シラバス参照

 
最終更新日:2021/03/30  

FE13141   物理化学3B

1.5 単位, 3 年次, 秋ABC月4
石橋 孝章

授業概要

物理化学3Aに引き続き,多原子分子の核の運動の量子論,分子振動の群論的な取り扱い,赤外・ラマン分光の初歩的な事項について述べる。物理化学3Aの内容を学習していることを前提にする。

備考

2019年度入学以前のうち、物理化学3A(FE13131)を履修済みの者のみ履修可。履修希望者は支援室へ申し出ること。
対面

授業方法

講義

学位プログラム・コンピテンスとの関係

本科目は,専門コンピテンス「量子化学・分光学分野の知識と理解力,応用力」と主に関係している.汎用コンピテンスの「批判的・創造的思考力」とも関係している.

授業の到達目標(学修成果)

二原子分子の振動回転によるエネルギー準位構造と、それを分光学的手法によって調べることで分子のどのような特性を知ることが出来るかを理解する。

キーワード

光と物質の相互作用(Interactions between light and matter), 分子回転(Molecular rotations), 分子振動(Molecular vibrations)

授業計画

第1回 ☆ 多原子分子の回転
○ 剛体の場合の二原子分子の回転と多原子分子の回転の比較
○多原子分子の核の動き
第2回 ○剛体の回転エネルギーの古典力学
○空間固定座標系(XYZ)と分子固定座標系(abc)の関係(Euler角)
第3回 ○角運動量の復習
○ 剛体回転子の量子力学的ハミルトニアン
○ 剛体回転子の固有関数と固有値
第4回 ☆ 多原子分子の振動
○振動の自由度
○基準振動 (normal vibration)
第5回 ○古典力学の運動方程式
○分子振動の古典力学
第6回 ○分子振動の量子力学
第7回 ○分子振動の対称性
第8回 ○振動回転遷移の選択則(電気双極子一光子遷移)
○Fermi共鳴 (Fermi resonance)
○液体における振動バンド形(回転構造の消失)
第9回 ☆ 振動ラマン分光
○物質の二準位モデルとラマン散乱
○ラマン散乱の典型的強度
○ラマン散乱の古典論
第10回 ○ラマン散乱の量子論
○分極率テンソルの座標変換
○振動ラマン散乱の選択律
○ラマン散乱の偏光解消度
第11回 ☆ 群論と分子振動
○群の定義
○対称要素(symmetry elements)と対称操作(symmetry operations)
第12回 ○群の表現(対称操作の行列による表現)
○既約表現と指標表
第13回 ○既約表現の直交性
○基準振動と既約表現
第14回 ○調和近似の場合の振動の固有関数の対称性
○一光子振動遷移(赤外振動遷移)と振動ラマン遷移
第15回 ○振動ラマン遷移の選択則
○赤外ラマン交互禁制律

履修条件

成績評価方法

レポート、授業時の小テスト、期末試験を総合的に判断する。

学修時間の割り当て及び授業外における学修方法

授業中に理解できなかった点をなるべく具体的にまとめ、参考書等も参照し解決を試みる。その上で未解決の疑問点が残ったら、質問する。

教材・参考文献・配付資料等

主な参考文献は下記の2冊である.

1. 物理化学 (上)(下)
2. Molecular Spectroscopy

オフィスアワー等(連絡先含む)

木曜日 16:00~18:00

その他(受講生にのぞむことや受講上の注意点等)

復習中心に学習を勧める。数式の変形等は出来るだけ自分で確認する。授業中の質問も歓迎する。

他の授業科目との関連

ティーチングフェロー(TF)・ティーチングアシスタント(TA)