京都大学ELCAS(エルキャス)

平成27年度以前のレポート

宇宙地球

宇宙地球の2015年12月19日の内容はこちら


実習指導

岩室 史英  (宇宙物理学教室 准教授)

チューター

横山 洋海  (宇宙物理学教室)
高本 昌弥  (宇宙物理学教室)

ボランティア

なし

実施場所

吉田キャンパス 理学研究科4号館520号室

実習内容

・光の屈折
レンズの形状と、屈折による光路の説明をした後、レーザー、対物レンズ、平凸レンズを使って平行光線を作ってみる。

・ガウスのレンズ公式
レンズを動かし、焦点距離の2倍、1.5倍してみて焦点の位置の変化の確認。またその実験を元にF値の意味などを学ぶ。そして、実際にそれがどこで使われているのかをすばる望遠鏡を参考にして解説。

・光の回折と干渉1
レンズ絞りを使って回折像(エアリーディスク)を確認。次に方眼紙に複数穴を開けそれをピンホール前に置き、穴の開け方によって干渉縞が変化することを確認。そして、方眼紙に細長い穴を開け単スリットや複スリットを作って干渉縞の観測。最後に回折と干渉の理論的学習。

・光の干渉2
ハーフミラーを使い、フィゾー干渉計を作ってみて干渉縞を観測。そしてその原 理、用途を学ぶ。またマイケルソン干渉計も作ってみてその干渉縞を観測し、同様にその原理、用途を学ぶ。

回折や干渉を観測するときに使った光学系
回折や干渉を観測するときに使った光学系

岩室先生の理論的説明を聞いている様子
岩室先生の理論的説明を聞いている様子

穴を開けた方眼紙を光学系に挟み込んで、回折や干渉を見る実験をしている様子
穴を開けた方眼紙を光学系に挟み込んで、回折や干渉を見る実験をしている様子


受講生の感想

  •  学校で回折等を習った時に、先生に聞いてもわからない状態でしたが、今回、回折と干渉は別のものであることを知り驚くとともに、納得することができました。復習に先生のご参考になさったページを見てみようかと思います。スリットを作る際には4本まで明るい線が見えたので、学校で機材を借りて次は5本見えるように頑張りたいです。機材の調整に手間取ってしまいすみませんでした。ありがとうございました。
  •  今日の講義は少し難しいものでしたが、学校ではおそらく教科書で習うだけになるであろう光の性質を普段扱えない装置を使って体験することができ、とても良い経験になったと思います。特に、紙を切って干渉、回折の様子を見る実験では、切り方によって像の模様が様々なものとなリ面白かったです。その模様になる原因をペアの人と一緒に考えたりすることをずっとやっていて、とても頭を使った一日でした。また、今日やったことと同じことが望遠鏡にも使われていることは驚きで、いろんなことに使われているんだなと感じました。学校で最近習った分野なのでとても楽しかったです。ありがとうございました。
  •  まだ習っていないところで難しいところもありましたが、様々な実験により光が波であることを実感できました。基盤コース前期の講演で光は波であると知りましたが、その時は疑っていたことを実際に目で見て確かめることができて良かったです。解説が非常に丁寧でわかりやすく、なんとなく実験の意味を理解できました。また今回の実験で使われた技術が、重力波望遠鏡に使われていると知り、さらに宇宙物理学への興味が高まりました。今回学んだことを学校で習うまでしっかりと覚えておきたいです。
  •  干渉、回折などを器具を用いてしっかりと光の性質を観測できたと思います。干渉計などの微調整やスリットの制作など細かい作業が多かったですが、それぞれで模様がしっかりと観測できました。天文学への応用ということで実際に干渉計が使われている様子なども知れて良かったです。
  •  実験がどれもやりごたえのあるもので、楽しんで参加できました。一方で、スリットを入れる作業や鏡の向きの微調整を求められる作業等、不器用な私にとっては高難度の手強い実験でした。ただ殆どは最終的にきちんとした結果を得ることができたのではないかと思います。個人的には、レンズや光の分野は今まさに学校で習っている分野なので、机の上で学ぶだけでなく実際に体験することができたという貴重な経験となりました。ありがとうございました。
  •  回は光の干渉、回折の実験と、それが望遠鏡などの宇宙の観測にどう生かされているかを学びました。学校で習った分野でしたが、実際にレンズを使って実験したことがなかったので、とても楽しかったです。光の干渉では、どことどこが干渉しあってるのか、光に縞模様が映るのはなぜなのかということを自分でしっかりと考える時間があり、予想もかなりあたっていて、原理を理解している実感が持てました。望遠鏡の仕組みもこれからもっと積極的に勉強したいと思います。
  •  今日は高校では利用できない機材で、実際に最先端の望遠鏡で使われている光学系を作り、観測させていただいて、一言に望遠鏡と言っても様々な方法から歪みなどを検査していることを知ることができました。自分には思いもよらない方法で驚きの連続でしたが、それでも干渉という高校物理で習うようなことが根本になっていることも大切なポイントだと思いました。また、今日の前半では物理の授業で紙の上で勉強したことを実際に体験させていただいたのもすごく貴重なことでした。勉強で求めるのには難しいことをいろいろ試せるのがとても楽しく、それもまた勉強になりました。ありがとうございました。

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