現実の物質中イオン・電子と光の相互作用を古典論・半古典論の範囲で説明し、複素屈折率の波長依存性について解説します。最後には複素屈折率の短波長極限がどうなるかまでたどり着きます。
0:00 イントロ(本動画の概要説明)
1:30 複素屈折率と誘電関数の関係(復習)
2:50 誘電関数の数学的性質と複素電気感受率(復習)
3:55 光と物質(固体)との相互作用の種類（光とイオン、光と自由電子、光と内殻/価電子）
光と固体中伝導電子(自由電子)との相互作用(Drude模型)
5:20 Drude模型における運動方程式
6:45 (補足)直流電気伝導度の導出
7:25 運動方程式を解いて得られる伝導電子の運動振幅
9:00 伝導電子による分極ベクトルと電気感受率と誘電関数
13:20 光学伝導度の導出と直流電気伝導度との関係
15:25 金属の複素屈折率・垂直反射率の振動数(波長)依存性の計算
22:55 Drude模型で得られる反射率と実際の値との比較
26:15 現実の金属の複素屈折率の波長依存性
光と固体中イオンとの相互作用(Lorentz模型)
27:25 Lorentz模型における運動方程式
29:35 イオンの運動振幅から得られる電気感受率の伝導電子からの寄与
31:35 イオンによる誘電関数とその振動数依存性
33:10 イオンの固有振動数と電子のプラズマ振動数の比較
34:40 なぜ「赤外線であったまる」のか？
36:20 現実の半導体・絶縁体の複素屈折率の波長依存性
38:35 赤外線で肉が焼ける理由
39:10 Drude模型・Lorentz模型だけでは説明できないことは何か？
固体中内殻/価電子と光の相互作用
40:05 固体中内殻/価電子の電子状態(量子力学)
42:00 内殻/価電子の光吸収を扱う(量子力学における)時間に依存した摂動論
43:30 長波長近似とその妥当性、そこから得られる摂動ハミルトニアン
46:00 摂動論における時間に依存したSchrödinger方程式とその計算
52:20 内殻/価電子の光吸収による双極子モーメント
56:30 内殻/価電子による複素電気感受率・誘電関数
59:45 価電子のバンド間遷移
1:05:50 現実の物質における複素屈折率の波長依存性
1:09:55 内殻/価電子の誘電関数への寄与とその高エネルギー極限
1:15:30 なぜ軟X線, 真空紫外線は大気を通ってこないのか？
1:17:35 誘電関数の高エネルギー(短波長)極限
1:20:15 複素屈折率の高エネルギー(短波長)極限
1:22:40 (再掲)現実の物質における複素屈折率の波長依存性
1:23:20 X線・γ線のしゃへいに鉛が有利なのはなぜか？
なお、動画中で指示のある「自作テキスト」は drive.google.c... からDL可能です。この自作テキストの印刷・再配布はしていただいて構いませんが改変はしないでください。
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大阪大学基礎工学部 電子物理科学科 物性物理科学コースの関山明教授による説明です。
関山研究室HP： decima.mp.es.os...
使用BGM: Start of the Day, to Blooming (作曲：shimtone氏)
#物性物理学 #光 #屈折率 #誘電関数 #波長依存性 #Drudeモデル #Lorentzモデル #バンド #金属 #半導体 #X線遮へい
16 окт 2024
