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マイクロコンピュ-タ-を利用した新しい教育用ソフトウェアの開発研究(コンピュ-タ-・グラフィックスによる化学反応のシミュレ-ション)

研究課題

研究課題/領域番号 62580234
研究種目

一般研究(C)

配分区分補助金
研究分野 科学教育
研究機関埼玉大学

研究代表者

時田 澄男  埼玉大学, 工学部, 助教授 (20008866)

研究分担者 勝部 昭明 (勝部 照明)  埼玉大学, 工学部, 教授 (70008879)
山田 興治  埼玉大学, 工学部, 教授 (30008875)
岩本 一星  埼玉大学, 工学部, 助教授 (90008871)
吉田 俊久  埼玉大学, 教育学部, 教授 (90016395)
下沢 隆  埼玉大学, 理学部, 教授 (30008809)
黒石 佳伸  埼玉大学, 理学部, 助手 (60008860)
研究期間 (年度) 1987 – 1989
研究課題ステータス 完了 (1989年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
1989年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
1988年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
1987年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード化学教育 / マイクロコンピュ-タ- / 量子化学 / 原子軌道 / 分子軌道法計算 / 分子設計 / 計算機シミュレ-ション / アニメ-ション / 可視化 / マイクロコンピューター / 計算機シミュレーション / アニメーション / 分子軌道法
研究概要

われわれは、マイクロコンピュ-タ-を化学の研究・教育における重要な道具として活用するために、一連の研究を行っている。今回は、特に、「マイクロコンピュ-タ-を用いなければ達成しにくい新しい表示技術」に注目して研究した。具体的には、新しいソフトウェアとして次のプログラムを開発した。
1.ラザフォ-ドの実験の高速シミュレ-ション
2.波動の実験のアニメ-ション:一次元進行波、一次元定常波、および、二次元定常波
3.回折実験のシミュレ-ション(高画質表示)
4.波動と粒子の二重性を視覚的に認識させるためのシミュレ-ション
5.原子軌道の表示:等高線表示、擬三次元表示、電子雲表示、等値曲面表示、半透明表示
6.複素関数で表わされる原子軌道と実関数で表わされる原子軌道の相互関係を認識させるためのシミュレ-ション
7.混成軌道の表示
8.分子軌道の表示
9.分子構造入力のための対話型ソフトウェア
10.分子構造模型の高速描画
11.分子軌道法計算のための対話型プログラム
12.分子設計への応用が容易な入力デ-タ作成プログラム
以上の研究の成果は、論文8編、総説等23編、口頭発表25件、著書4編として取り纏めた。また、作成したソフトウェァは各方面に配布して活用を依頼する一方、自身でも、本学、東京大学、お茶の水女子大学、千葉大学、東京学芸大学、上智大学などにおける講義で実際に利用することにより、その教育効果を確認した。

報告書

(4件)
  • 1989 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1988 実績報告書
  • 1987 実績報告書
  • 研究成果

    (105件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (105件)

  • [文献書誌] 時田澄男: "原子軌道の等値曲面の高速表示" 化学PC研究会報. 9. 22-28 (1987)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 時田澄男: "ベンゾ[1、2、3ーkl:4、5、6ーk′l′]ビスチオキサンテンおよびそのエンドペルオキシドの合成と、それらのホトクロミック特性" 日本化学会誌. 97-100 (1988)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 時田澄男: "ベンゾ[1、2、3ーkl:4、5、6ーk′l′]ジキサンテンのメチル誘導体およびそのエンドペルオキシドの合成と、それらのホトクロミック特性" 日本化学会誌. 814-818 (1988)

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 時田澄男: "原子軌道の高画質表示" 化学PC研究会報. 10. 3-14 (1988)

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 時田澄男: "ベンゾ[1、2、3ーkl:4、5、6ーk′l′]ジキサンテンの増環型類構体ならびにそれらのエンドペルオキシドの合成とホトクロミック特性" 日本化学会誌. 876-879 (1989)

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  • [文献書誌] 時田澄男: "Syuthesis of Soluble Metal Free Tetrapyrazinoーporphirazines" Proc.1st International Symposium on Chemlstry of Functional Dyes. 71-74 (1989)

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  • [文献書誌] 時田澄男: "An Interactive Software for Predicting Electronic Absorption Maxima of Organic Compounds by Widely Used Microcomputers" Proc.1st International Symposium on Chemistry of Functional Dyes. 55-58 (1989)

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  • [文献書誌] 時田澄男: "2,3,9,10,16,17,23,24-オクタアルキルテトラピラジノポルフィラジンの合成と性質" 日本化学会誌. 219-224 (1990)

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  • [文献書誌] 時田澄男: "原子軌道の関数値の表示" 現代化学. 190. 43-45 (1987)

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  • [文献書誌] 時田澄男: "原子軌道のかたちの表示" 現代化学. 191. 27-29 (1987)

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  • [文献書誌] 時田澄男: "分子軌道のかたちの表示" 現代化学. 192. 49-51 (1987)

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  • [文献書誌] 時田澄男: "共有結合の表示" 現代化学. 193. 51-53 (1987)

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  • [文献書誌] 時田澄男: "高画質のコンピュ-タ-・グラフィックス" 現代化学. 194. 51-53 (1987)

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  • [文献書誌] 時田澄男: "鏡の国の分子グラフィックス" 現代化学. 195. 51-53 (1987)

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  • [文献書誌] 時田澄男: "高速分子グラフィックス" 現代化学. 197. 61-64 (1987)

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  • [文献書誌] 時田澄男: "分子構造の入力" 現代化学. 201. 27-30 (1987)

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  • [文献書誌] 時田澄男: "波動性と粒子性(上)" 現代化学. 208. 51-54 (1988)

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  • [文献書誌] 時田澄男: "波動性と粒子性(下)" 現代化学. 209. 46-49 (1988)

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  • [文献書誌] 時田澄男: "原子軌道における規則性" 現代化学. 211. 57-61 (1988)

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 時田澄男: "原子軌道の空間分布" 現代化学. 213. 50-55 (1988)

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 時田澄男: "混成軌道" 現代化学. 214. 27-32 (1989)

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 時田澄男: "結合の長さと方向性" 現代化学. 218. 58-63 (1989)

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 時田澄男: "軌道の干渉" 現代化学. 220. 51-55 (1989)

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 時田澄男: "酸素分子と窒素分子(上)" 現代化学. 224. 55-59 (1989)

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 時田澄男: "酸素分子と窒素分子(下)" 現代化学. 225. 48-53 (1989)

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 時田澄男: "自由電子模型と光吸収" 現代化学. 228. 51-55 (1990)

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 時田澄男: "有機合成化学とマイクロコンピュ-タ-" 有機合成化学協会誌. 45. 1129-1140 (1987)

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 時田澄男: "ペリ環状反応にもとづくホトクロミズム" 塗装工学. 23. 357-366 (1988)

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 時田澄男: "科学教育におけるマイクロコンピュ-タ-の利用" 科教研報. 3(5). 1-4 (1989)

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 時田澄男: "色素の機能と分子軌道法計算" CACS FORUM. 9. 3-9 (1989)

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 時田澄男: "マイクロコンピュ-タ-による色素のデザイン" 化学(口絵カラ-). 45(3). 1-2 (1990)

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 時田澄男: "目で見る量子化学" 講談社, 218 (1987)

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 時田澄男: "BASICによる分子軌道法計算入門" 共立出版, 195 (1987)

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 時田澄男: "機能性色素の分子設計-ppp分子軌道法とその活用" 丸善, 225 (1989)

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 川橋正昭: "目で見る物理" 講談社, 103 (1990)

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Tokita: "A Rapid Representation of Atomic Orbital Contours with New Algorithm" Journal of the Association for Personal Computer for Chemists, 9 (2), p. 22-28 (1987).

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Tokita, S. Suge, M. Toya, H. Nishi: "Synthesis and Photochromic Properties of Benzo[1,2,3-kl:4,5,6-k'l']bisthioxanthene and Its Endoperoxide" Nihon Kagaku Kaishi, 1988, p. 97-100.

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Tokita, T. Arai, M. Toya, H. Nishi: "Synthesis and Photochromic properties of Methyl Derivatives of Benzo[1,2,3-kl:4,5,6-k'l']dixanthene and Their Endoperoxides" Nihon Kagaku Kaishi, 1988, p. 814-818.

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Tokita: "High Quality Representation of Hydrogen Atomic Orbitals" Journal of the Association for Personal Computer for Chemists, 10 (2), p. 3-14 (1988).

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Tokita, T. Arai, M. Ohoka, H. Nishi: "Synthesis and Photochromic Properties of Annellated Benzo[1,2,3-kl:4,5,6-k'l']dixanthene and Their Endoperoxides" Nihon Kagaku Kaishi, 1988, 876-879.

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Tokita, N. Kai, M. Osa, T. Ohkoshi, M. Kojima, H. Nishi: "Synthesis of Soluble Metal Free Tetrapyrazinoporphirazines" Proc. 1st International Symposium of Chemistry of Functional Dyes, p. 71-74 (1989).

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Tokita, H. Kihara, Y. Kogo, M. Matsuoka: "An Interactive Software for Predicting Electronic Absorption Maxima of Organic Compounds by Widely Used Microcomputers" Proc. 1st International Symposium on Chemistry of Functional Dyes, p. 55-58 (1989).

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Tokita, M. Kojima, N. Kai, K. Kurogi, H. Nishi, H. Tomoda, S. Saito, S. Shiraishi: "Synthesis and Properties of 2,3,9,10,16,17,23,24-Octa-alkyltetrapyrazinoporphirazines" Nihon Kagaku Kaishi, 1990, p. 219-224.

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Tokita: "Graphical Representation of the Function Values of Hydrogen Atomic Orbitals" Chemistry Today, No. 190, p. 43-45 (1987).

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Tokita: "Graphical Representation of the Shapes of Hydrogen Atomic Orbitals" Chemistry Today, No. 191, p. 27-29 (1987).

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Tokita: "Graphical Representation of the Shapes of Molecular Orbitals" Chemistry Today, No. 192, p. 49-51 (1987).

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Tokita: "Graphical representation of Covalent Bond" Chemistry Today, No. 193, p. 51-53 (1987).

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Tokita: "High Quality Graphics by a Microcomputer" Chemistry Today, No. 194, p. 51-53 (1987).

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Tokita: "Through the Looking-glass and What Our Molecular Graphics Found There" Chemistry Today, No. 195, p. 51-53 (1987).

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Tokita: "A Rapid Representation of Molecular Models By A Microcomputer" Chemistry Today, No. 197, p. 61-64.

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Tokita: "Molecular Input To a Computer" Chemistry Today, No. 201, p. 27-30 (1987).

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Tokita: "The Wave-particle Duality, Part 1" Chemistry Today, No. 208, p. 51-54 (1988).

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Tokita: "The Wave-particle Duality, Part 2" Chemistry Today, No. 209, p. 46-49 (1988).

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Tokita: "Regularities among Hydrogen Atomic Orbitals" Chemistry Today, No. 211, p. 57-61 (1988).

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Tokita: "Three Dimensional Distributions of Atomic Orbitals" Chemistry Today, No. 213, p. 57-61 (1988).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Tokita: "Graphical Representation of Hybridized Orbitals" Chemistry Today, No. 214, p. 27-32 (1989).

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Tokita: "The Length and Direction of Chemical Bonds" Chemistry Today, No. 218, p. 58-63 (1989).

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Tokita: "The Interference of Orbitals" Chemistry Today, No. 220, p. 51-55 (1989).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Tokita: "The Molecules of Oxygen or Nitrogen, Part 1" Chemistry Today, No. 224, p. 55-59 (1989).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Tokita: "The Molecules of Oxygen or Nitrogen, Part 2" Chemistry Today, No. 225, p. 48-53 (1989).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Tokita: "Free Electron Model and Electronic Spectra" Chemistry Today, No. 228, p. 51-55 (1990).

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Tokita: "Microcomputer Softwares for Synthetic Organic Chemistry" Yuki Gosei Kagaku Kyokaishi, 45, p. 1129-1140 (1987).

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Tokita: "Photochromism Based on Peri-cyclic Reaction" Toso Kogaku, 23, p. 357-366 (1988).

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Tokita: "The Use of Microcomputer for Science Education -- Several Technical Approaches to Realize Real-Time Animation and to Improve The Quality of Computer Output with a Frame-Memory for 16, 777, 216 Colors" Kaken Kyoho, 3 (5), p. 1-4 (1989).

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Tokita: "Molecular Orbital Calculation of Organic Colorants" CACS FORUM, 9, p. 3-9 (1989).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Tokita: "Molecular Design of Colorants by a Microcomputer" Kagaku, 45 (3), p. 1-2 (1990).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Tokita: "Quantum Chemistry Illustrated by a Microcomputer" Kodansha (Nov. 1987), p. 1-218.

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Tokita, N. Tominaga: "Interactive Molecular Orbital Calculations by a Microcomputer" Kyoritu Shuppan (Nov. 1987), p. 1-195.

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Tokita, M. Matuoka, Y. Kogo, H. Kihara: "Molecular Design of Functional Dyes -- Application of PPP Molecular Orbital Method by a Microcomputer" Maruzen (Sept. 1989), p. 1-225.

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Kawahasi, S. Toyooka, H. Katoh, S. Tokita: "Statics and Dynamics Illustrated by a microcomputer" Kodansha (1990), p. 1-103.

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 時田澄男: "ベンゾ〔1,2,3-kl:4,5,6-k′l′〕ジキサンテンの増環型類構体、ならびに、それらのエンドペルオキシドの合成とホトクロミック特性" 日本化学会誌. 876-879 (1989)

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      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Sumio TOKITA: "Synthesis of Soluble Metal Free Tetrapyrazino-porphirazines" Proc.1st International Symposium on Chemistry of Functional Dyes. 71-74 (1989)

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      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Sumio TOKITA: "An Interactive Software for Predicting Electronic Absorption Maxima of Organic Compounds by Widely Used Microcomputers" Proc.1st International Symposium on Chemistry of Functional Dyes. 55-58 (1989)

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      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 時田澄男: "2,3,9,10,16,17,23,24-オクタアルキルテトラピラジノポルフィラジンの合成と性質" 日本化学会誌. 219-224 (1990)

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      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 時田澄男: "結合の長さと方向性" 現代化学. 218. 58-63 (1989)

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  • [文献書誌] 時田澄男: "軌道の干渉" 現代化学. 220. 51-55 (1989)

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      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 時田澄男: "酸素分子と窒素分子(上)" 現代化学. 224. 55-59 (1989)

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      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 時田澄男: "酸素分子と窒素分子(下)" 現代化学. 225. 48-53 (1989)

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      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 時田澄男: "自由電子模型と光吸収" 現代化学. 228. 51-55 (1990)

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      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 時田澄男: "科学教育におけるマイクロコンピュ-タ-の利用-特に高画質化とアニメ-ションについて-" 科教研報. 3(5). 1-4 (1989)

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      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 時田澄男: "色素の機能と分子軌道法計算" CACS FORUM. 9. 3-9 (1989)

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      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 時田澄男: "マイクロコンピュ-タ-による色素のデザイン" 化学. 45(3). カラ-(2 ) (1990)

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  • [文献書誌] 時田澄男: "機能性色素の分子設計-PPP分子軌道法とその活用" 丸善, 225 (1989)

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  • [文献書誌] 時田澄男: 現代化学. (12). 50-55 (1988)

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  • [文献書誌] 時田澄男: 塗装工学. 23. 357-366 (1988)

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  • [文献書誌] 時田澄男,新井剛,戸谷倫彦,西久夫: 日本化学会誌. (5). 814-818 (1988)

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  • [文献書誌] 時田澄男: 化学PC研究会報. 10(2). 3-14 (1988)

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  • [文献書誌] 時田澄男: 日本科学教育学会研究会研究報告. 3(5). 1-4 (1988)

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  • [文献書誌] 時田澄男: 現代化学. 193. 51-53 (1987)

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  • [文献書誌] 時田澄男: 現代化学. 195. 51-53 (1987)

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  • [文献書誌] 時田澄男: 現代化学. 197. 61-64 (1987)

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  • [文献書誌] 時田澄男: 有機合成化学協会誌. 45. 1129-1140 (1987)

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  • [文献書誌] 時田澄男: 現代化学. 201. 27-30 (1987)

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  • [文献書誌] 時田澄男: 化学PC研究会報. 9. 22-28 (1987)

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  • [文献書誌] 時田澄男: 日本化学会誌. 5. (1988)

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  • [文献書誌] 時田澄男: 塗装工学. 10. (1988)

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  • [文献書誌] 時田澄男: "目で見る量子化学" 講談社, 232 (1987)

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  • [文献書誌] 時田澄男: "分子軌道法計算入門" 共立出版, 208 (1987)

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公開日: 1987-04-01   更新日: 2016-04-21  

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