FT-IRのお仕事

Fourier Transform Infrared Spectroscopy

波長と波数の換算方法

波長と波数の換算方法

電磁波(光)って何だ?

電気を帯びた粒子が動くと、電磁波(でんじは、electromagnetic wave)という波が発生します。

電磁波は、時間とともに変動する電場が磁場を生み、この磁場の変化が電場を生み出していきます。

そうして電場と磁場がお互いを生み出しながら空間内を伝わっていくのです。
こうした電場と磁場の波うつ振動のことを「電磁波」と呼んでいます。

電磁波の種類

電磁波にはその波長領域によって様々な種類があります。

言い換えれば波長によって様々な電磁波が特徴付けられているともいえます。
それらは波長領域が異なりますが、全て電磁波という大きなくくりの中の仲間です。

電波

電磁波のうち最も波長が長い部類なのが「電波(でんぱ)」です。
電波の波長(1mm以上)は電磁波の中で最も長く、現代社会では携帯電話、テレビ、ラジオ、無線などの通信に利用されています。

電波の他にも電磁波には様々な種類があります。

赤外線

物を暖めることができる。
波長750nm~100万nm(=1mm)

可視光線

目に見える。
波長400nm~750nm

紫外線

日焼けの原因になる。
波長10nm~400nm

X線

レントゲン写真撮影に利用される。
波長0.01nm~10nm

ガンマ線

放射性物質から放射される。波長約0.01nm未満


赤外線(赤外光)って何だ?

赤外線(赤外光)は電磁波(光)の一種です。
日常生活で意識することはあまり無いかもしれませんが、光はエネルギーを持っています。
その光エネルギーを数式で表すと以下のようになります。

光エネルギー〔J〕
= プランク定数〔J・S〕×振動数〔S-1
= プランク定数〔J・S〕×光速〔m・s-1〕÷波長〔m〕

光はその波長領域ごとに様々な名前で呼ばれています。

紫外光

分子中の特にπ電子を励起するだけのエネルギーをもつ光。紫外線。

可視光

分子中の特にπ電子を励起するだけのエネルギーをもつ光。可視光線。

赤外光

分子中の一部分を振動させるエネルギーをもつ光。赤外線。


赤外線(赤外光)

赤外線(赤外光)は波長領域750nm~100万nm(=1000 μm=1mm)の電磁波です。
赤外線は波長によって、さらに近赤外線、中赤外線、遠赤外線に分類されます。

近赤外線

近赤外線は波長領域750nm~2500nmの電磁波です。

用途:リモコン、赤外線カメラなど

中赤外線

中赤外線は波長領域2500nm~4000 nmの電磁波です。

用途:赤外分光法(2500nm(2.5μm)~25000 nm(25μm))

通常、赤外分光法では中赤外領域と遠赤外領域にまたがる波長2500nm~25000nm(波数領域4000cm-1~400cm-1)の光を使って分光分析を行います。

人の目には見えないこの領域の電磁波(赤外線)を物質に照射すると、照射した赤外線と同じ振動数〔S-1〕で振動している物質中の分子の官能基は赤外線を吸収し、吸収した分の赤外線のエネルギーによって分子の振動はより激しくなります。

一方で同じ振動数をもつ官能基がない場合、赤外線は吸収されずにそのまま分子を透過します。

このようにこの領域の赤外線が分子の基準振動と合致した振動数をもつため、この領域の赤外線が赤外分光法に用いられています。

遠赤外線

遠赤外線は、波長領域4000nm~100万nmの電磁波です。
熱線とも呼ばれています。
用途:暖房器具(コタツ)、オーブントースター、サーモグラフィーなど


波長(はちょう、Wavelength)とは

波長とは波の山から山までの長さのことです。

イメージしづらいかもしれませんが、電磁波(光)も波です。
(光は波であり、粒子でもあるという不思議な特性を持っています)

電磁波(光)には様々な種類がありますが、その電磁波の種類を決定付けるのが波長です。

波長領域が異なれば、電磁波の種類も異なることになります。
尚、波長の長い電磁波ほどその電磁波のエネルギーは低くなります。

光エネルギー〔J〕=プランク定数〔J・S〕×光速〔m・s-1〕÷波長〔m〕


波数(はすう、Wavenumber)とは

波数とは、波長の逆数のことです。

波数の単位は〔cm-1〕が使われています。
この単位は電磁波が1cm進む間に振幅する波の回数を表します。

波数〔cm-1〕 = 1 / 波長〔cm〕

波長はエネルギーと反比例します。

光エネルギー〔J〕 = プランク定数×光速 ÷ 波長

波長の逆数を取ることによって、波数はエネルギーと比例する量になります。
つまり、波数はエネルギーの一種と見ることができます。

分光分析において波数は赤外吸収スペクトル(IRスペクトル)やラマンスペクトルを扱う際に登場します。


一般に赤外吸収スペクトルの横軸単位には波数〔cm-1〕が用いられています。

赤外吸収スペクトルの横軸をエネルギー量として考えると、ある分子が赤外光を吸収した時の伸縮振動と変角振動の関係はエネルギーの比例関係で考えることができます。

たとえば伸縮振動に要するエネルギーは変角振動のおよそ2倍です。

そのため伸縮振動は変角振動のおよそ2倍の波数位置にピークが出現する、と考えることができます。
例を挙げると包装袋やプラスチック製品に用いられているポリエチレンの炭化水素基(-CH2-)の伸縮振動は2900cm-1付近に現れ、(-CH2-)の変角振動は1500cm-1付近に現れます。


波長と波数の換算方法

FT-IRの勉強を始めてみて、波長と波数の換算方法でつまづく人もいるのではないかと思います。

実際、グーグルの検索結果でも波長と波数の換算方法についての質問がいくつか掲載されています。

一般に赤外吸収スペクトルの横軸は波長ではなく波数で表します。
波数は1/波長に等しくcm-1の単位で表されます。

波数〔cm-1〕= 1 ÷ 波長〔cm〕

波数の単位〔cm-1〕は「波長1 cm あたりの赤外線の波の数」を意味します。

波数はあまりなじみがない単位ですが、cm=1000万nm ということを知っていれば、
以下の式から波長〔nm〕から波数〔cm-1〕に換算できます。

波数〔cm-1
= 1 ÷ 波長〔cm〕
= 1 ÷ 波長〔cm=1000万nm〕

波数〔cm-1〕 = 1000万 ÷ 波長〔nm〕

2500 〔nm〕 → 4000〔cm-1
25000 〔nm〕 → 400〔cm-1

なお、波長〔nm〕=1000万 ÷ 波数〔cm-1


計量士の求人と転職

計量士の求人と転職

計量士は計量法で定められた国家資格です。

計量士の仕事

都道府県に代わる、特定計量器の定期検査(代検査)

計量証明事業での計量管理

適正計量管理事業所での計量管理

計量士の資格の種類

計量士の資格には以下の三つがあります。

1.一般計量士

質量などを正確に測定し、はかりなどを校正する技術者。

一般計量士が担当する計量器
質量計(はかり、分銅)
体積計
温度計
電力計
など

2.環境計量士(濃度)

様々な物質の濃度を正確に測定し、分析機器などを校正する技術者。

環境計量士(濃度)が担当する計量器
濃度計

3.環境計量士(騒音・振動)

様々な騒音や振動を正確に測定し、分析機器などを校正する技術者。

環境計量士(騒音・振動)が担当する計量器
騒音計、振動計


計量士の求人と転職

転職サイトで「一般計量士」や「環境計量士」を検索すると、ちらほら検索結果が出てきます。

一般計量士であれば秤のメンテナンスの仕事など。

環境計量士であれば何かの測定の仕事など。

転職エージェントを利用すれば、もっとたくさん計量士の求人が出てくるのかもしれません。


大学の技術職員

ごくまれに国立大学の技術職員(正職員)が募集されることがあります。

たとえば昨日まで、東京大学大学院の工学系研究科で環境安全衛生に携わる技術職員が募集されていました。

東京大学大学院の工学系研究科 採用情報
URL:https://www.t.u-tokyo.ac.jp/soe/recruit.html

その応募資格の一つに環境計量士が挙げられていました。

(引用)技術職員の応募資格

6 応募資格
(1) 以下の経験又は資格を有している者
① 大学卒業、またはそれと同等以上の能力を有すると認められる者
② 化学物質に関する知識や環境管理及び安全・衛生管理等の経験を有する者
③ 第1種衛生管理者、衛生工学衛生管理者、危険物取扱者、高圧ガス製造保安責任者、環境計量士、作業環境測定士、水質関係公害防止管理者等の資格を有するか、近い将来取得の見込みのある者

東京大学大学院工学系研究科 技術部(環境安全管理室・化学系)技術職員(正職員)の公募について
(http://www.t.u-tokyo.ac.jp/shared/data/setrcr_201805171057216870502094_071389.pdf)
より引用

東大大学院の応募資格

東大大学院の技術職員の応募資格には様々な資格が列挙されていますが、
これらの資格すべてを取得しようとすると、
相応の時間とお金がかかります。

新卒の学生がこれらの資格全てを保有するのは大変なので、
この求人はおそらく転職者向けの求人であったと思われます。

計量士の転職の将来性

計量士資格のうち、
環境計量士(濃度関係)は他の資格を取得する際に、
いくつかのメリットがあります。

この点において、
環境計量士(濃度関係)は
一般計量士や環境計量士(騒音・振動)よりも、
転職時の進路選択の幅が広いといえるかもしれません。

例えば東京大学の大学院の求人情報で応募資格として挙げられている資格のうち、
以下の三つは環境計量士(濃度関係)を取得することにより資格取得の際に恩恵が受けられます。

衛生工学衛生管理者

作業環境測定士

水質関係公害防止管理者


環境計量士(濃度関係)のメリット

環境計量士(濃度関係)に登録すると、
以下の資格を取る時に国家試験が免除されます。

・作業環境測定士

・公害防止管理者

さらに作業環境測定士の資格を得れば、
その特典により講習を受講して衛生工学衛生管理者資格を得ることができます。

衛生工学衛生管理者は第一種衛生管理者の上位資格です。

作業環境測定士の資格取得方法

環境計量士(濃度関係)は作業環境測定士資格を講習受講によって取得できます。

(第1種科目の放射性物質は除く)

本来、作業環境測定士の資格はまず国家試験に合格した後、

作業環境測定士講習(登録講習)を修了し、

登録をすることによって取得できる資格です。


環境計量士(濃度)⇒作業環境測定士

環境計量士(濃度関係)の資格を取得すると、

認定講習を受けると作業環境測定士の国家試験が免除されます。

あとは作業環境測定士講習(登録講習)を修了し、

登録をすれば作業環境測定士の資格を取ることができます。


作業環境測定士 免除講習

「環境計量士(濃度関係)のための作業環境測定士試験科目一部免除講習」という長い名前の講習があります。

この講習を修了すると、作業環境測定士の国家試験に合格したのと同じ効力が得られます。

その結果、作業環境測定士講習(登録講習:第2種(共通))に申込むことができるようになります。

場所と時期

1月(東京開催)
9月(東京開催)
10月(名古屋開催)

講習日数

平日の三日間

受講料

47,000円


作業環境測定士講習(登録講習)

作業環境測定士の登録講習の第2種講習(共通科目)の概要は、以下の通りです。

講習の頻度

1ヶ月から2ヶ月に1回(目安)

講習日数

平日の三日間

講習終了後、修了試験(筆記試験と実技試験)があります。

受講料

87,480円。
第2種講習(共通科目)の場合


実技基礎講習

作業環境測定実技基礎講習(登録講習実技試験免除のための講習)という、これまた長い名前の講習があります。

この講習を修了すると、登録講習の際の実技試験が免除されます。

ただし、この実技基礎講習の修了証の有効期限は2年間のみです。

2年以内に登録講習を修了しないと、実技試験が免除にならず、また実技試験を受けることになってしまいます。

Aコース:共通科目(第2種登録講習)
講習の頻度

1ヶ月から2ヶ月に1回

講習日数

平日の1日

受講料

27,000円


公害防止管理者の資格取得方法

環境計量士は公害防止管理者資格を講習受講し、修了することで取得できます。

技術資格による公害防止管理者等資格認定講習

技術資格による公害防止管理者等資格認定講習という制度があります。

環境計量士はこの制度を利用して、講習を受講し、修了することで公害防止管理者の資格を取得できます。

ただし、申し込みをしても、
講習の受講人数がいっぱいだと申し込みを断られます。

環境計量士(濃度関係)

大気関係 第1種から第4種
水質関係 第1種から第4種
特定粉じん関係
一般粉じん関係
ダイオキシン類関係

環境計量士(騒音・振動関係)

騒音、振動関係


衛生管理者の資格取得方法

以下の方法で衛生管理者資格を得ることができます。

環境計量士(濃度関係)に登録した後、
⇒ 作業環境測定士 を取得し、
⇒ 衛生管理者を取得する。

衛生工学衛生管理者の資格取得のための講習

衛生工学衛生管理者は第一種衛生管理者の上位資格です。

衛生管理者資格には業務の範囲が広い順に、
衛生工学衛生管理者、
第一種衛生管理者、
第二種衛生管理者の3種類があります。

そして、第一種衛生管理者と第二種衛生管理者を受験するためには実務経験が必要です。

しかし、作業環境測定士の資格を持っていれば、
講習を受講し、
修了試験(筆記試験)に合格することで、
実務経験不要で最上位の衛生管理者資格を得ることができます。

時期

3月、5月、8月

講習日数

平日の二日間。

受講料

47,520円。