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共鳴 resonance

翻訳|resonance

デジタル大辞泉の解説

きょう‐めい【共鳴】

[名](スル)
振動体が、その固有振動数に等しい外部振動の刺激を受けると、振幅が増大する現象振動数の等しい二つの音叉(おんさ)の一方を鳴らせば、他方も激しく鳴りはじめるなど。電気振動のときには共振ということが多い。
分子の構造が、一つの化学構造式で表せず、二つ以上の式の重ね合わせとして表される状態。
他人の考えや行動などに心から同感すること。「主義に共鳴する」

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百科事典マイペディアの解説

共鳴【きょうめい】

振動体に,周期的に変化する外力が作用して起こる強制振動の振幅は,外力の振動数が振動体の固有振動数(自由に振動するときの振動数)に近づくにつれて急激に増大し,両者が一致したとき最大になる。

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栄養・生化学辞典の解説

共鳴

 共振ともいう.振動する物体に外部の周期的な力を加えた場合に,その周波数が振動物体固有の振動数と一致すると振幅が拡大される現象.

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世界大百科事典 第2版の解説

きょうめい【共鳴 resonance】

広くは共振と同じ意味であるが,音についての共振をとくに共鳴と呼ぶことが多い。管や箱,あるいは室などの中の空気は,その形状,寸法および境界面の吸音特性に応じて,特定の周波数と振動状態とをもった無限に多くの固有振動をもっている。外から加えられた音の周波数が,固有振動の周波数の一つに一致すると,非常に激しい振動状態を起こし,音圧,あるいは粒子速度が大きな値を示すようになる。この現象が共鳴である。管の中の気柱の共鳴は,各種の管楽器で利用されている。

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大辞林 第三版の解説

きょうめい【共鳴】

( 名 ) スル
振動体や電気振動回路などに固有振動数と等しい振動を外部から加えたとき、大きい振幅で振動すること。電気振動の場合は共振という場合が多い。ともなり。
ある物質の化学結合が、いくつかの結合構造の混成体として成り立っていること。アメリカのポーリングが、化合物の物理化学的性質を説明する際に用いた概念。
他者の行動や思想などに深く同感すること。 「ガンジーの非暴力主義に-する」 〔「音楽字典」(1909年)に英語 resonance の訳語として載るのが早い例〕

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ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典の解説

共鳴
きょうめい
resonance

(1) 振動系に周期的外力を加えて強制振動させるとき,外力の振動数が系の固有振動数に近づくと,振幅が急に増大する現象。音や弾性振動では共鳴,電気振動や機械振動では共振ということが多い。共鳴の鋭さの指標はQ 値連成振動においても,固有振動数が近い構成振動系の間に共鳴がみられる。共鳴は初め音叉と音叉,音叉と共鳴箱の間で知られたものである。最近では高層建築物,橋,機械の一部の共振破壊,同調電気回路における特定の振動数の電波の受信および発信などが知られている。
(2) 原子,分子,原子核,素粒子のような量子力学的粒子はとびとびのエネルギー準位をもっているため,2つのエネルギー準位間の差に等しいエネルギーを外部から吸収する。この場合のエネルギー準位を共鳴準位,吸収するエネルギーを共鳴エネルギーという。 (→共鳴吸収 )  
(3) 有機化学では,共役二重結合を有する化合物について,1つの化合物であっても1つの構造式だけでは不十分なケースが古くから知られていた。ベンゼンを例にとると,ベンゼンの炭素-炭素結合間距離はすべて等しく,1.39Åである。しかし一般に炭素原子間の単結合距離は約 1.53Åであり,二重結合距離は 1.32Åであるから各限界構造式はベンゼンの構造を正確に表わしてないことになる。そこでベンゼンの構造は2つの構造式を同時に考慮する必要があると考えられ,ベンゼンが2つのケクレ構造間で共鳴しているという考え方が打出された。共鳴を表わす記号に←→を用いる。この場合,2つのケクレ構造式をそれぞれ限界構造式といい,両式の中間的なものが真のベンゼンの構造であると考えられている。この中間的な形態を表わすのに共鳴混成体という言葉が使われる場合がある。また共鳴は互変異性のような構造間の速い変化を表わしているのではなく,分子の真の構造を表わすための1つの便法と考えるべきもの。ケクレ構造は化学反応過程を表わすのに有用であるが,その不備を補うものとして共鳴表示法が用いられる。

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日本大百科全書(ニッポニカ)の解説

共鳴
きょうめい
resonance

〔1〕振動体がその固有振動数に近い周期性をもった外力を受けたとき、振動を始める現象。たとえば、二つの音叉(おんさ)を多少離して置き、一方を振動させると、他方も振動を始めることがある。これは、二つの音叉の固有振動数が相当違っている場合にはおきず、固有振動数が近づくにつれておこるようになり、正確に等しい固有振動数になったときもっとも激しい。共鳴は音波、光波、電気振動や一般の機械的振動において認められる。共振ともいう。
〔2〕光と物質の間におこる共鳴 物質内のエネルギー準位の差が、入射する光の波長と一致したときに生ずる。この共鳴は吸収スペクトルとして観測され、吸収の位置、強度の測定から物質の構造や性質を知る手掛りを与える。
〔3〕分子構造における共鳴 ある物質の分子構造が一つの結合構造だけでは表現できず、いくつかの結合構造の重ね合わせとして理解される場合、その分子はこれら複数の結合構造の間を共鳴しているといい、共鳴にあずかる個々の結合構造を極限構造式とよぶ。
 〔3〕の共鳴を量子力学的にみれば、実際の分子構造を表す固有関数Ψ(プサイ)は、可能なすべての極限構造式に対応する波動関数ψ1、ψ2、ψ3、……の線型結合で示される。Ψ=c1ψ1+c2ψ2+c3ψ3+……。ここでc1、c2、c3、……は、対応するψ1などの状態の出現する度合いを示す係数である。たとえばベンゼン分子は、6個の炭素が正六角形をした構造(Ψ)である。また炭素間の結合距離は等しく139ピコメートルである。炭素の原子価が4価であることから、ベンゼンの構造を書くとの(1)・(2)が考えられる。炭素間の結合距離は単結合では154ピコメートル、二重結合では139ピコメートルであるから、(1)の構造では正六角形にならない。しかし、(1)と(2)とを重ね合わせると、炭素間の結合は単結合と二重結合との平均値となり、いちおう正六角形にはなる。しかし、実際の結合距離は139ピコメートルであり、単純な平均値ではない。イギリスのデュワーは、炭素間の二重結合はかならずしも隣接する炭素間にのみ存在しなくともよいと考え、の(3)・(4)・(5)のような極限構造を考えた。この状態を考慮すれば、ベンゼンの固有関数Ψは次のようになる。
  Ψ=c1ψ1+c2ψ2+c3ψ3+c4ψ4+c5ψ5
 この関係式を用いると、ベンゼンの炭素間の結合次数は1.33となり、実測された炭素間の結合距離がよく説明できる。の(1)・(2)の極限構造式をケクレの構造式とよぶ。
 このように共役二重結合をもつ分子には化学的共鳴がおこるが、このほかにアリルラジカルや有機脂肪酸も共鳴構造が必要である。
 これまでの例にみるように、共鳴のおこる構造は、互いに原子配置はまったく、あるいはほとんど変わっていない。古典的な表現では異なる構造になっている異性体間で、原子の並び方だけが異なっているような構造の間で共鳴がおこるのである。このような異性体を電子異性体という。
 実際の分子のもつ位置エネルギーは最低であるから、極限構造式のもつエネルギーは高い。その差を共鳴エネルギーという。共鳴エネルギーは、共鳴した結果その分子が安定化した度合いを示すので、安定化エネルギーともいう。
 共鳴は有機電子論の基本的な概念の一つで、分子の構造ばかりでなく、反応性、酸・塩基性などの性質を合理的に説明するのに役だっている。[下沢 隆]

共鳴構造

分子の構造が共鳴のため一つの構造式では表現できない場合の分子構造をいう。すでに述べたようにの(1)~(5)はいずれもベンゼンの構造式であり、互いに共鳴しているので、これらの構造を共鳴構造式という。の(6)の表現がベンゼンの二重結合が6個の炭素原子のどれにも局在していないことを示す構造式である。
 分子の中での原子配置は構造式によって示される。その際、分子がある定まった立体配座をもっており、結合が局在化した電子によって形成されていれば、一つの構造式でその分子をモデル化できる。化学結合は一般に電子雲の重なり、あるいは電子のやりとりによって生じている。その電子がある原子間に局在せず隣接する結合を通って移動ができる場合には、電子の局在した結合の表示を幾通りも用意しなければならない。このように電子が動いて非局在化している状態があるとき、分子に共鳴があるといい、それに対応する分子の構造を共鳴構造という。[下沢 隆]
『大木道則著『化学』(1975・丸善) ▽米沢真次郎他著『量子化学入門 上』(1970・化学同人)』

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世界大百科事典内の共鳴の言及

【共振】より

…振子などの振動する物体に外から周期的な力を加えるとき,その振動数が物体の固有振動数(固有振動)に近いほど外力のする仕事が有効に吸収されて物体の振動が激しくなる現象。共鳴ということもある。振動数の等しい音叉を二つ並べておき,一つを鳴らすと他の一つも鳴り始めるのはその一例である。…

【共鳴状態】より

…したがって両方の振動数が近い場合には,振動の振幅が非常に大きくなる。この現象は共振と呼ばれ,また,音に関する共振の現象は共鳴として古くから人の注意をひいていたことから共振のことを共鳴ということもある。素粒子の世界にも,これに似た現象が見られる。…

※「共鳴」について言及している用語解説の一部を掲載しています。

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