2019年度 分子化学特論   Advanced Physical Chemistry

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開講元
化学コース
担当教員名
大島 康裕  北島 昌史  西野 智昭 
授業形態
講義
曜日・時限(講義室)
月7-8(H135)  木7-8(H135)  
クラス
-
科目コード
CHM.C431
単位数
2
開講年度
2019年度
開講クォーター
3Q
シラバス更新日
2019年3月18日
講義資料更新日
2019年11月12日
使用言語
英語
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講義の概要とねらい

本講義は、化学現象を分子の観点から系統的に理解する上での基礎を習得し、さらに、最先端の研究の現状を理解することを目的としている。具体的には以下の3つのテーマに関して、順序立てて講義を進める。
1)量子力学において最重要項目の1つである角運動量についての統一的理解。
2)光と分子のコヒーレント相互作用と、その分子運動制御への応用。
3)基礎的な表面の特徴と、表面における吸着・脱離・反応などのダイナミクス。

到達目標

本講義を履修することによって、以下の3つの能力を習得する。
1)角運動量の一般論を適切に応用すること。
2)光と分子のコヒーレント相互作用を理解し、分子運動制御への応用すること。
3)基礎的な表面の特徴を理解し、表面におけるダイナミクス研究へ展開すること。

キーワード

角運動量、コヒーレント相互作用、分子運動、表面科学、表面反応

学生が身につける力

国際的教養力 コミュニケーション力 専門力 課題設定力 実践力または解決力
- - - -

授業の進め方

講義の途中で、適宜、その日の教授内容に関する演習問題に取り組んでもらう。

授業計画・課題

  授業計画 課題
第1回 軌道角運動量演算子とスピン角運動量演算子 古典力学における軌道角運動量を説明できる。
第2回 角運動量演算子の交換関係、角運動量演算子の固有値と固有関数 角運動量の交換関係を説明できる。
第3回 2つの角運動量の結合 合成角運動量の大きさに関する「3角条件」を説明できる。
第4回 Clebsch-Gordan係数の性質 3jシンボルとは何かを説明できる。
第5回 回転行列とその応用 座標の回転により、角運動量の固有関数がどのように変換するかを説明できる。
第6回 光学遷移 電磁場と物質の相互作用について、最低次の項は何か、述べることができる。 アインシュタインのA係数とB係数の関係について説明できる。
第7回 光のコヒーレンス ヤングの2重スリット実験における干渉効果を説明できる。 光のコヒーレンスと線幅の関係を説明できる。
第8回 コヒーレント相互作用 光強度と遷移モーメントからラビ振動数を計算できる。 パイパルス条件とは何かを説明できる。
第9回 分子のコヒーレンス 量子波束とは何かを説明できる。 光パルス幅と周波数幅との関係について説明できる。
第10回 分子の量子制御 量子制御の代表的な2つのスキームについて説明できる。 波束の「崩壊と復活」とは何か説明できる。
第11回 表面の特異性 固体と比較した場合の、表面の特異性について説明できる。
第12回 表面の構造 固体表面の構造形態について説明できる。
第13回 電子論と吸着 固体表面に特有の電子状態の性質について説明できる。
第14回 表面反応 表面反応における吸着・拡散・脱離の役割を説明できる。
第15回 表面分析手法 表面分析に使用される典型的な手法を説明できる。

教科書

特になし

参考書、講義資料等

マッカーリ・サイモン著、物理化学(上、下)、東京化学同人
大学院講義物理化学(第2版)、東京化学同人

成績評価の基準及び方法

角運動量の基礎原理、光と分子のコヒーレント相互作用、および、表面科学に関する理解度によって評価する。
成績評価は、期末試験による。

関連する科目

  • CHM.C401 : 物理化学基礎特論
  • CHM.C532 : 量子化学特論
  • CHM.C201 : 量子化学序論
  • CHM.C332 : 量子化学

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

特になし。

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