【化学物理実験】
(Experiments in Chemical Physics)
[物理学科 3群 必修 科目(配当年次: 第3学年 ) ]
 
単  位:1単位 単位認定者: 川﨑健夫
授業期間: 前期  30コマ 科目分担者: 小寺義男 黒田圭司 金本明彦
授業形態: 実習  集中
 
授業の目的

化学物理的実験手段は、現象の物理的解析に不可欠である。生体系、非生体系を問わず広く実験に用いられているレーザーおよび磁気共鳴法について、実験を通してその仕組みを理解し、実践的な技術として修得することを目的とする。

教育内容

レーザーに関しては、窒素ガスレーザー励起色素レーザーを組み立て発振させることにより、レーザーの原理とその特性を理解する。また、磁気共鳴については、原子核の磁気共鳴(NMR)現象を観測し、これをとおして現在最も強力な分光法のひとつであるNMR分光法の物理的基礎を理解する。

教育方法

測定および装置の原理についての講義の後、実際に装置の組み立て、装置を用いた測定を行い、この結果を解析しレポートにまとめる。レポートの書き方についても指導する。

 
講義内容(シラバス)
項  目 担当者 授業内容

1回 〜3回

測定装置と原理

川﨑、小寺、黒田、金本

研究の進め方、レーザーおよび磁気共鳴法の装置および原理についての説明

4回 〜9回

色素レーザー(Ⅰ)

小寺、黒田、金本

窒素ガスレーザー励起色素レーザーの組み立てと発振を行う

10回 〜15回

色素レーザー(Ⅱ)

小寺、黒田、金本

実験結果を解析し、レポートにまとめる

16回 〜21回

Pulse NMR(Ⅰ)

小寺、黒田、金本

パルス核磁気共鳴(pulse NMR)装置を用いて水素原子の原子核であるプロトン(1H)の歳差運動、スピンエコーの観測を行う

22回 〜27回

Pulse NMR(Ⅱ)

小寺、黒田、金本

実験結果を解析し、レポートにまとめる

28回 〜30回

まとめ

小寺、黒田、金本

実験内容の理解の確認

 
到達目標

窒素ガスレーザー励起色素レーザーを組み立て発振させることにより、レーザーの原理とその特性を理解する。pulse NMRを用いた水溶液中のプロトンの動的挙動の観測を通して、医学に幅広く応用されている核磁気共鳴画像法(MRI)を含む磁気共鳴法について理解する。

評価基準

評価は、実験への取り組み、実験ノート、レポートの総合評価とする。

準備学習
(予習・復習)

実習書を予め良く読んで、実習に臨むこと。また、実験結果に対し、多面的な考察を行うこと。

その他

物理学特別実験演習(3年次後期必修)が関連科目としてある。

 
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教科書 テキストを配布する
参考書 (なし)