京都大学ELCAS(エルキャス)

平成27年度以前のレポート

物理

物理の2013年11月16日の内容はこちら

実習指導

山本 潤(ソフトマター物理学研究室 教授)
高西 陽一(ソフトマター物理学研究室 准教授)
石井 陽子(ソフトマター物理学研究室 助教)

チューター

森田 智之(修士課程 1回生)
畑 加奈子(修士課程 1回生) 

ボランティア

なし

実施場所

理学研究科5号館 ソフトマター物理学研究室

実習内容

30分程液晶の電場応答、ならびに様々な色の起源の基礎的な座学講義を行った後、以下の2つの実験を行った。

1)ネマチック液晶のフレデリクス転移のしきい値測定と応答速度の印加電圧依存性

 二種類のセル厚のネマチック液晶セルにおけるフレデリクス転移のしきい値測定を行い、しきい値電圧はセル厚によらないことを確認した。また階段波波形を印加して、液晶の応答速度を測定し、印加電圧が高くなると応答速度が速くなることを見出した。

2)カラーフィルター、コレステリック液晶、偏光子に挟んだセロハンテープの透過スペクトル測定

 3種類の物質をまず目視でほぼ同じ緑色に見えることを確認した後、分光器を使ってその透過スペクトル測定を行った。同じように見えてもスペクトルは大きく異なることを観測し、どうしてこうしたスペクトルになるか、考察後解説を受けた。

実験の様子

実験の様子


実験の様子
実験の様子


受講生の感想

  • 今回は前回様々な性質や種類を知った液晶に、実際に電圧をかけてみたり、分光器を用いて光の分析を行ったりしました。電圧をかける実験では、10mmの液晶セルと25mmの液晶セルに電圧をかけた時の違いを、私は25mmの方が小さい電圧で変化が起こり、さらに色の変化の幅が大きくなるのではと予測しましたが、実際は変化する時の電圧が同じだとわかり、びっくりしました。またその後にその結果の理由を教えてもらい、納得するとともに液晶の電気的な性質がよくわかった気がしました。また、分光器を用いた実験では、特にセロハンテープを使ったものがが非常におもしろくて、パラレルニコルの時とクロスニコルの時で波の凸凹が逆になったのが、私たちには“ピンク”と“緑”という抽象的な色とでしか見ることのできない“色の変化”が具体的な"波の変化”として見ることができ、すごく興味深かったです。また、その実験の後に、円偏光の仕組みを式として教えていただき、さらに様々な計算からもとめた透過光強度の式を見ると右円偏光での式と左円偏光での式をたしたら1になるということがわかり、すごく言葉で表せないほど感動しました。この感動をわすれないうちに、自分でも教えて頂いた様々な実験を家でやってみたいと思いました。
  • 今回は、液晶セルの電気光学効果測定と分光器を用いた光の分析を行った。液晶セルの電気光学効果測定では、2種類の液晶セルに電圧をかけ、応答時間などを測定した。分光器を用いた光の分析ではGreenfilter、液晶セル、セロハンテープ(各々目では緑色に見える)の透過光を各々測定した。それぞれ透過率が異なっており、興味深い結果だった。このような貴重な体験の場を下さったELCASには感謝しています。
  • 今回は4時間の実習だったので、少し講義を聞いたあとは実験をしました。同じように緑色に見えているモノでも、その緑色の光の性質がそれぞれ全然違うことを知りました。普段何も意識してない“光”というものの多様さを知ることができてとても興味深い内容でした。してくださる説明もわかりやすく、より理解が深まったと思います。頂いたプリントに載っていないことまで教えて頂いて、本当に楽しい実習でした。
  • 前回休んだので、全く最初は内容が分からなかった。意味不明な数式と謎の概念の説明、実験も何を明らかにする実験なのか、それすら分からなかった。ただ機械的にこなし続けた。しかし、ある時、急に全てが分かった。全体を見通し、それまでやってきた説明、実験を一貫して解説して下さった。快感というか爽快だった。様々な現象や複雑な事柄はこれほどまでに単純明快なのかと。そして、先生の一言「我々人間は複雑でややこしく考えてしまうが、自然は結構素直なもの」。今回はプラズマに関する体験学習以上の、今後、科学をやっていく上で大きな糧となった。このような機会を与えて下さったELCASの方々、有難うございました。
  • 初めの方は液晶というものが余りどういったものか分からず、少し化学チックなところもあり分かりづ
  • らかったのですが、実習を受けることでどういった原理で明るくなったり暗くなったりするか理解でき、少し分かったような気持ちになれました。また小さい頃とは違い、この色の光はこの波長というのがきちんと確かめられるというのも実は凄いことなのかなあと思わせてもらいました。そして他にもたくさんのことを教えて頂きましたが、その中でも特にセロハンテープを偏光野向が異なる2枚の偏光板をπ/2回し挟むと色がついて見える、と言う事象がただただ単純に凄いなと思いました。それになぜ色がついて見えるのか?パラニコルとクロスニコルでは波長が対称になるのはなぜか?ということを丁寧に教えていただけ、理解できたのをうれしく思いました。最後に回折格子を使わず、身近なもので分光器を作る方法を教えて頂いたので是非色々作ってみたいと思います。

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