2016年度 光化学特論第一   Advanced Photochemistry I

文字サイズ 

アップデートお知らせメールへ登録 お気に入り講義リストに追加
開講元
エネルギーコース
担当教員名
長井 圭治  和田 裕之 
授業形態
講義     
曜日・時限(講義室)
月1-2(G115)  
クラス
-
科目コード
ENR.H401
単位数
1
開講年度
2016年度
開講クォーター
1Q
シラバス更新日
2016年4月27日
講義資料更新日
-
使用言語
日本語
アクセスランキング
media

講義の概要とねらい

光化学において、吸収と発光のメカニズムを理解することは、光化学反応等を考える上で重要です。本講義ではこの基礎的な部分を説明します。
前半では、分子に光が照射された際の古典電磁気学的応答と量子論的な電子の励起を講述します。分子の電子状態や分子間の相互作用により生じる光吸収と発光とそのスペクトルの例を具体的に示し、この講義で学ぶ電子状態や振動子強度という概念で説明します。
後半では、様々な発光の原理を中心に学びます。発光の基礎である高温体からの発光や、光励起による発光、化学反応を利用した発光を、有機分子だけでなく無機物質も含めて理解を深めます。併せて、計測や反応の上で光化学と深く関連するレーザーについての知識を修得します。
本講義は光科学をバックグラウンドに持たない学生を対象としており、将来、光化学や光物理を研究するための導入部として、光と分子の量子力学的記述をはじめとする基礎的知識を身につけることを目標とします。

到達目標

本講義を履修することによって次の能力を修得する。
1) 分子の光吸収に関して、古典電磁気学と量子力学的な記述をすることができる
2) 分子の電子状態と光吸収の対応を説明できる
3) 各種発光機構の概念と応用例を説明できる
4) レーザー発光の原理を説明できる               

キーワード

分子の電子状態、ボルンオッペンハイマー近似、フランクコンドン原理、熱発光、蛍光、化学発光、レーザー

学生が身につける力(ディグリー・ポリシー)

専門力 教養力 コミュニケーション力 展開力(探究力又は設定力) 展開力(実践力又は解決力)

授業の進め方

講義のはじめに前回の復習を行い、最後にまとめを行う。課題を参考に予習・復習をすること。

授業計画・課題

  授業計画 課題
第1回 光と分子の相互作用 光とはなにか?   電磁波と分子の相互作用を説明
第2回 分子の基底状態における電子配置 Born-Oppenheimer 近似を分子軌道、振動状態、スピン状態の概念で説明
第3回 振動子強度の概念とFrank-Condonの原理 光吸収スペクトルはどんな要因で決まるか?
第4回 電荷移動錯体と励起錯体 分子間の相互作用によって生じる新たな吸収や発光の例を挙げる
第5回 熱発光機構 各種発光メカニズム、プランクの法則
第6回 フォトルミネッセンス機構 蛍光体、遷移確率
第7回 化学発光機構 励起エネルギー
第8回 レーザー光学 反転分布、共振器

教科書

Principles of Molecular Photochemistry -An Introduction- by N. J. Turro, V. Ramamuthy, J.C. Scaiano, University Science Books

参考書、講義資料等

分子光化学の原理 井上晴夫・伊藤攻 監訳 丸善出版 (教科書の訳本)

成績評価の基準及び方法

光の吸収と発光に関して、理解度を評価する。

関連する科目

  • ENR.H402 : 光化学特論第二
  • ENR.H407 : エネルギー・環境問題を指向する固体化学特論第一
  • ENR.H410 : 半導体物性特論(エネルギー)
  • ENR.H414 : エネルギー高分子機能特論第二
  • ENR.H409 : 有機エレクトロニクス特論
  • MAT.C402 : 量子光物性特論
  • ENR.L410 : 光起電力の基礎
  • ENR.I510 : 固体光物性特論
  • CAP.T401 : 高分子化学概論第一
  • CAP.P221 : 高分子物理第一(溶液物性)

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

なし

このページのトップへ