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講義名
Course name
自然科学実験Ⅰa 
担当教員
Instructor

入江 樂

北 幸海

篠﨑 一英

島崎 智実

髙橋 豊

立川 仁典

野々瀬 真司

服部 伸吾

本多 尚

Micheletto Ruggero

関本 奏子

単位数
No of credits
期間・曜日・時限
Term/day/period
後期 月曜日 4時限 情報実習室E
後期 月曜日 5時限 情報実習室E
後期 月曜日 6時限 情報実習室E



コース
・専攻名
Faculty
理学部 
学習到達
目標
Course
objective
本実習では先端機器分析装置および計算科学シミュレーションを用いた実験を通じ,自然界における様々な化合物や法則の科学的性質を分子レベルで解析する基礎能力を習得することを目標とする. 
講義概要
Course
description
近年の発展が目覚ましい機器分析法および計算技術は,現在,自然科学を理解するために必要不可欠なツールとして理学をはじめ医学・農学・工学の分野で利用されている.そこで本実習では,最先端の機器分析法と計算科学シミュレーションを実際に体験しながら,それぞれの基礎原理および利用法を学ぶ.



前半の機器分析実験では,現代の先端計測科学を支える3種の機器分析法(質量分析法MS・核磁気共鳴法NMR・赤外分光法IR)の原理と操作法,得られる情報,およびデータの解析法を学ぶ.また,3種の分析法で得られるデータを総合的に解析し,未知化合物を同定する能力を養う.



後半のシミュレーション実験では,古典力学的に多数の分子の運動方程式を解く「分子動力学法」と分子の電子状態を量子力学的に扱う「分子軌道法」の基礎を,実際にコンピューターを動かしながら学ぶ.また,科学全般で広く使われているMatlabやScilab等のArray言語のプログラミング技術を学ぶ. 
成績評価
方法
Grading
criteria
各実験のレポートと出席,実験中の積極性など総合的に評価する. 
前提科目
Prerequisite
courses
無し 
学習上・
履修申請上
の留意点
及び
事前事後
学習
Other
prerequisites
「先端機器分析科学」を並行して履修すること. 
教科書・
参考図書等
Textbooks,
materials,
and
supplies
本実習では教科書を設定しない.以下に参考図書を挙げる.



・ 分析化学実技シリーズ 応用分析3「有機構造解析」日本分析化学会[編],関宏子ら[著](共立出版)



・ テキストブック「有機スペクトル解析−1D, 2D NMR・IR・UV・MS−」楠見武徳[著](裳華堂) 
科目等履
修生受入
の可否
及び人数
Are non
regular
students
able to join?
否 
特別聴講
学生(単位
互換生)
受入の可否
及び人数
Are
visiting
students
able to join?
否 
教員研究室
Instructor's
office
location
関本 奏子:理学系研究棟515号室

野々瀬 真司:理学系研究棟529号室

篠崎 一英:理学系研究棟537号室

服部 伸吾:理学系研究棟535号室

入江 樂:理学系研究棟507号室

本多 尚:理学系研究棟543号室

島崎 智実:理学系研究棟239号室

北 幸海:理学系研究棟437号室

ミケレット ルヅェロ:理学系研究棟429号室

立川 仁典:理学系研究棟443号室 
教員オフィス
アワー
Instructor's
office
hours
随時 
ホーム
ページ
Homepage
教員の
実務経験
について
Course
based on
practical
work
experience
アクティブ
ラーニング
について
Active
Learning
主に学生のインテンシブな能動的学修を求める.

類型2) 学生主体アクティブラーニング 
持続可能な
開発目標(SDGs)
17の目標との関連性
SDGs
授業計画
(週単位)
Course
schedule
(weekly
plan)
1. 全体ガイダンス,質量分析法(MS)概論



2. 核磁気共鳴法(NMR)概論



3. 赤外分光法(IR)概論



4. 機器分析実習I:MS-1(精密質量測定による元素組成の同定法)



5. 機器分析実習II:MS-2(未知化合物のマススペクトルの測定)



6. 機器分析実習III:NMR-1(未知化合物の1次元・2次元NMRスペクトルの測定)



7. 機器分析実習IV:NMR-2(未知化合物のNMRスペクトルのデータ解析法)



8. 機器分析実習V:IR-1(IRスペクトル例題演習)



9. 機器分析実習VI:IR-2(未知化合物のIRスペクトルの測定)



10. シミュレーション実習I:分子動力学計算-1(ヴェレル法による運動方程式の解法)



11. シミュレーション実習II:分子動力学計算-2(分子間ポテンシャル,分子動力学シミュレーション)



12. シミュレーション実習III:分子軌道計算-1(「分子軌道」概論,分子の構造最適化・分子振動解析)



13. シミュレーション実習IV:分子軌道計算-2(化学反応解析・光励起状態の解析)



14. シミュレーション実習V:MatlabとSciabのプログラミングの紹介,Examples: Lissajous, Euler方法;Volterra equations, 重力



15. シミュレーション実習VI:A.I.システムシミュレーション(ニューラルネットワーク,機械学習)



※スケジュールや内容は変更になることがある。 
備考
Remarks


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