光科学１

Optical Properties of Materials 1

9982410

82FSPHY207

曽我　公平

Prof. Kohei SOGA

2024年度後期

2nd Semester, FY2023

木曜2限

2nd Period, Thursday

先進工学部　マテリアル創成工学科

Department of Materials Science and Technology, Faculty of Advanced Engineering

2.0単位

講義

Lecture

-

① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

ディプロマポリシーにおける習熟した基礎科学を専門分野の基礎学力に発展させる科目である。物質による光の吸収と放出がなぜ､どのように起こるかを理解する｡これらの現象は､分光学と呼ばれる分野で扱われ、物質の構造や電子状態を解析することに用いられる。一方､応用上は様々な光デバイスのための材料において用いられる｡この授業では光と物質の相互作用の基礎を学ぶ。
Understand why and how light is absorbed and emitted by matter. These phenomena are dealt with in a field called spectroscopy and are used to analyze the structure and electronic state of matter. On the other hand, it is applied in materials for various optical devices. In this class, we will learn the basics of the interaction between light and matter.

赤外吸収、マイクロ波吸収を例に光と物質の相互作用の基礎を理解することを目的とする。
Infrared absorption and micro are intended to understand the basics of the interaction between light and matter, using absorption as an example.

基礎科目として学んだ物理や化学を応用し、基礎的なWhyを十分理解した上で､どのように(How)用いられているかをイメージできるようになることがこの科目の目標である｡
The goal of this course is to apply the physics and chemistry learned as a basic course, to fully understand the basic "Why", and to be able to imagine "How" it is used.

リンク先の [評価項目と科目の対応一覧]から確認できます（学部対象）。
履修登録の際に参照ください。
​You can check this from “Correspondence table between grading items and subjects” by following the link(for departments).
https://www.tus.ac.jp/fd/ict_tusrubric/​​​

-

-

この授業に関連のある基礎的な物理や化学、数学について十分に理解したうえで授業に臨むこと。復習においては、この授業で「何を学んだか」を整理するとともに、これまでに学んだ基礎的な物理や化学、数学がどのように応用されたかを考えること。
Students should fully understand the basic physics, chemistry, and mathematics related to this class before attending the class. In the review, organize "what you learned" in this class and think about how the basic physics, chemistry, and mathematics you have learned so far have been applied.

到達度評価の結果により評価します。　
ただし、COVID-19蔓延の影響で到達度試験を実施できないときには
提出課題、またはレポートによる評価を行います。
その場合に、明らかな剽窃が見つかった場合には、
コピー元、コピー先に関わらず減点の対象となりますので
注意してください。
Evaluate based on the result of achievement evaluation.
However, when the achievement test cannot be conducted due to the influence of the COVID-19 epidemic.
We will evaluate the submitted assignments or reports.
In that case, if obvious theft is found,
Points will be deducted regardless of the copy source or copy destination.
be careful.

・S：到達目標を十分に達成し、極めて優秀な成果を収めている
・A：到達目標を十分に達成している
・B：到達目標を達成している
・C：到達目標を最低限達成している
・D：到達目標を達成していない
・-：学修成果の評価を判断する要件を欠格している

・S：Achieved outcomes, excellent result
・A：Achieved outcomes, good result
・B：Achieved outcomes
・C：Minimally achieved outcomes
・D：Did not achieve outcomes
・-：Failed to meet even the minimal requirements for evaluation

N

-

教科書および一部の参考書は、MyKiTS (教科書販売サイト) から検索・購入可能です。
​https://mirai.kinokuniya.co.jp/tokyorika/​​​

It is possible to search for and purchase textbooks and certain reference materials at MyKiTS (online textbook store).
​​https://mirai.kinokuniya.co.jp/tokyorika/

アトキンス 物理化学（上）（下） 第10版（東京化学同人、2017年）

1. 導入：
　すでに学んだ基礎的事項「物理学：光」、「電磁気学：波」、「電磁気学：電場」、「電磁気学：電荷」、「数学：対称」、「数学：変数分離形微分方程式」、「数学：対数の微分と底の変換」、「古典力学：ばねの問題」について正しく理解しなおすとともに、「光とは何か」という問いに過不足なく答えられるようになる。
2. 電磁波としての光、量子としての光：
　電磁波・量子としての光の性質について説明できるようになる。
3. スペクトルの要素：
　スペクトルの要素について整理し、スペクトルから得られる情報について的確に答えられるようになる。
4. 吸光度：
　吸光度の概念を説明できるようになる。
5. 二原子分子の振動：
　二原子分子の振動の古典力学的記述と有効質量の概念を説明できるようになる。
6. 多原子分子の振動：
　赤外吸収スペクトルで観測される多原子分子の解釈の仕方と基準振動の概念を説明できるようになる。
7. 選択則：
　赤外吸収とマイクロ波吸収の選択則を説明できるようになる。
8. 分子の回転の記述：
　分子の回転における角運動量と慣性モーメントの概念を説明できるようになる。
9. 二原子分子の回転：
　二原子分子の慣性モーメントを求められる。
10. 三原子直線状分子の回転：
　三原子直線状分子の慣性モーメントを求められる。
11. 対称回転子：
　対称回転子の慣性モーメントを求められる。
12. マイクロ波吸収におけるエネルギー準位：
　マイクロ波吸収におけるエネルギー準位について説明できる。
13. 赤外吸収スペクトルの解釈：
　赤外吸収スペクトルの解釈について総合演習を行う。
14. マイクロ波スペクトルの解釈：
　赤外吸収スペクトルの解釈について総合演習を行う。
15. 到達度評価
1. Introduction:
Basic matters already learned "Physics: Light", "Electromagnetism: Wave", "Electromagnetism: Electric field", "Electromagnetism: Charge", "Mathematics: Symmetry", "Mathematics: Variable-separated differential equation", You will be able to correctly re-understand "Mathematics: Differential of logarithms and conversion of bases" and "Classical mechanics: Spring problem" and answer the question "What is light?"
2. Light as an electromagnetic wave, light as a quantum:
Be able to explain the properties of light as electromagnetic waves and quanta.
3. Spectral elements:
Organize the elements of the spectrum and be able to answer accurately about the information obtained from the spectrum.
4. Absorbance:
Be able to explain the concept of absorbance.
5. Diatomic molecule vibration:
Be able to explain the classical mechanical description of the vibration of diatomic molecules and the concept of effective mass.
6. Vibration of polyatomic molecules:
Be able to explain how to interpret polyatomic molecules observed in infrared absorption spectra and the concept of reference vibration.
7. Selection rule:
Be able to explain the selection rule between infrared absorption and microwave absorption.
8. Description of molecular rotation:
Be able to explain the concept of angular momentum and moment of inertia in the rotation of molecules.
9. Diatomic molecule rotation:
The moment of inertia of the diatomic molecule can be obtained.
10. Rotation of triatomic linear molecules:
The moment of inertia of the triatomic linear molecule can be obtained.
11. Symmetric rotor:
The moment of inertia of the symmetric rotor can be obtained.
12. Energy level in microwave absorption:
Explain the energy level in microwave absorption.
13. Interpretation of infrared absorption spectrum:
Perform a comprehensive exercise on the interpretation of infrared absorption spectra.
14. Interpretation of microwave spectrum:
Perform a comprehensive exercise on the interpretation of infrared absorption spectra.
15. Achievement evaluation

-

-

-

N

N