2022年度 分光学   Spectroscopy

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開講元
材料系
担当教員名
矢野 哲司  北沢 信章 
授業形態
講義    (ライブ型)
メディア利用科目
曜日・時限(講義室)
月1-2(S7-202)  木1-2(S7-202)  
クラス
-
科目コード
MAT.C302
単位数
2
開講年度
2022年度
開講クォーター
1Q
シラバス更新日
2022年3月16日
講義資料更新日
-
使用言語
日本語
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講義の概要とねらい

分光学の基礎とその応用を述べていく.紫外・可視・近赤外・赤外分光、蛍光分光、光散乱分光,磁気共鳴分光および電子分光を中心として講義を行い,物質・材料の構造解析に関するそれらの利用法を原理、理論とともに習得する.

到達目標

材料のキャラクタリゼ―ション法として分光法の基礎的知識および以下の知見を身に着ける。
回転運動分光の基礎と無機材料への応用
振動分光の基礎と無機材料への応用
電子遷移分光の基礎と無機材料への応用
散乱分光の基礎と無機材料への応用
磁気共鳴分光の基礎と無機材料への応用
電子分光の基礎と無機材料へのへの応用

キーワード

分光、電子遷移、振動、回転、蛍光、磁気共鳴、光電子

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

分光学についての概略を述べた後、主要な分光法を一つずつ取り上げながら、その原理、理論、手法、装置原理、材料科学への応用について詳述する。

授業計画・課題

  授業計画 課題
第1回 分光学とは 電磁波と物質との相互作用 材料研究のための分光学の概略、分類について知る。電磁波の種類、物質との相互作用の詳細に関する知識を身に着ける。
第2回 可視-紫外分光法の基礎と応用(1) 電子遷移を伴う物質の光吸収の原理および無機材料において観測される事例について学ぶ。
第3回 可視-紫外分光法の基礎と応用(2) 電子遷移を伴う物質の光吸収の原理および無機材料において観測される事例について学ぶ。
第4回 可視-紫外分光法の基礎と応用(3) 電子遷移を伴う物質の光吸収の原理および無機材料において観測される事例について学ぶ。
第5回 赤外分光法(1) 物質の振動による光吸収(原理) 分子・格子振動による光吸収の原理について学ぶ。
第6回 赤外分光法(2) 物質の振動による光吸収(実際) 無機材料において観測される分子・格子振動による光吸収について学ぶ。
第7回 蛍光分光法の基礎と応用(1) 電子遷移を伴う物質の発光の原理および無機材料において観測される事例について学ぶ。
第8回 蛍光分光法の基礎と応用(2) 電子遷移を伴う物質の発光の原理および無機材料において観測される事例について学ぶ。
第9回 ラマン分光法(1) 物質の回転振動による光散乱(原理) 分子の回転・格子振動による光散乱の原理について学ぶ)。
第10回 ラマン分光法(2) 物質の振動による光散乱(実際) 無機材料において観測される分子・格子振動による物質の光散乱について学ぶ。
第11回 磁気共鳴分光法(1) 核磁気共鳴(NMR)の基礎と応用 核スピンによる磁気共鳴(NMR)の原理および無機材料において観測される事例について学ぶ。
第12回 磁気共鳴分光法(2) 電子スピン共鳴(ESR)の基礎と応用 電子スピンによる磁気共鳴(ESP)の原理および無機材料において観測される事例について学ぶ。
第13回 電子分光法(1) X線光電子スペクトル(XPS)の基礎と応用 光電子を用いた物質のキャラクタリゼ―ションおよび無機材料において観測される事例について学ぶ。
第14回 電子分光法(2) オージェ電子スペクトル(AES)の基礎と応用 オージェ電子を用いた物質のキャラクタリゼ―ションおよび無機材料において観測される事例について学ぶ。

授業時間外学修(予習・復習等)

学修効果を上げるため,教科書や配布資料等の該当箇所を参照し,「毎授業」授業内容に関する予習と復習(課題含む)をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。

教科書

アトキンス物理化学(下),第8版,東京化学同人

参考書、講義資料等

基礎化学コース 分析化学II 分光分析,丸善
新実験化学講座 基礎技術3 光(I),(II),日本化学会編,1975年
第5版 実験化学講座9 物質の構造I分光(上),日本化学会編,2005年

成績評価の基準及び方法

出席,宿題(または課題),期末試験により評価する.

関連する科目

  • MAT.P215 : 無機化学
  • MAT.C201 : 無機量子化学

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

授業を理解する上で,量子力学,物理化学の基礎を理解していることが必要である.

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