工学系

光システムコース

基礎光化学

科目分野 理工学部
選必区分 必修
担当教員
[ローマ字表記]
古部 昭広 [FURUBE AKIHIRO]
授業形態 講義

授業の目的

(到達目標)量子理論および熱力学をベースとし,これに電子励起状態の概念を取り入れてその基本概念を理解する。光化学の応用技術として,分光分析,ナノ光学などを学ぶための基礎的事項を理解する。
(テーマ)物質による光吸収によって誘起される化学現象を扱う学問としての光化学概念および方法論を学ぶ。

授業概要

通常の化学反応は基底状態において熱反応により進行するのに対し,光化学反応,すなわち電子励起状態という高いエネルギー状態での化学反応は著しく異なる様相を呈することを示す。光化学の重要な基本概念である励起三重項状態,蛍光および蛍光消光,無放射失活,電子移動,エネルギー移動等について英語の用語も含めて理解を深めることをめざす。

授業計画

第1回:導入、光と分子の量子論
第2回:分子の電子状態、分子軌道
第3回:光吸収と電子励起状態の生成、一重項と三重項
第4回:電子遷移の選択則、励起状態の失活過程
第5回:励起状態分子の発光過程、蛍光およびりん光
第6回:無放射遷移、重原子効果
第7回:蛍光寿命、蛍光量子収率
第8回:まとめと小テスト
第9回:反応速度論の初歩、1次反応と2次反応
第10回:励起状態の消光、Stern-Volmerの式、Perrinの式
第11回:エネルギー移動、Foerster型とDexter型
第12回:励起錯体、エキサイマーとエキシプレックス
第13回:光合成
第14回:光異性化反応
第15回:光学の応用
定期試験

教科書

光化学 : 基礎と応用/村田滋 著,:東京化学同人,2013, ISBN:9784807908295