Ｑ．マクスウェル方程式がほとんどわからない（Ｈ１高山、H2斎藤，中嶋、細谷直）授業の最後の方のすすみが早い（Ｈ２広岡）→Ａ．いきなり難しい話で申し訳ありません。今週もう一度、説明します。

Ｑ．∇が出てきたが、光物性に幾何学が必要なのか。これからも沢山使うのかと心配。（Ｈ１ Ｓさん）→Ａ．こちらこそ、こんな学生が電気電子にいるのかと心配です。∇（ナブラ）というのはベクトル解析に出てくる微分記号で、幾何学の言葉ではありません。∇を知らないと、理科系の大学生の資格がありませんよ。 Div. Rot. などをきちんと勉強して下さい。

Ｑ．∂D/∂tがコンデンサの時の電流と同じで、Jが抵抗の時の電流と同じに考えられるというのが分からない。(H2塩谷)→ Ａ．コンデンサの電荷Ｑは極板間の電束に比例します。コンデンサに流れ込む電流Iを分したのが電荷Ｑですから、電流はＱを微分したものです。従って電束密度Ｄを微分したものに相当します。Ｊ＝σＥです（σは導電率）から抵抗を流れる電流そのものです。

Ｑ．真空を電波が通ることがわからなかった。（Ｈ１小田島）→Ａ．光は真空中を進みます。これで実感して下さい。電磁気学では真空中の電束や磁束を考えますね。電磁気学では、媒質の無い場合にも電界や磁界があるということを、頭ごなしに認めています。しかし、これをもっと深く追求すると相対論に行き着くのです。

Ｑ．サングラスの選び方のコツ（Ｐ伊藤弘）→Ａ．サングラスには可視光線の強度を下げるだけでなく、紫外光の強度を下げ目を保護する働きもあります。この目的には吸収型のサングラスが適しています。一方、反射光のまぶしさを防ぐためには、反射光の偏光性を利用した偏光サングラスが力を発揮します。

Ｑ．蛍光灯の寿命は何が原因か、その時黒くなるのはなぜか（Ｈ１登守）→Ａ．蛍光灯の両端にはフィラメントがあって点灯の最初にここに電圧がかかる様になっており、フィラメントが熱せられて電子が放出され放電の引き金となります。 古くなるとフィラメントの金属原子が放電の際の荷電粒子の衝撃で放出され、寿命となります。

Ｑ．自由電子レーザとは何か。（Ｈ１中埜）→Ａ．シンクロトロンにおける電子を周期的交替磁界をもつウィグラーに入れ、電磁波を増幅する装置。Ｘ線のレーザが出来るのです。

Ｑ．波動性と粒子性は光子や電子だけでなくどんな物質にも成立するのか（Ｈ１天野）→Ａ．陽子や中性子についても勿論相補性があります。従って、存在確率として考える必要があります。シリコンに入れられたプロトン（水素イオン）は結合の間を行ったり来たりトンネルしますが、これも存在確率という考えで説明できます。しかし、多くの陽子、中性子、電子からできた物質が、全体としてトンネルする確率は０と考えて差し支えありません。

Ｑ．光子の数を測定し、光強度を求めると言っていたが、何を測定して光子の数を数えているのか（Ｈ１石川）→Ａ．光電管という光センサでは、１個の光子に対して１個の光電子が放出されます。従って、光電流がパルス状に流れますからその数を数えればよいのです。しかし、実際のセンサには、暗電流が流れるので、特殊な装置で、光の当たらないときのパルス数を数えておき、光が当たったときとの差を計算しています。

Ｑ．人間と動物の可視光線の範囲の違いは(H1横山, H2岡)→Ａ．蝶は紫外線を感じることが知られています。哺乳動物も環境によって可視光の範囲が微妙に違います。また、猫や犬は色彩を感じませんが、猿は識別します。それによっても可視光の範囲はことなります。

Ｑ．可視光線などの光線の違いはどのように決めたのか（H2鈴木康）→Ａ．質問の意味が分からない。

Ｑ．長波よりも長い波長の電磁波は何に利用されているのか（Ｈ１富松）→Ａ．数kHz〜数10kHzの交流（電磁波）は、インバータのチョッピングなどに使われていますが、電波としてはあまり飛ばないので利用されていません。

Ｑ．短波放送の送信・受信方法（Ｈ２細谷周）→Ａ．受信は、短波付きのラジオさえあればＯＫです。夜になると世界中の電波が飛び込んできます。送信は専用の送信機とアンテナが必要です。アマチュア無線をやっている人達に聞いて下さい。

Ｑ．電子レンジはどうやって温めているのか（Ｐ有衛）→Ａ．電子レンジではマイクロ波が食品に発射されますが、食品の誘電率に虚数部が存在すると、抵抗と同じ働きとなり、電力の消費が起きます。本日の講義で説明します。

Ｑ．中赤外線、近赤外線、近紫外線、真空紫外線は何に利用されるか（Ｈ１小田島）真空紫外線は何に利用するか(H2小林美)→Ａ．物質を過熱すると赤外線が出ますので、温度センサーとしては赤外線を検出するのが有利です。真っ暗のやみでも物質が出す赤外線を使った赤外線イメージングが出来ます。また中赤外線には、水蒸気などの減衰を受けにくい波長もあるので、かなり遠くから、熱源を監視できます。 リモートセンシングやミサイルの戦闘機追尾装置などに使われています。近赤外線は光ファイバ通信に使われていますし、一部のカメラのオートフォーカス、自動ドアや自動水栓などにも使われます。近紫外線は、ブラックライトと言って蛍光物質に当てて光らせるものや（警察のルミノール反応など）、殺菌消毒灯、半導体デバイス製造用のフォトリソグラフィーの光源に使われます。シンクロトロンから発生される真空紫外線は、光化学反応や高精細度のフォトリソグラフィに使われるはずです。

Ｑ．マイクロ波が電力を送るというのを聞いたことがあるが・・（Ｐ箕原）→Ａ．マイクロ波ではアンテナを工夫すると光のように直進しますから、かなりの強い電力の電磁波を送ることが出来ます。人工衛星で発電したエネルギーをマイクロ波に変えて地球に送電することも研究されています。最もそのビームに鳥が通ると焼き鳥になって落ちてくるかもしれませんね。Ｑ．サブミリ波は何に使うか（Ｈ２平井）→Ａ．マイクロ波に変わる次世代の通信手段として考えられています。

Ｑ．Ｘ線はなぜ身体を通り抜けるのか（Ｐ佐藤昭）→Ａ．身体を構成している炭素や水素などの軽い元素のＸ線吸収係数はかなり小さくなります。例えばCuのＫα線(1.3Å)のＸ線に対する吸収係数は、水素では、0.4cm-1, 炭素では2.84ですが、金属では大きく鉄は199cm-1、鉛は150cm-1です。電磁波の吸収は、電子状態の基底状態と励起状態の間の光学遷移によりますが、金属は炭素や水素に比べ、電子数が多いので状態密度が高く、このため、吸収が強いのです。（光学遷移のことは、この講義の後半で話します。

Ｑ．Ｘ線による情報伝送はあり得るか（Ｈ２山本一）→Ａ．原理的には将来可能でしょうが、危険性を伴うので、宇宙とか特殊用途にしか用いられないのではないでしょうか。

Ｑ．違う周波数の波が衝突したときの乱れがあるのか（Ｐ槙）→Ａ．普通の空気中で、通常の強度の電磁波を扱っている限り、異なる周波数の電磁波同士は「直交」しており、互いに影響を及ぼすことなく通り抜けます。しかし、非線形媒体を非常に強い電磁波が透過しますと、２つの周波数の和、差の周波数のほか、それぞれの２倍の周波数、および、直流分が生じます。特に電磁波として光を考えるとき、これらを総称して非線形光学効果と呼びます。

Ｑ．なぜ、TVでは映像がAMで音声がFMなのか（Ｈ１川原）→Ａ．あくまで、これは、米国や日本のNTSC方式のTVであって、ヨーロッパのPALでは音声はAMです。また、BSのBモードでは音声はPCMです。それぞれの方式における周波数帯域の制限のなかで、最大限に情報を送るために工夫されているのです。ちなみに、忠実度の高いFM方式はAMに比べて非常に情報量が多いので、遙かに広い周波数帯域を必要とします。ディジタル式(PCM)はもっとたくさんの帯域を必要とします。

Ｑ．TVなどで音声と映像を同時に発信して乱れることはないのか（Ｐ井上）→Ａ．TVでは、音声も、映像も同じ超短波に重畳して送っています。映像信号は振幅変調(AM),音声信号は周波数変調(FM)で送信しています。普通のFM受信機でTVの96MHz付近に合わせると1CHの音声が聞こえるのはこのためです。勿論、映像信号と音声信号が干渉しないように、バンドパスフィルタなどを使ってきちんと分離しています。

Ｑ．音声波形は複雑な形をしているのに、普通の正弦波の周波数だけ、または、振幅だけを変えてラジオ音声になるのはちょっと納得できない（Ｐ中谷）→Ａ．君は「変調」をわかっていないですね。搬送波（信号の周波数よりはるかに高い周波数をもつ正弦波の電磁波）の振幅を君のいう複雑な波形で変形して大きくしたり小さくしたりするのは振幅変調、搬送波の周波数を音声の複雑な波形に従って高くしたり低くしたりするのが周波数変調です。更に詳しくは電気電子の通信工学の授業を受けて下さい。

Ｑ．電離層で電波が跳ね返るのはどういう現象か。太陽の黒点周期との関係は？（Ｈ１柴生田）→Ａ．電離層は気体の分子がイオン化して正負の電荷が分かれた状態（プラズマ）です。ここに電離層のプラズマの固有振動数以下の周波数の電磁波が入ると、遮蔽がおき、電離層の中を電磁波が通り抜けられない状態となります。それで、全反射するのです。太陽の黒点活動が盛んになると、高エネルギーの粒子が入射して電波が乱れるのは、電離層のプラズマ状態が変化し、プラズマの固有振動数に変化が出るためではないでしょうか。

Ｑ．MDはNとSの磁化をレーザーで読むのか（Ｐ永名）→Ａ．そうです。再生には磁気光学効果を用います。詳細は、この講義の何処かでお話しする予定です。（今、知りたいなら、拙著「光と磁気」をお読み下さい。）

Ｑ．DVDの開発はピットの長さや幅を小さくするのとレーザの波長を短くするのとどちらが大切か（Ｐ永名）→Ａ：ピットを小さくすることは今でも可能です。短波長レーザさえあれば、かなり高密度化できます。

Ｑ．ＤＶＤ・ＲＡＭの仕組み（Ｈ２山崎）→Ａ．相変化ディスクと同じです。アモルファスと結晶の相変化を利用します。

Ｑ．ＭＰＥＧ layer3について（Ｈ１小柳）→Ａ．申し訳ないが、わかりません。通信工学の先生に聞いて下さい。

Ｑ．どうして超音波でガラスが割れるのか（Ｈ１佐々木）→Ａ．物質中に強い弾性振動を作るので、そのひずみが、物質の破壊限界を超えると割れるのです。

Ｑ．宝石の構造がわかれば人工的に作り出せるのか（Ｈ１向山）→Ａ．YES．ルビーレーザーに使うルビーやガーネットやチタンサファイヤレーザのサファイヤは人工的に作られています。宝石より欠陥が無く結晶性がよいのですが、換えって高いのです。

Ｑ．佐藤先生の得意分野は？（Ｈ２高森）→Ａ．磁性体、磁性半導体、磁気光学効果、化合物半導体光物性、結晶工学、超伝導などです。詳しくはホームページを見て下さい。

Ｑ．光物性工学の教科書（Ｈ２チャン）→Ａ．山田・佐藤他著「機能材料のための量子工学」（講談社）の第４章を用います。

Ｑ．絶縁破壊というのはどんなことか（Ｈ２チュア）→Ａ．本来絶縁物であったものが高電圧のために電流の通路ができてしまうことをいいます。空気の場合には気体の分子がイオン化してプラズマ状態になると絶縁性を失います。