演習解答

1-3
物質と電磁波の相互作用と各種機器分析
(1)
(2)
赤外吸収スペクトル測定法
(3)
ラマンスペクトル
電子スピン共鳴法
(4)
吸収
紫外可視吸光度測定法
(1)
(2)
(3)
(4)
紫外線、可視光線
赤外線
マイクロ波
ラジオ波
透過
(5)
(5) 偏光面の回転、吸光度差
(6)
(6) 光の屈折
旋光度測定法
旋光分散・円二色性
屈折率測定法
核磁気共鳴スペクトル法
電磁波（光）
（エネルギー）
エネルギー放出
(7) 発光(吸収）
(8)発光(反応）
X線散乱・吸収
(10) 散乱(回折）
(11) 発光(X線）
分解
(10)
(11)
X線回折測定法
X線発光分析法
(9) フラグメント化
(9)
質量分析法
(7)
蛍光光度法
(8)
化学発光法
1-5
電磁波（光）の波長（λ）、振動数（ν）、エネルギー (E) の関係
2) 波長 (  ) と波数 ( ~ ) の関係
1) 波長 (  ) と振動数 (  ) の関係
 
c
~ 
c : 3  10 8 m / s 1 ( 光速度 )

1

* 波長が長くなれば振動数は小さくなる
波長と振動数は反比例
3) エネルギー ( E ) との関係
E  h 
電磁波名
X 線
ch

h : プランク定数
波長
1 pm ～ (10 ) nm
波数( cm 1 )で表す時は の単位はcm
* 波長が長くなれば波数は小さくなる
波数と振動数は反比例
* 振動数が大きくなればエネルギーは大きくなる
振動数とエネルギーは比例
波長が長くなればエネルギーは小さくなる
波長とエネルギーは反比例
振動数 Hz （波数 cm-1）
知っておいて得すること
( 3 x 1020 ) Hz ～ 3 x 1016 Hz
紫外線
(真空紫外線）
200 nm ～ ( 400 ) nm
200 nm 以下
( 1.5 x 1015 ) Hz ～7.5 x 1014 Hz
(1.5 x 1015 ) Hz 以下
近紫外線
遠紫外線
可視光線
400 nm～ ( 700 ) nm
(or 800 )
7.5 x 1014 Hz ～ ( 4.3 x 1014) Hz
(or 3.75 x 1014)
紫 (400), 青(～490), 緑(～ 570)
黄(～590), 橙(～620), 赤(～700 or 800)
赤外線
2.5 mm ～ 25 mm
(4000 ) cm-1 ～ 400 cm-1
(* 1.2 x 1014 ～1.2 x 1013 Hz)
近赤外線 (0.7 ～ 2.5 mm), 中赤外線(2.5～
4 mm), 遠赤外線(4～ 1000 mm)
マイクロ波
100 mm ～ ( 1 ) m
( 3 ) GHz ～ 300 MHz
赤外線、ラジオ波と一部重複
ラジオ波
数10 cm ～ 10 m
～( 30 ) MHz
UHF 10 cm ～ 1 m, VHF 1 ～ 10 m, 短
波 (10 ～ 100 m), 中波（100 m ～ 1 km),
長波(1～ 10 km)
1-6
電磁波の性質（波として）
 直交する電場と磁場を繰り返しながら進行する波（波動性波としての性質）
1) 障害物の後方に回り込んで伝わっていく現象 ------------------------- ( 回折 )
2) 複数の波の重ね合わせによって新しい波形ができる現象 ---------- ( 干渉 )
3) 二つの物質の境界で進行方向を変える現象 -------------------------- ( 屈折 )
4) 物質の表面で跳ね返る現象 ----------------------------------------------- ( 反射 )
(1)
(2)
光(波）
(3)
(4)
光(波）
入射光
a
a
光(波）
反射光
vt
ピンホール
v' t
光(波）
裏側まで波が回り込む
強めあったり弱まったりする
屈折角

二相間で屈折

ある角度で反射
が起こる
屈折光
1-7
電磁波の性質（粒子として）
 粒子としての性質を有する（粒子性）
5) 電子(粒子）に衝突し、運動エネルギーを与え、自身のエネルギーが減る現象 ------ ( コンプトン効果 )
6) 光照射により物質中の電子が励起され、表面から跳び出る現象 -------------------------( 光電効果 )
(6)
(5)
散乱X線 E 2
0
光電子
3  0
3個
1個
電磁波（光子）
電子 E
E1
金属
1 (   0 )
2 (0 )
反跳電子 E  E 3
×
E1  E 2  E 3
＊あらゆる物質は波の性質を有する -------------------------- （

h
h

mv p
h : プランク定数
m : 質量、
ド・ブロイ波
v : 速度
）
p ：運動量
1個

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