光と物質の相互作用
−外部場の中の原子・分子の挙動および非線形光学−

［コードNo.07NTS191］

本書は、これから光を操る、あるいは操ろうとしている研究者（院生以上）、技術者のための絶好のテキストである。
物理学、化学、工学といった専門分野から参入する研究者にも親近感がもてるように書かれており、本書では、読者の理解度を増すために各章毎に練習問題や、さらに詳しく学ぶための教科書を紹介している。
巻末には、参照文献、訳者追加参考図書などが充実！

執筆者

詳細目次

翻訳にあたって
序言
第1部　光と物質の相互作用─原子、分子、外部磁場
第1章	水素様イオン─１個の電子をもつ原子（イオン)
1	ボーアの原子モデル
2	量子力学による水素様イオンの解釈─束縛状態
2.1	波動関数の角度部分
2.2	波動関数の動径部分とエネルギー状態
2.3	動径部分の厳密解─水素様イオン
2.4	エネルギー単位と原子状態
3	非相対論的状態の分類
3.1	偶奇性（パリティ）
3.2	縮重度
4	エネルギー準位に対する補正
4.1	相対論的運動
4.1.1	電子スピンとディラック方程式
4.1.2	水素原子の相対論的状態
4.1.3	水素様イオンのスピンを含む波動関数
4.2	微細構造とスピン−軌道相互作用
4.3	リュードベリ系列
5	連続状態 さらに詳しく学ぶための教科書 練習問題
第2章	多電子原子の構造
1	概論
2	角運動量の結合形式
2.1	LS 結合別名 Russell-Saunders 結合
2.2	jj 結合
2.3	中間的結合すなわちペア結合
2.4	結合形式の間での相互変換
3	微細構造 さらに詳しく学ぶための教科書 練習問題
第3章	直流場の中におかれた原子
1	外部電場と外部磁場
1.1	シュタルク効果
1.1.1	線形シュタルク効果
1.1.2	2次のシュタルク効果
1.2	ゼーマン効果
2	超微細構造
2.1	磁気相互作用
2.2	の表式
2.3	超微細構造間のゼーマン効果
2.4	電気四重極子モーメントによる寄与 さらに詳しく学ぶための教科書 練習問題
第4章	交流場の中におかれた原子
1	電磁場の印加
1.1	電磁場のハミルトニアン
1.2	電磁場に対するクーロンゲージ
2	自由電子の波動関数
3	放射遷移
3.1	1光子遷移
3.2	2光子遷移
3.3	遷移確率─フェルミの黄金則
3.3.1	縮重度
3.3.2	単色光と非単色光
3.4	遷移強度─吸収スペクトル
3.4.1	線強度
3.4.2	遷移断面積
3.4.3	振動子強度
3.5	遷移強度─発光スペクトル
4	原子遷移の選択則
4.1	電気双極子（E1）遷移の選択則
4.2	磁気双極子（M1）遷移の選択則
4.3	電気四重極子（E2）遷移の選択則
5	原子スペクトル
5.1	リュードベリ系列
5.2	自動イオン化
5.3	高出力レーザーによる光イオン化 さらに詳しく学ぶための教科書 練習問題
第5章	2原子分子
1	ハミルトニアン
2	ボルン・オッペンハイマー近似
3	原子核の運動に対する方程式
3.1	U(R) に対する調和振動子近似
3.2	U(R) の高次項
3.3	振動回転運動
3.4	U(R) の解析的表式
3.5	より厳密な手法
4	電子状態
4.1	円柱対称場における角運動量
4.1.1	軌道角運動量
4.1.2	スピン角運動量
4.1.3	多重項分裂
4.1.4	全角運動量
4.1.5	表記方法
4.2	角運動量の結合─Hundによる場合分け
4.2.1	Hundの結合形式(a)
4.2.2	Hundの結合形式(b)
4.2.3	Hundの結合形式(c)
4.2.4	Hundの結合形式(d)
4.3	分子の対称性と電子の運動
4.3.1	反転対称
4.3.2	鏡映対称とΣ状態（Λ = 0）
4.3.3	鏡映対称とΛ ≠ 0状態
4.3.4	原子核の交換
4.4	分子の対称性と原子核の運動
4.5	分子の対称性とヘルツベルグのダイヤグラム
4.5.1	の場合
4.5.2	の場合
4.6	分子の対称性と核スピン
4.7	分子の状態を表示する方法
4.7.1	規則 1：基底状態
4.7.2	規則 2：基底状態と同じ多重度をもつ励起状態
4.7.3	規則 3：基底状態と違う多重度をもつ励起状態
4.8	分子軌道理論
4.8.1	原子間の結合形成――結合性軌道
4.8.2	反結合性軌道 さらに詳しく学ぶための教科書 練習問題
第6章	外場の中におかれた分子
1	序論
2	電子遷移
2.1	一般的な選択則
2.2	Hundの結合形式ごとの選択則
2.2.1	Hundの結合形式（a）における選択則
2.2.2	Hundの結合形式（b）における選択則
2.2.3	Hundの結合形式（c）における選択則
2.2.4	Hundの結合形式（d）における選択則
2.3	具体例
3	ACトンネリングによるイオン化 さらに詳しく学ぶための教科書 練習問題
第2部　光と物質の相互作用――非線形光学
第7章	非線形光学
1	序論
2	非線形光学の現象論的記述
2.1	による光 2 倍波生成
2.2	による電気光学効果
2.3	による光整流効果
2.4	によるパラメトリック光生成
2.5	3次の非線形効果
2.6	非線形 d　定数 さらに詳しく学ぶための教科書 練習問題
第8章	非線形媒質中での波動の伝播
1	非線形波動方程式
2	2倍波発生における位相整合
2.1	KDP結晶における 2 倍波発生の位相整合
2.2	非コリニア配置における波動ベクトルの整合
2.3	位相整合 2 倍波発生のための実験配置
3	パラメトリック相互作用
3.1	パラメトリック相互作用に対する結合方程式
3.2	パラメトリック増幅
3.2.1	位相整合（Δk = 0）のとき
3.2.2	位相不整合（Δk ≠ 0）のとき
4	パラメトリック発振
5	Manley-Roweの関係式
6	パラメトリックアップコンバージョン 練習問題
第9章	非線形過程の量子論
1	序論
2	密度行列法による非線形係数の計算
3	密度演算子法における摂動論の適用
4	電気双極子相互作用での遷移確率
5	2光子吸収の遷移確率
6	吸収断面積
7	3光子吸収
8	ドップラーフリー 2光子吸収
9	線形感受率および非線形感受率の計算
10	3次の非線形感受率 練習問題
第10章	非線形光学効果の応用
1	斜め入射による高調波光発生
1.1	非線形媒質の境界に適用する光波理論
1.2	ゼロ透過 SHG に関する判定基準
1.3	斜め入射による 2 倍波発生の実験的観測
1.3.1	臨界角近傍における透過側伝播 SHG の等方波ビームと非等方波ビーム
1.3.2	臨界角近傍における反射側伝播 2倍波発生
1.3.3	非線形ブリュースター角
2	反転対称をもつ媒質からの反射に起因する 2倍波光発生
3	非線形電界反射
4	近接場 SHG 顕微法
5	光整流法によるテラヘルツ波の生成 練習問題
序言
A	原子物理学で使われる定義
1	空中の波長と真空中の波長
2	波数
3	微細構造定数
4	原子エネルギー単位（ハートリー）
5	リュードベリ単位
6	eV（電子ボルト）単位
7	質量
8	長さ
9	速さと運動量に対する原子単位
10	時間に対する原子単位
11	電場強度に対する原子単位
12	電気双極子モーメントに対する原子単位
13	磁気モーメント
13.1	電子の磁気モーメント
13.2	陽子（プロトン）の磁気モーメント
13.3	中性子の磁気モーメント
13.4	原子核の磁気モーメント
14	原子核の四重極子モーメント
15	AMO（原子、分子、および光学）分野で頻繁に使われる物理量 さらに詳しく学ぶための教科書
B	AMO分野での計算に関連する数学
1	クロネッカーのデルタ
2	ディラックのデルタ関数
3	超幾何級数
4	合流型超幾何級数
5	ラゲールの陪多項式
6	ルジャンドル関数とルジャンドル陪関数
7	球面調和関数
8	量子力学の数学定式
9	放物線座標におけるシュレーディンガー方程式
10	フォークト関数のスペクトル形状 さらに詳しく学ぶための教科書
C	原子および分子のデータ
1	NIST のオンラインデータ
2	分子定数
3	副殻の充-順序
4	原子における電子配置
D	角運動量の結合
1	2種類の角運動量と 3 j 記号
2	3j記号の性質
3	3種類の角運動量と 6 j 記号
4	4種類の角運動量と 9 j 記号
E	テンソル数学
1	球面テンソル
2	交換関係
3	行列要素の簡約
4	演算子の積に対する行列要素 さらに詳しく学ぶための教科書
参照文献
訳者追加参考図書
索引

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