質問: フェルミ共鳴について教えて下さい。 irなどで観察されるフェルミ共鳴について教えて下さい。 これはある振動モードのピークの高次のピークと別の振動モードのピークが重なるときに、2つの振動モードが相互作用し合い、基準ピークが大きく観察される、というような現象だと思うのですが、 手元にある実験化学講座には、高次の非調和項が近接する振動状態と混合する場合のことを指す、書いてあります。 疑問なのは、 ・なぜ高次の振動モードと別の振動モードが混ざると共鳴が起こるのでしょうか? ・これによって引き起こされるのは、基準モードのピークが大きく観察されるということで合っていますか? ・普通の高次の項ではなく非調和項であることには何か意味があるのでしょうか? フェルミ共鳴に関して書かれてある書籍があまりにも少なくて理解しきれませんでしたので、どなたか教えて下さい。 或いは詳しく書かれてある書籍を教えて頂けないでしょうか?
回答: > 例えば90°とか間の位相であっても、振動モードの励起はあり得そうな気がする 起こりそうですけど、起こりません。 二酸化炭素分子o=c=oの左右のc=o結合の伸縮振動が、同位相(両方のco距離が同時に伸び縮みするモード)で起こると全対称伸縮振動になり、逆位相(一方のco距離が伸びると他方が縮むモード)で起こると逆対称伸縮振動になるのと、同じ理屈です(少なくとも数式の上では)。 ケトンのカルボニル基のco伸縮モードが1700cm-1くらいなので、二酸化炭素分子o=c=oのco伸縮モードも1700cm-1くらいになりそうなものですけど、実際には1333cm-1(全対称伸縮モード)と2349cm-1(逆対称伸縮モード)に「分裂」します。中間の位相の振動モードは、ありません。 共鳴に関しては、以下に岩波理化学辞典第5版を引用しますので、参考にして下さい。 ---------- 共鳴 [1] 振動系に加える周期的外力の振動数を振動系の固有振動数に近づけていくにつれて,振動系の振幅が急激に増加する現象をいう.(以下略) [2] (省略) [3] 量子力学では,多くの粒子(あるいは部分系)からなる系において,粒子間の相互作用の一部を無視した場合の縮退した定常状態α,β,...を表わす波動関数をψα,ψβ,...とすると,相互作用を考慮した場合の系の波動関数ψは,第1近似として線形結合 ψ=aψα+bψβ+... の形に表わされる.この場合,状態α,β,...は量子力学の意味で共鳴しているという. [4] (省略) ---------- フェルミ共鳴は、[3]の意味での共鳴ではないかと私は思います。