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FT-IRの測定で得られたスペクトルに対してガンマ関数やローレンツ関数を用いての波形分離解析を考えています。

導入された測定装置がこれらの処理には未対応でしたが、ASCIIファイルでのデーター出力はできるようなので、外部の解析ソフトでの処理を検討しています。
ただ、予算的に高額な市販ソフトの購入が厳しそうなので、適当なフリーウェアでもないか探しているところです。ちゃんと山の分離ができれば、とりあえずの方向性検討には充分だと思っているのですが、どなたか適当なソフト、ご存知ないでしょうか。

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A 回答 (1件)

とりあえずの方向性検討ならエクセルで出来ますよ。


たとえば、スペクトルを3つの関数に分離しようと思うとき、
1列め 波数
2列め スペクトルの測定値
3列め 関数の値(1列めの値、および、10列めについての関数の式を入れる)
4列め 関数の値(1列めの値、および、10列めについての関数の式を入れる)
5列め 関数の値(1列めの値、および、10列めについての関数の式を入れる)
6列め 3列めの値+4列めの値+5列めの値
10列め 3、4、5列めの関数の強度、中央値、線幅などのデータ
としておきます。2~6列のグラフを同時に表示し、2と6のグラフが近くなるように10列めの値を変えていきます。

7列め (2列め-6列め)^2
11列め 7列めの総和
としておけば、11列めの値が最小になるような10列めの値を求めることもできます(エクセルの「ソルバー」という機能を使います)。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。
ソルバーの名称は目にしていましたが、こういう機能とは知りませんでした。
エクセルは集計や簡単な統計処理に使う程度で十分に活用していませんでしたが、いろいろ使えそうですね。
x軸が2000点、一度に扱うピークの数が10を超えるので重くはなりそうですが、ちょっとトライしてみます。

お礼日時:2005/06/09 17:24

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Qスペクトルの分離ができるソフト

スペクトルの波形分離のできるフリーソフトを探しています.
実験で得られたスペクトル(IR,ラマンなど)のバンドが重なっているので分離を行いたいのですが,Windowsで使用できるのようなフリーソフトが見つかりません.
どなたか知っておられる方がいらっしゃいましたらお教えください.

Aベストアンサー

こんなんは?
http://www.unipress.waw.pl/fityk/

Q波長(nm)をエネルギー(ev)に変換する式は?

波長(nm)をエネルギー(ev)に変換する式を知っていたら是非とも教えて欲しいのですが。
どうぞよろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

No1 の回答の式より
 E = hc/λ[J]
   = hc/eλ[eV]
となります。
波長が nm 単位なら E = hc×10^9/eλ です。
あとは、
 h = 6.626*10^-34[J・s]
 e = 1.602*10^-19[C]
 c = 2.998*10^8[m/s]
などの値より、
 E≒1240/λ[eV]
となります。

>例えば540nmでは2.33eVになると論文には書いてあるのですが
>合っているのでしょうか?
λに 540[nm] を代入すると
 E = 1240/540 = 2.30[eV]
でちょっとずれてます。
式はあっているはずです。

Qガウス形とローレンツ形

波形でよく出てくるガウス形とローレンツ形ですが、これら半値幅とピークの高さがわかれば形が決まりますよね。
そこで、半値幅とピーク高さの値が求まったとして、面積を求めたいと思っています。半値幅とピーク高さでガウス形とローレンツ形の面積を表わすことができるのでしょうか?面積の公式ってあるのでしょうか?

数学に詳しい方、よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

ガウス(Gauss)型曲線は
(1)  G(x) = A exp(-a^2 x^2)
です.中心は x=0 としています.
曲線と x 軸との間の面積 S はよく知られた公式で
(2)  S = ∫{-∞~∞} G(x) = (A/a)√π
です.
一方,ピーク値はもちろん A,
半値幅 w は,高さがピーク値の半分になる幅ですから,
x=±w/2 で G の値が A/2.
すなわち
(3)  exp(-a^2 w^2 / 4) = 1/2
で,これから
(4)  w = 2√(ln 2)/a  ⇔  a = w/2√(ln 2)
です.
(4)を(2)に代入して,ピーク値 A を考慮すればできあがり.

ローレンツ(Lorentz)型は
(5)  L(x) = B/(x^2 + Γ^2)
の形.前と同じく中心は x=0 としています.
ピーク値は x=0 とおいて B/Γ^2 ですね.
こちらも面積の積分は簡単で
(6)  S = ∫{-∞~∞} L(x) = Bπ/Γ
半値幅は
(7)  B/{(w/2)^2 + Γ^2} = (1/2) B/Γ^2
から
(8)  w = 2Γ  ⇔  Γ = w/2
(6)に(8)を代入して,ピーク値 B/Γ^2 を考慮すればできあがり.

ガウス(Gauss)型曲線は
(1)  G(x) = A exp(-a^2 x^2)
です.中心は x=0 としています.
曲線と x 軸との間の面積 S はよく知られた公式で
(2)  S = ∫{-∞~∞} G(x) = (A/a)√π
です.
一方,ピーク値はもちろん A,
半値幅 w は,高さがピーク値の半分になる幅ですから,
x=±w/2 で G の値が A/2.
すなわち
(3)  exp(-a^2 w^2 / 4) = 1/2
で,これから
(4)  w = 2√(ln 2)/a  ⇔  a = w/2√(ln 2)
です.
(4)を(2)に代入して,ピーク値 A を考慮すればできあがり.

ローレンツ(Lorentz)...続きを読む

Qカチオンとアニオンとは?

最近、化学を勉強し始めました。
カチオンとアニオンが分かりません。
テキストにCN+アニオン、CN-カチオンとありますが、分からないため、それらの結合次数が求められません。
基礎かもしれませんが、どなたか教えてください。

Aベストアンサー

> カチオンとアニオンが分かりません。

 既に回答がありますが,カチオンとは (+) の電荷(正電荷)を持ったイオンの事です。日本語では「陽イオン」と言います。逆にアニオンは (-) の電荷(負電荷)を持ったイオンで「陰イオン」と言います。

 『最近、化学を勉強し始めました。』との事ですので,敢えて注意しておきますが,化学の用語で「プラスイオン」や「マイナスイオン」はありません。上記の様に「陽イオン」または「陰イオン」と言います。

> テキストにCN+アニオン、CN-カチオンとありますが、

 何か勘違いしていませんか? でなければ,教科書が間違っています。「CN+」や「CN-」の「+」や「-」は正電荷を持っている事及び負電荷を持っている事を示していますから,「CN+」はカチオンで「CN-」はアニオンです。つまり,「CN+ カチオン」と「CN- アニオン」です。

> CNとCNカチオン、CNアニオンの結合次数を求めていますが、使用しているテキストには等核二原子分子しか記載されておらず、異核二原子分子は記載されていません。今求めています。
求め方は違うのでしょうか?

 等核2原子分子でも異核2原子分子でも考え方は同じはずです。同じ様に考えれば良いと思います。

> CN,CN+,CN-の結合次数と結合の強さを考えたかったのですが・・・。

 どの結合の結合次数と結合の強さでしょうか? どういったレベルの話でしょうか? 『最近、化学を勉強し始めました。』との事から,勝手に「炭素・窒素間の結合」についての「初歩的レベルの話」と考えましたが・・・。

 そうであれば,「CN」,「CN+」,「CN-」で違いは無いと考えて良いと思います。それぞれの構造を考えてみれば解るかと思いますので,以下構造について説明しておきます。

 まず,炭素及び窒素原子の電子配置は,炭素:1s(↑↓), sp(↑), sp(↑), py(↑), pz(↑),窒素:1s(↑↓), sp(↑↓), sp(↑), py(↑), pz(↑) となっています。

 ここで,両原子の 1s 軌道の電子は結合には関与しませんので考えなくても良いです。で,両原子の電子1個を有する sp 軌道を使って C-N のσ結合が出来ます。さらに,両原子の py 軌道同士,pz 軌道同士の重なりによってπ結合2つが生じます。結果,CN 間は3重結合になります。

 残った軌道と電子をみると,炭素原子には電子1個の sp 軌道が,窒素原子には電子2個(孤立電子対)の sp 軌道がそれぞれ残っています。炭素の sp 軌道は窒素原子とは反対側,窒素の sp 軌道は炭素原子とは反対側,をそれぞれ向いていますので,結合に関与することはできません。したがって,その電子状態を書くと ・C:::N: となります。これが「CN」と書かれている構造です。ですので,より正確に書けば,炭素上の不対電子も示した「・CN」となります。

 この不対電子が存在する炭素の sp 軌道の電子を取り除いてやれば電子(負電荷)が1個減りますから -(-1) = +1 で「+」になります。これが「CN+」ですが,「+」電荷は炭素原子上にありますので「+CN」と書く方が正確です。

 さて,先の不対電子が存在する炭素の sp 軌道は電子を1個受け入れる事が可能です。ここに電子を受け入れた場合 +(-1) = -1 で「-」になります。これが「CN-」です。「-」電荷は炭素上にありますので「-CN」と書く方がより正確なのは先の「+CN」の場合と同じです。

 如何でしょうか。こうみれば「CN」も「CN+」も「CN-」もCN間の結合に関しては同じですね。勿論,炭素の sp 軌道上の電子の数はCN間の結合に影響が無いわけではありませんが,それを議論するのであれば『最近、化学を勉強し始めました』というレベルではないと思いますので・・・。

> カチオンとアニオンが分かりません。

 既に回答がありますが,カチオンとは (+) の電荷(正電荷)を持ったイオンの事です。日本語では「陽イオン」と言います。逆にアニオンは (-) の電荷(負電荷)を持ったイオンで「陰イオン」と言います。

 『最近、化学を勉強し始めました。』との事ですので,敢えて注意しておきますが,化学の用語で「プラスイオン」や「マイナスイオン」はありません。上記の様に「陽イオン」または「陰イオン」と言います。

> テキストにCN+アニオン、CN-カチオンとあります...続きを読む

Qガウシアン関数へのフィッティングについて

現在、ガウシアン関数y=a+b*exp(-(x-c)^2/d^2)に下記のようなデータを使用しフィッティングを行いたいのですが、
手法やパラメータa,b,c,dの求め方がわかりません。
どなたか教えていただけませんか。
よろしくお願いいたします。
(x,y)={
48.8006092
48.8056105
48.8105942
48.8156000
48.8206021
48.8256127
48.8306131
48.8356169
48.8406146
48.8456077
48.8506141
48.8556236
48.8606115
48.8656179
48.8706296
48.8756176
48.8806272
48.8856294
.....}

Aベストアンサー

Excelしか使えないのであれば、ソルバーを使って、以下の手順で「残差2乗和」を最小とするパラメータ a, b, c, d を探すと良いでしょう。ただし、パラメータの初期値があまりかけ離れていると変な値に収束するか解が見つかりません。a, b, c は元のデータのグラフから見当をつけられると思います( a はベースライン高さ、b はピーク高さ、 c はピーク位置x)。d は直感では見当をつけられないので、(ピークの半値全幅)/1.67 で計算してそれを初期値としてください。

【ソルバーを使った最小自乗法】
(1) Excelのメニューの [ツール] → [アドイン] で [ソルバーアドイン] の左側の□をチェックして OK
(2) A列に x データ、B列に y データを書き込む( x は A1 から、y は B1 から下方向に書き込む)
(3) D1からD4にフィッティングパラメータの初期値を書き込む(a → D1、b → D2、c → D3、d → D4)
(4) セル C1 に以下の式を貼り付ける(これをCopy&Paste)
   =($D$1+$D$2*EXP(-1*(A1-$D$3)^2/($D$4)^2)-B1)^2
(5) セルC1をコピーして、C2以下の全データ分のC列にペースト(これでC列=「残差2乗」となる)
(6) セルD5 に =sum(C1:C??)と書く(??はC列最後の行番号)
(7) Excelのメニューの [ツール] → [ソルバー] で [目的セル」を $D$5、[目標値] を 最小、[変化させるセル]を $D$1:$D$4 とする。この意味は、「セルD1~D4に書かれている数値を変化させて、 D5セルを最小となるようにする」ということです。
(8) ソルバーウィンドウのオプションボタンをクリック → 制限時間を 1000、反復回数を 1000、精度・公差・収束をすべて 1e-10 とし、OKをクリック
(9) ソルバーウィンドウの実行ボタンをクリック
(10) フィッティングパラメータが見つかったら、「最適解が見つかりました・・」と出るので、OKをクリック
(11) ExcelのセルD1~D4にフィッティングパラメータが書き込まれている

なお、精度・公差・収束の値をあまり小さくすると収束しないので、もしデータのばらつきが大きくて収束しないときは、これらの値を適宜、大きくしていってみてください。ご質問のデータはGaussianのほんの1部でしたのでこちらで実験することはできませんでした。ちなみに私は通常、カレイダグラフというグラフソフトで任意関数のフィッティングをやっています。

Excelしか使えないのであれば、ソルバーを使って、以下の手順で「残差2乗和」を最小とするパラメータ a, b, c, d を探すと良いでしょう。ただし、パラメータの初期値があまりかけ離れていると変な値に収束するか解が見つかりません。a, b, c は元のデータのグラフから見当をつけられると思います( a はベースライン高さ、b はピーク高さ、 c はピーク位置x)。d は直感では見当をつけられないので、(ピークの半値全幅)/1.67 で計算してそれを初期値としてください。

【ソルバーを使った最小自乗法】
(1...続きを読む

Q「心がけます」と「気をつけます」の謙譲語は何でしょうか

 私は日本語を勉強中の中国人です。お礼を書くときに困った表現があります。私の拙い質問文を親切に添削していただいた皆様に、このような間違いを今後しないようと伝えたいときに、普通どのように書くべきでしょうか。謙譲語を使いたいのですが、「心がけます」と「気をつけます」の謙譲語は何だろうか、と一瞬戸惑ってしまいました。「お心がけします」と「お気をつけします」は普通使うでしょうか。

 また、私の下記の言い方を添削していただいた上に、ネイティブ同士で使われる自然な書き方も教えていただければ大変嬉しいです。

1.今後同じような間違いをしないように気をつけます。
2.これから同じような間違いをしないことを心がけます。
3.同じ間違いをしないよう心がけます。
4.今後こんな失礼な表現をぜひとも避けたいと思います。

 よろしければ、質問文の不自然な部分の添削もお願い致します。

Aベストアンサー

「お心がけします」も「お気をつけします」も存在しません。絶対に使いません。

いま用いてらっしゃる表現で十分でしょう。あえて謙譲語を入れるなら、たとえば「これからは確と心がけて同じ誤りを繰り返さぬようにいたします。」なんてこともできますけどね。「確と」は「しかと」と読みます。この副詞はこの際なくても構いませんが「しかとこころがける」は一塊りのようなもんです。「しかとは分かりませんが」というのも頻用されますが、もしかすると老人語かもしれない。新明解はそうしてないけど。


1は「よう」が至近で反復されるのが気になります。それがなくとも「同じような」は「同じ」のほうが良いでしょう。「しないように」は「に」を省いて「しないよう」でもよい。どちらかと言えば省いたほうがいいかも。

「今後同じ間違いをしないよう(に)気をつけます。」

2はどうかなあ。3の言い方のほうが良いのは確かでしょう。「しないことを」よりも「しないよう」のほうが「心がける」としっくり噛み合うと思います。

「心がける」と言うとき、いったい何を心に懸けておくのでしょう。「間違えないこと」でしょうか。そうかもしれない。だけど、「正を取り誤を退けるべく与えられた新知識」と考えたほうがいいような気もするんですが、どうですか。

どうも「心がける」のは、というか「心がけられる」のはポジディブなものではないかと思うんですが。否定形で表現されるものを心がけることができるかどうか、疑わしいような気がします。例えば「遅れないことを心がける」なんて言えないんじゃないかな。「遅れないよう心がける」はセーフ。「心がけて遅れないようにする」ならどこからも文句は来ないでしょう。

3は何の問題もなし。

4は「表現を」を「表現は」とするべきです。「こんな」はこの場合は「このような」よりもむしろ適切じゃないですか。なにしろ次に来るのが「失礼な」なんだから。例えば「こんな馬鹿なことがあっていいものか」を「このような馬鹿なことがあってもいいものでしょうか」に変えたらいかにも間延びして聞こえませんか。



質問文の添削を少々。


>お礼を書くときに困った表現があります。

「お礼を書くときに困る表現があります。」毎度のことであればこうでしょう。「お礼を書きながらいつも悩む表現があります。」でもよし。


>私の拙い質問文を親切に添削していただいた皆様に、このような間違いを今後しないようと伝えたいときに、普通どのように書くべきでしょうか。

「質問文を添削してくだすったかたに、お教えを銘記して同じ間違いを二度とするまいと思う心入れをお伝えするにはどう書けばよいのでしょう。」

「心入れ」も老人語くさいので「気持ち」のほうが無難かも。「くだすった」は「くださった」の東京方言(だと思う)。こっちのほうがそこはかとなくかっこいいと感ぜられます。


>と一瞬戸惑ってしまいました。

この「一瞬」はいただけませんな。確かに若い人たちはこういう言い方をするようですが。


>また、私の下記の言い方を添削していただいた上に、ネイティブ同士で使われる自然な書き方も教えていただければ大変嬉しいです。

「下の四つは私がこれまで実地に使った文です。不備の点をご指摘ください。加えて別の発想による言い回しもお教えください。」

「お心がけします」も「お気をつけします」も存在しません。絶対に使いません。

いま用いてらっしゃる表現で十分でしょう。あえて謙譲語を入れるなら、たとえば「これからは確と心がけて同じ誤りを繰り返さぬようにいたします。」なんてこともできますけどね。「確と」は「しかと」と読みます。この副詞はこの際なくても構いませんが「しかとこころがける」は一塊りのようなもんです。「しかとは分かりませんが」というのも頻用されますが、もしかすると老人語かもしれない。新明解はそうしてないけど。


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QIR、UV-visスペクトルを計算で求められるソフト

仕事で、合成した化合物が目的のものかどうかを調べるために、IRスペクトルで確認したいのですが、分子振動計算ができるソフトとしてはGaussianが有名だとききました。ただ、値段や使い勝手がわかりません。ご存知の方がいらっしゃったら教えてください。また、他のソフトがあればご紹介いただけたらと思います。
それから、できれば合成前にUV-visスペクトルを予想してから、目的の波長でよく吸収する化合物をつくりたいのですが、そのようなことができるソフトがあれば教えてください。

Aベストアンサー

WinmostarとFacioというソフトを用いてIRスペクトルとUV-Visスペクトルは計算できたと思います。・・・というより、計算化学実験で実際に計算したことがあるのですが、詳しくは忘却してしまいました^^;

Winmostar : http://winmostar.com/
Facio : http://www1.bbiq.jp/zzzfelis/Facio_Jp.html

参考URL:http://pc-chem.info/

Q自然対数Ln(x)からxを求める方法について

エクセル2007を使用し、あるグラフの近似曲線(対数近似)を描き、y=0.394Ln(x)+0.88という式を得ました。
y=2.041の時のxの値を求めたいのですが,
自然対数Ln(x)からxを求める方法があるでしょうか?
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

式を変形すると、
x=e^((y-0.88)/0.3)になります。エクセルで
+exp((2.041-0.88)/0.3)
で計算できると思います。

Q無機材料のRamanバンドのお勧めのデータベース

無機材料のRamanバンドのお勧めのデータベースありますか?

Aベストアンサー

「お勧め」とは確信できませんが,google で検索したところ,次が気になりました.

URL
 http://www.publish.csiro.au/?act=view_file&file_id=SA0402254.pdf
表題
 RAMAN SPECTRA DATABASE OF MINERALS
 AND INORGANIC MATERIALS ON THE WEB
著者
 Y. Iida, K. Yasui, T. Tuziuti, T. Kozuka,
 A. Towata, Sivakumar Manickam
所属
 National institute of Advanced Industrial
 Science and Technology (AIST)
連絡先
 463-8560 Nagoya, Japan
 E-Mail: y.iida@aist.go.jp

データベースの表が2つありました.

Table 1. 商用データーベース
  Company
   Title
   Number of Spectra
 の順に...

Sadler
 Raman of Inorganics •4702
 1600

Renishaw
 Spectral database of inorganics
 1200


Table 2. Webでアクセスできるデーターベース
  Organization
   URL
   Number of Samples
 の順に...

CALTECH, USA
 http://minerals.caltech.edu/FILES/raman/index.htm
 310
  hydrotalciteで検索すると,
  スペクトルまで出してくれました.
  まだまだ,件数が少ないのがつらい.

Parma University,Italy
 http://www.fis.unipr.it./~bersani/raman/raman/spettri.htm
 197

AIST, RASMIN
 http://www.aist.go.jp/RIODB/rasmin/E_index.htm
 421(minerals), 357(inorg. compounds)
  現在は,このURLではつながりませんでした.
  せっかく800件近くのデータをそろえているのに
  残念です.

「お勧め」とは確信できませんが,google で検索したところ,次が気になりました.

URL
 http://www.publish.csiro.au/?act=view_file&file_id=SA0402254.pdf
表題
 RAMAN SPECTRA DATABASE OF MINERALS
 AND INORGANIC MATERIALS ON THE WEB
著者
 Y. Iida, K. Yasui, T. Tuziuti, T. Kozuka,
 A. Towata, Sivakumar Manickam
所属
 National institute of Advanced Industrial
 Science and Technology (AIST)
連絡先
 463-8560 Nagoya, Japan
 E-Mail: y.iida@aist.go.jp

データベースの表が2つ...続きを読む


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