分子科学基礎

Introduction to Molecular Science

991KB01

13CHPHC501

築山　光一

Koichi Tsukiyama

2026年度前期

2026年度

①First semester

月曜2限

Monday Second Period

理学研究科　化学専攻

Department of Chemistry, Graduate School of Science

1.00単位

講義

Lecture

-

① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

電磁波と物質との相互作用および原子・分子のエネルギー準位構造の量子論的記述を通じて、光の吸収および発光過程に係る基礎原理を理解する。吸収強度や発光強度、線幅と寿命の関係等分光計測におけるスペクトルの解析方法の基本を学習する。

We aim to acquire the basic principles relating to absorption and emission of radiation, through the interaction of radiation with matter as well as energy level structures of atoms and molecules. We learn analytical methods of optical spectra through deep understandings of absorption and emission intensities and the relation between line widths and lifetimes.

現代化学においては電磁波（X線から遠赤外に至る）を利用する計測、すなわち分光学が物性や構造解析の主流となっている。分光計測では電磁波の吸収に始まり、さまざまな物理化学過程が後続する。当講義ではそれらのうちで電磁波の吸収と放出の中心に、大学院生が分光計測をおこなう際に知っておくべき基礎理論を習得する。

In modern chemistry, scientific measurements using electromagnetic wave (from X rays to far infrared radiation) , in other words, optical spectroscopy is one of the major techniques for analyses of structure and properties of matter. An optical process begins with absorption light followed by subsequent various chemical and physical processes. In this lecture, we learn the concept on absorption and emission of radiation, and the basic theory required for analyzing the spectra.

スペクトルを解釈するために必須な分光学的知識、たとえばアインシュタインのA係数とB係数、吸収、自然放射、誘導放射、遷移確率（水素原子の波動関数を用いる）、放射寿命等のイメージを掴むとともに、その数学的根拠を理解する。

Understanding the basic spectroscopic knowledge and its mathematical background required for interpreting the optical spectra, which involves Einstein A and B coefficients, absorption, spontaneous and stimulated emission, transition probabilities, and fluorescence lifetimes, etc.

1単位の講義である。

Course credit is 1.0.

課題に対する作文　Essay／小テストの実施　Quiz type test

-

学部で学習する量子化学の基礎（シュレディンガー方程式、並進運動、振動回転運動、水素原子、水素分子、変分法、摂動論等）を理解しておくこと。各回の講義内容を復讐し、各式が持つ物理的意味を理解すること。

Students should be familiar with elementary quantum chemistry (Schroedinger equation, translation, rotational and vibrational motion, hydrogen atoms and molecules, variation method, the nature of chemical bonds) in the undergraduate level.

講義中に適宜行われる演習およびレポートによって評価する。

Evaluated by internal quiz and report.

・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

詳細なレジメ（power point）を講義前にLETUSにアップしますので、目を通しておいてください。

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://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/​​​

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

Spectra of Atoms and Molecules, Peter F. Bernath, Oxford University Press.

第1回：講義概要の説明と本講義の意義

第2回：原子・分子におけるエネルギー準位の概念
　　　　　
第3回：アインシュタインのA係数とB係数
　　　　　
第4回：吸収分光法・蛍光分光法
　　　　　
第5回：電子励起状態の失活過程

第6回：振動分光学
　　　　　
第7回：振動分光学応用編
　　　　　
第8回：遷移確率

1st: Guidance. Meaning for taking this lecture.

2nd: Concept of energy levels in atoms and molecules.

3rd: Interaction of electromagnetic wave with matter: Einstein A and B coefficients.

4th: Absorption spectrosopy and fluorescence spectroscopy.

5th: Energy loss processes in molecules.

6th: Fundamental vibrational spectroscopy.

7th: Vibrational spectroscopy at a frontline of chemical physics research.

8th: Transition probabilities.

国内研究機関の研究員（分光計測系）の勤務実績を活かし、分光学の基礎について講義する。

-

-

N

N