外周で1秒間に移動した距離(長さ)における位相の進行度合でこれを波数k(rad/長さ)と呼び、 1点の円周上の移動速度、すなわち位相速度は \mathbf_\phi(長さ/s)で表される; \mathbf_\phi.

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ルビー

ルビーの指輪 ルビーの指輪 ルビー(Ruby、(ルービィ)、紅玉)は、コランダム(鋼玉、Al2O3)の変種である。ダイヤモンドに次ぐ硬度の、赤色が特徴的な宝石である。 天然ルビーは産地がアジアに偏っていて欧米では採れないうえに、産地においても宝石にできる美しい石が採れる場所は極めて限定されている。また、3カラットを超える大きな石は産出量も少ない。それゆえ、かつては全宝石中で最も貴重とされ、ダイヤモンドの研磨法が発見されてからも、火炎溶融法による人工合成ができるまでは、ダイヤモンドに次ぐ宝石として扱われた。 7月の誕生石。石言葉は「熱情・情熱・純愛・仁愛・勇気・仁徳」など。語源はラテン語で「赤」を意味する「ルベウス」 (rubeus) に由来する。.

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ブラ-ケット記法

ブラ-ケット記法(ブラ-ケットきほう、bra-ket notation)は量子力学における量子状態を記述するための標準的な記法である。 この名称は、2つの状態の内積が'''ブラケット'''を用いて のように表され、この左半分 をブラベクトル、右半分 をケットベクトルと呼ぶことによる。この記法はポール・ディラックが発明したため、ディラックの記法とも呼ぶ。.

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ブロッホ球

ブロッホ球(ブロッホきゅう、bloch sphere)とは、物理学者、フェリックス・ブロッホ(Felix Bloch)にちなんで名付けられた、二つの直交する純粋状態の重ね合わせで表現できる量子状態を単位球面上に表す表記法である。従って、量子ビットの純粋状態はブロッホ球上の点として視覚的に表現することができる。 量子ビットの任意の純粋状態 は以下のような と の重ね合わせで表現できる。 |\psi\rangle.

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フッ化マグネシウム

フッ化マグネシウム(フッかマグネシウム、magnesium fluoride)は、組成式 MgF2 で表される無機化合物の一種。白色の結晶性粉末で、式量は 62.30。CAS登録番号は 。 密度は3.15g/cm3。融点は1248、沸点は2260である。水への溶解度は8.7mg/100g (18)。 単結晶では0.11–7.5μmの透過波長領域をもち、紫外域での偏向素子として用いられる。また、超低屈折率光学膜材料として光学ガラスへ蒸着して反射防止膜に用いられる。.

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光学

光学(こうがく、)は、光の振舞いと性質および光と物質の相互作用について研究する、物理学のひとつの部門。光学現象を説明し、またそれによって裏付けられる。 光学で通常扱うのは、電磁波のうち光と呼ばれる波長域(可視光、あるいはより広く赤外線から紫外線まで)である。光は電磁波の一種であるため、光学は電磁気学の一部門でもあり、電波やX線・マイクロ波などと類似の現象がみられる。光の量子的性質による光学現象もあり、量子力学に関連するそのような分野は量子光学と呼ばれる。.

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光学軸

方解石の複屈折 光学軸(こうがくじく、)は、光学異方性である複屈折結晶において、光を入射しても光が分かれない方向のことである。光軸(こうじく)とも呼ばれる。 簡単に説明すると、右の写真において、方解石を通すと文字が二重に見えてしまうが、二重に見えなくなる方向があり、それを光学軸と呼ぶ。 光学系における光軸()と混同しないよう注意する必要がある。.

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回転行列

線型代数において、回転行列(かいてんぎょうれつ、rotation matrix)とは、ユークリッド空間内における原点中心の回転変換の表現行列のことである。 二次元や三次元では、幾何学、物理学、コンピュータグラフィックスの分野での計算に非常によく使われている。大半の応用で扱うのは2次元や3次元の回転だが、一般の次元でも回転行列を定義することができる。 n 次元空間における回転行列は、実数を成分とする正方行列であって、行列式が 1 の n 次直交行列として特徴づけられる: n 次元の回転行列の全体は特殊直交群(あるいは回転群)と呼ばれる群をなす。.

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石英

水晶砂 石英(せきえい、、、クォーツ、クオーツ)は、二酸化ケイ素 (SiO₂) が結晶してできた鉱物。六角柱状のきれいな自形結晶をなすことが多い。中でも特に無色透明なものを水晶(すいしょう、、、ロッククリスタル)と呼び、古くは玻璃(はり)と呼ばれて珍重された。 石英を成分とする砂は珪砂(けいしゃ・けいさ、、)と呼ばれ、石英を主体とした珪化物からなる鉱石は珪石と呼ぶ。.

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金紅石

金紅石(きんこうせき、rutile、ルチル)は、二酸化チタン(TiO2)の結晶のひとつ。正方晶系の鉱物である。同様の組成式で表される鉱物に鋭錐石(アナテース)、板チタン石(ブルカイト)がある。名はラテン語の「rutilus」(金紅色)に由来する。チタンの重要な鉱石鉱物。 火成岩や変成岩などに広く産する。石英(水晶)の中に針状結晶が入ることがあり、「針入り水晶」などと呼ばれる。 チタンの製造や宝石などに使用される。.

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虚数単位

虚数単位(きょすうたんい、imaginary unit)とは、−1 の平方根(2乗して −1 になる数)である2つの数のうちの1つの数のことである(どちらかを特定することはできない)。そのような数を記号で i または \sqrt で表す。 任意の実数の2乗は0以上なので、虚数単位は実数でない。数の概念を複素数に拡張すると登場する数である。 虚数単位の記号 i は imaginary の頭文字から採られている。ただし、i を別の意味(電流など)の記号として使う場合は、虚数単位を j などで表すことがある(どの文字を用いるかは自由である。その場合にはどの文字を用いるかを初めに必ず宣言する)。 積の交換法則が成り立たないことを許容すると、異なる3個以上の虚数単位からなる数の体系(非可換体)を考えることができる。3個の虚数単位の場合は i,j,k、7つ以上の虚数単位の組には i_1,i_2,\cdots といったように一つずつ添字を付けて表すことが多い。.

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方解石

複屈折を示す方解石 方解石(ほうかいせき、calcite、カルサイト)は、鉱物(炭酸塩鉱物)の一種。組成は炭酸カルシウム(CaCO3)。 比重2.7。モース硬度3。六方晶系。.

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