科学技術と共に歩む

1. かんたん分光学
1.1 気がつけば分光
1.1.1 虹
1.1.2 Newton のプリズム実験
1.1.3 分光シートと偏光シート
1.2 スペクトル
1.2.1 スペクトルの横軸と縦軸
1.2.2 スペクトルを調べれば物質がわかる
1.2.3 電磁波のスペクトル
1.3 電磁波としての光
1.3.1 分子は小さい
1.3.2 光は電磁波
1.3.3 電気双極子による電磁波の吸収
1.3.4 境界面に進入する平面波の反射と屈折
章末問題

2. 原子のスペクトル
2.1 原子スペクトルはどのようなものか
2.1.1 線スペクトル
2.1.2 準位
2.1.3 遷移
2.1.4 エネルギー準位図
2.1.5 スペクトルデータ
2.2 スペクトル強度
2.2.1 Einstein のA 係数とB 係数
2.2.2 量子力学にもとづく輻射遷移の速度
2.2.3 発光寿命の測定法
2.3 原子の量子力学
2.3.1 量子力学の基本概念
2.3.2 角運動量の基本理論
2.3.3 原子の角運動量
2.3.4 LS 結合
章末問題

3. 誘電分光学
3.1 誘電分極とその計測
3.1.1 誘電分極と静電容量
3.1.2 誘電分極の測定方法
3.2 誘電分極の分子論
3.3 誘電分極における分散関係
3.3.1 Debye 型の分散と緩和
3.3.2 非Debye 型の緩和式とCole-Cole 図
3.4 誘電分光の展開
3.4.1 エレクトロニクス
3.4.2 マイクロ波加熱
3.4.3 テラヘルツ分光法
章末問題

4. マイクロ波分光学
4.1 マイクロ波分光法のあらまし
4.1.1 実験装置
4.1.2 回転スペクトルが見えるわけ
4.2 分子の自由回転
4.2.1 慣性モーメント
4.2.2 角運動量
4.3 2 原子分子の回転：剛体回転子近似
4.3.1 慣性モーメント
4.3.2 古典力学における運動方程式
4.3.3 量子力学における運動方程式
4.4 簡単な分子のマイクロ波吸収スペクトル
4.4.1 XY 型2 原子分子
4.4.2 直線型3 原子分子のマイクロ波吸収スペクトル
4.5 直線型分子の回転：高度な話題
4.5.1 遠心力の効果
4.5.2 Coriolis 力の効果
4.5.3 「大きさ」をもつ回転子
4.5.4 「見えない」対称分子
章末問題

5. 赤外分光学およびRaman 散乱
5.1 赤外分光学およびRaman 散乱のあらまし
5.1.1 分子振動の分光学
5.1.2 赤外分光における試料の形態
5.1.3 赤外分光の測定方法
5.1.4 スペクトル・データベース
5.2 直線型分子の振動
5.2.1 原子間ポテンシャル
5.2.2 2 原子分子の振動
5.2.3 3 原子分子の単振動
5.3 簡単な非直線型分子の振動
5.3.1 非直線型3 原子分子
5.3.2 正四面体型分子および関連する分子
5.4 現実の分子振動
5.4.1 理想的な振動系
5.4.2 現実の分子振動
5.5 分子回転の影響
5.5.1 振動スペクトルに現れる回転構造
5.5.2 回転しながら振動する直線型分子
5.5.3 櫛の歯構造をよく見ると
5.6 一般の分子の赤外吸収スペクトル
5.6.1 簡単な有機化合物の赤外吸収スペクトル
5.6.2 有機化合物の赤外吸収スペクトルの特徴
5.7 Raman 散乱
5.7.1 光の散乱
5.7.2 散乱過程としてのRaman 散乱
5.7.3 Raman 散乱の分子論
5.7.4 より進んだRaman 散乱
5.8 環境問題と分光学
章末問題

6. 分子の対称性
6.1 対称性とは
6.1.1 対称なモノ
6.1.2 対称なオブジェクト
6.2 点群
6.2.1 対称操作
6.2.2 点群
6.3 指標表
6.3.1 点群の表現
6.3.2 点群と指標表
6.3.3 指標表の例
6.4 対称性と分子振動
6.4.1 分子の対称性と分子のダイナミックス
6.4.2 分子振動と対称操作
6.4.3 H2O の振動と対称性
6.4.4 そのほかの分子の振動と対称性
6.5 結晶場の空間対称性
6.5.1 自由空間の対称性
6.5.2 結晶場の対称性
章末問題

7. 可視・紫外・X線の分光学
7.1 分子の電子遷移
7.1.1 一般論
7.1.2 スペクトル測定法の原理
7.1.3 測定対象
7.2 ポテンシャルエネルギー曲面
7.2.1 ケーススタディ：N2
7.2.2 ポテンシャル曲面上の分子ダイナミックス
7.2.3 二つのポテンシャルエネルギー曲線
7.3 2 原子分子の発光
7.3.1 炎のスペクトル
7.3.2 2 原子分子のスペクトルを計算する
7.4 一般の分子の電子スペクトル
7.4.1 可視・紫外領域における典型的な電子遷移
7.4.2 蛍光と燐光
7.4.3 衝突イオン化とマススペクトル
7.4.4 電子エネルギーの分子間移動
7.5 電子分光法と光電子分光法
7.5.1 電子分光法
7.5.2 光電子分光法
7.5.3 XPS（X 線光電子分光法）
7.6 内殻電子の励起を伴う分光法
7.6.1 内殻電子の励起過程
7.6.2 X 線吸収微細構造（XAFS）
章末問題

8. 粒子線の分光
8.1 粒子線の計測
8.1.1 粒子線のデータ処理
8.1.2 モジュール化された計測器群
8.1.3 時間相関単一光子計数法
8.2 荷電粒子線の分光
8.2.1 静電場による分光
8.2.2 飛行時間による分光
8.2.3 4 重極電場による分光
8.2.4 放射線計測
8.3 中性粒子線の分光
8.4 ガンマ線を用いる分光
8.4.1 ガンマ線とは
8.4.2 M¨ossbauer分光
章末問題

9. 磁気共鳴分光学
9.1 磁場中の1 個の磁気モーメント
9.1.1 原子核・電子の磁気モーメント
9.1.2 均一磁場中の磁気モーメント
9.2 磁気共鳴法の歴史
9.2.1 粒子線実験
9.2.2 Rabi の分子線磁気共鳴
9.2.3 凝縮相の核磁気共鳴
9.2.4 パルスNMR
9.3 スピン系の量子状態
9.3.1 スピン系を考えることの意味
9.3.2 1 スピン系
9.3.3 2 スピン系
9.3.4 等価なn スピン系
9.3.5 たがいに影響し合うm スピン系とn スピン系
9.4 溶液の1H-NMR スペクトル
9.4.1 化学シフト
9.4.2 いくつかの分子のNMR スペクトル
9.4.3 ヘテロ原子に結合した1H のNMR スペクトル
9.5 溶液の13C-NMR スペクトル
9.5.1 1H-NMR との違い
9.5.2 1H とのデカップリング
9.5.3 スペクトル例
9.6 NMR法の展開
9.6.1 MRI
9.6.2 2 次元NMR
9.7 電子スピン共鳴ESR
9.7.1 電子スピン共鳴装置
9.7.2 有機フリーラジカルのESR スペクトル
章末問題
付録
A.1 基本物理定数
A.2 数値の換算
A.2.1 エネルギーの換算表
A.2.2 そのほかの換算
A.3 SI単位の接頭語
A.4 振動波動関数
A.4.1 調和振動子の波動関数
A.4.2 一般の振動波動関数
A.5 いくつかの群の指標表
引用・参考文献
章末問題解答
索引