シンクロトロン放射光発生論

Principles of Synchrotron Radiation Generation

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放射光工学分野科目

工学研究科

1年

HETMA5MCA1

2単位

講義 (Lecture)

2026年度前期

橋本 智

高度産業科学技術研究所／工学研究科・工学専攻・放射光工学分野

日本語

目標9

随時：ニュースバル放射光施設居室で。またはメールにて。 

hashi@lasti.u-hyogo.ac.jp

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1◎／2〇

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【講義目的】
本講義では相対論的電子ビームからの光子の発生原理（シンクロトロン放射）について理論的に説明する他、放射光利用研究に必要な知識を習得する。
【到達目標】
本講義の到達目標は、(1)シンクロトロン放射光の発生原理やその特徴を定性的に理解し説明できること、(2)挿入光源やコンプトン散乱ガンマ線源の基本的な原理を説明できることである。

サブタイトル：どのような運動をしていても相対論的電子から放射される電磁波は全て計算できる。
キーワード：シンクロトロン放射光、アンジュレータ、ウィグラー、自由電子レーザー、光束、光束密度、輝度、電磁場の遅延ポテンシャル

【講義内容】
荷電粒子からの電磁場放射は相対論と電磁気学で全て説明できる。本講義では最初に相対性理論・電磁気学・ベクトル演算等の基本を簡潔に解説した後、シンクロトロン放射の原理および特性を詳細に講述する。さらに挿入光源、自由電子レーザー、コンプトン散乱ガンマ線源に加えて、最近の新しい放射光源についても解説する。
【授業計画】
(1)本講義の目標や概要／シンクロトロン放射とは何か？／シンクロトロン放射光の利用／放射光施設
(2)相対性理論
(3)電磁気学・ベクトル演算
(4)電荷と電磁場／Lienard-Wiechert遅延ポテンシャル
(5) 加速される荷電粒子から放射される電磁場
(6) シンクロトロン放射の概要1／放射パワーの角度分布等
(7) シンクロトロン放射の概要2／Radiation Integral等
(8) シンクロトロン放射の概要3／臨界エネルギー等
(9) シンクロトロン放射の概要4／放射エネルギーの周波数分布等
(10) シンクロトロン放射の概要5／偏光特性等
(11) 挿入光源1 ウィグラー
(12) 挿入光源２ アンジュレーター
(13) 自由電子レーザー
(14)コンプトン散乱によるガンマ線生成
(15)シンクロトロン放射以外の「放射光」／新しい放射光源

ハイブリッド（対面）

● 本講義はニュースバル放射光施設にて対面で行う。
● 必要に応じて配信を行う。

全面的に許可

● 生成ＡＩの利用にあたっては『本学の教育における生成ＡＩの取扱いについて（学生向け）』の記載内容について留意すること。
● この授業においては、授業内、予習復習、レポート等を含む成果物作成等において生成ＡＩの利用を全面的に許可しており、生成ＡＩの利用について制限を設けないが、生成ＡＩによる出力結果をそのまま課題・レポートとして提出してはならない。
● 生成ＡＩの出力した内容について、事実関係の確認や出典・参考文献を確認・追記することが重要である。
● 使用した場合にその旨をレポート等に記載するかどうか等については、担当教員の指示に従うこと。

講義資料はユニバーサルパスポートにより配布

講義の中で随時紹介

【予習】授業に際して事前配布する講義スライド資料を事前読み込み（20ｈ）
【復習】レポート作成（`~2回、5ｈ）、講義内容の理解を深め定着させるために講義スライド教材を読み直し（30ｈ）

採用しない

【成績評価の基準】
各種加速器の加速原理や特性、基本的な加速器構成要素技術について説明できる者に単位を授与する。講義目的・到達目標に記載する能力の到達度に応じてSからCまで成績を与える。
【成績評価の方法】
レポート・小テスト（100％）を基準として、総合的に評価する。

レポートは原則、次の講義内で解説する。
定期試験は、授業評価アンケートの教員コメント欄に試験結果に関するコメントもあわせて記載する。

本講義はニュースバル放射光施設にて対面で行う。

該当しない

ニュースバル放射光施設
http://www.lasti.u-hyogo.ac.jp/NS

ビーム物理学研究グループ
https://www.lasti.u-hyogo.ac.jp/beam_physics/index.html