高校 · 15分
なぜ温室効果ガスは赤外線を遮るのか
赤外スペクトルを走査し、・・・ が地球の熱を閉じ込める吸収帯を見つける。
目的
各 IR 吸収帯を分子振動に結びつけ、大気の窓を説明する。
器具と試薬
200〜4000 cm の模擬 IR 透過率チャートと気体セレクタ。
手順
- 重ね合わせ表示を開き、667 と 2349 cm 付近の深い落ち込みを探す。
- だけのデータに切り替え、どの2つの振動が吸収するか確認する。
- 表示に切り替え、透明な領域 — 8–12 µm 付近の大気の窓 — を見つける。
観察すること
- は 667 cm（変角振動、15 µm — 地球の熱放射のピークに一致）と 2349 cm（非対称伸縮）で強く吸収する。
- 1000 cm（8–12 µm）付近では の帯を除き大気は透明 — この窓で地球は宇宙へ放射でき、気象衛星も利用する。
解説
分子は振動が双極子モーメントを変える場合にのみ赤外線を吸収する。対称な と は吸収しないので空気はほぼ透明だが、折れ曲がった 、直線の 、四面体の 、折れ曲がった はすべて赤外活性モードをもつ。 の 15 µm 帯は地球の外向き放射のピーク（ K、ウィーンの法則で µm）と重なるので、 の増加は最も効く場所で毛布を厚くする。8–12 µm の窓は地表の過熱を防ぐ逃げ道で、雲とオゾンがその一部を覆う。
ゆかりの化学者
バーチャル実験は直感をつかむための簡略化したモデルです。実際の実験や安全教育の代わりにはなりません。指導者なしに自宅で再現しないでください。