- 開講元
- 化学コース
- 授業形態
- 講義
- メディア利用科目
- 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
- アクセスランキング
-
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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(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。
