キーワード
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顕微鏡，視覚，量子コンピュータ，量子ドット，金ナノ粒子
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授業の目標
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本授業のテーマは，光と量子です．
光は皆さんにとって身近な存在だと思います．我々は網膜で光を捉えることによってモノを見ます．このモノを見る能力は顕微鏡により大いに増強されます．それでは，モノを見る視覚の仕組みはどのようなものでしょうか？顕微鏡はどのようにして，我々には見えないモノを見せてくれるのでしょうか？
量子については馴染みのない方も多いかもしれません．量子力学は電子・原子や光子のようにミクロなモノの世界を記述する物理学です．実は，量子力学は皆さんの身近なところにも応用されています．ポインターや顕微鏡にも使われるレーザー光，ディスプレイなどに使われる量子ドットなどはその例です．また，従来のコンピュータでは解けない問題を解けると期待される量子コンピュータは，近未来のコンピュータとして近年注目を集めています．これらの量子デバイスはどのような仕組みになっているのでしょうか？
本授業では，上記の疑問に答えつつ，教室でできる簡単な実験やノーベル賞などの身近な例を通して，光と量子の世界について学ぶことを目標とします．科学的知識を前提としない平易な表現で授業を進めるので，半期を通じて一緒に光と量子の世界を覗いてみましょう！
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到達目標
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1. 授業で学んだ内容を簡潔にまとめて説明できる．
2. 光と量子に関する題材について自ら調査・考察をおこない，その結果をレポートにまとめることができる．
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授業計画
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第1回 ガイダンス（全員）
第2回 身の回りの光（鈴木）
第3回 虹を作る（鈴木）
第4回 顕微鏡を作る（鈴木）
第5回 2017年ノーベル化学賞「クライオ電子顕微鏡」（鈴木）
第6回 光の三原色の由来（水野）
第7回 身近な例で知る量子論（水野）
第8回 量子コンピュータ入門（水野）
第9回 2022年ノーベル物理学賞「ベルの不等式の破れ」（水野）
第10回 光と物質の相互作用（岡本）
第11回 ナノ粒子：細胞よりも小さな物質（岡本）
第12回 意外と身近な金ナノ粒子（岡本）
第13回 2023年ノーベル化学賞「量子ドット」（岡本）
第14回 教員の研究紹介で知る光と量子のフロンティア（全員）
第15回 電子科学研究所見学（全員）
※括弧内は担当教員．担当教員の都合により，授業の順番が前後する可能性があります．
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準備学習(予習・復習)等の内容と分量
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予習としては，各テーマについて事前に調べておくことが望ましいです．
復習は，授業で配布される資料などを基にして，授業の概要をまとめることが必要です．
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成績評価の基準と方法
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1. 単位認定の必要条件：
授業に12回以上参加することを単位認定の必要条件とします．
2. 成績評価：
基本的には，各担当教員の講義内容に関するレポート（計3件）とします．
さらに，授業中や研究所見学時における積極的な発言は加点対象とします．
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有する実務経験と授業への活用
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他学部履修の条件
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テキスト・教科書
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授業中に資料を配布します．必要に応じて授業中に参考書を紹介します．/ Lecture materials will be distributed. References will be introduced in the lectures as necessary.
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講義指定図書
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特になし/None
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参照ホームページ
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研究室のホームページ
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水野 https://mlns.es.hokudai.ac.jp/
鈴木 http://cxo-www.es.hokudai.ac.jp/
岡本 https://bijulab.main.jp/jp/
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備考
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更新日時
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授業実施方式
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