単位数: 2. 担当教員: 浅井 圭介, 藤本 裕. 開講年度: 2024. 開講言語: 日本語／英語 J/E.
Google Classroomのクラスコードは工学研究科Webページ
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-g.html
（大学院シラバス・時間割・履修登録）にて確認すること。
分子物理化学の広範な内容のうち，分子の光物性に焦点を絞った講義を行う．まず，巨視的理論にパラメータとして現れ，光物性実験における測定対象ともなる種々の光学量を古典的な理論で扱う手法を述べる．次に，光を古典的電磁波とし，受け手の分子を量子論的に記述する半古典論による議論を経た後，光の本性を解き明かすべく，量子化を通して光子の概念を導入する．さらに，電子励起を量子論に基づいて議論する方法を講じ，光学遷移の本質的理解を図る．この講義を通じ，分子と光との相互作用の探究において，実測対象となる光学過程に係るスペクトルや考慮すべきダイナミクスを，適切な理論体系の適用で記述・把握する能力を受講者に会得していただくことを目指す．
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/english/academics/master.html (under "Timetable & Course Description")
Optical spectroscopy is one of the most important methods to characterize the electronic properties of molecules and the states of matter. In this course, light–matter interaction will be treated within the framework of classical electromagnetics and mechanics. Subsequently, electrons in matter, and finally, light, will be treated with quantum mechanics, and optical transitions will be quantitatively discussed. Furthermore, several models will be introduced to describe actual optical transitions. The objective of this course is to give students the ability to describe the excited states of molecules in a modern theoretical framework based on experimentally-obtained spectra and dynamics.
受講生は、受講に先立って、電磁気学とベクトル解析に関する基礎的な知識を習得しておくことが望ましい。
It is advisable for students to acquire a basic understanding of electromagnetism and vector analysis before the course begins.
１． 古典論
１．１ マクスウェル方程式と電磁波
１．２ マクロな光学定数、複素誘電率
１．３ クラマース-クローニッヒの関係式
１．４ ローレンツモデル
１．５ 電気双極子からの光の放出
２． 半古典論および量子論
２．１ 時間に依存した摂動論と光学遷移
２．２ 光の量子化、生成消滅演算子
２．３ 光の量子化による光学遷移の記述
３． 光学遷移と励起状態ダイナミクスの実際
３．１ 電子の自由度と核の自由度との相関
３．２ 配位座標モデルとフォノンの導入
３．３ 局在電子のスペクトル
３．４ 半導体のスペクトル
３．５ ルミネッセンス
３．６ 励起エネルギー移動
1. Classical theory
1.1 Maxwell equations and electromagnetic wave
1.2 Macroscopic optical constants and complex dielectric constants
1.3 Kramers–Kronig relation
1.4 Lorentz oscillator model
1.5 Emission of electromagnetic wave from electric dipoles
2. Semi-classical theory and quantum mechanical theory
2.1 Time-dependent perturbation
2.2 Quantization of light, creation–annihilation operator
2.3 Description of optical transitions using quantization of light
3. Actual optical transitions
3.1 Correlation between electronic and nuclear degrees of freedom
3.2 Configuration coordinate model and phonons
3.3 Spectra of localized electrons
3.4 Spectra of semiconductors
3.5 Luminescence
3.6 Excitation energy transfer
・到達目標や授業内容に応じた準備学習が求められる．
・履修者が自ら主体的に計画と目標を立て，自律的に準備学習に取り組むことを期待する．
Students are required to prepare for class according to the goal and contents of each class.
Students are strongly expected to voluntarily develop a plan, formulate goals and to undertake preparatory learning.
出席状況や課題レポートを総合的に評価する．
Submitted reports, attendance and so on are evaluated.
相談受付月日 ： 木曜日 10：00-15：00
場所 ： 各回の担当教員の居室
相談内容等 ： 事前にアポイントを取ること。
Consultation hours: Thursdays, 10:00 AM to 3:00 PM
Location: Instructors' offices for each session
Consultation details: Please schedule an appointment in advance.