京都大学ELCAS(エルキャス)

平成27年度以前のレポート

物理

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実習指導

吉川 豊(量子光学研究室 助教)

チューター

小沢 秀樹(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 115号室 

実習内容

各自で簡易分光器を作成し、それを用いて太陽光、蛍光灯、LEDなど様々な光のスペクトルを観測した。その後、原子の構造と光の吸収・放出についての講義を行い、ルビジウム原子のレーザー分光のデモンストレーションを行った。

分光器の製作作業

分光器の作り方の説明
分光器の作り方の説明


太陽光のスペクトルの観測
太陽光のスペクトルの観測

分光器の製作作業
分光器の製作作業


蛍光灯のスペクトルの観測
蛍光灯のスペクトルの観測


受講生の感想

  • 自分で作ったもので自分で観測する。それが今回の最大のポイントだったと思う。簡易分光器をその仕組みや原理を考えながら、より観察し易くするために自分でも工夫をして作った。最初つくったときは、先生に注意されていたのにも関わらず、回折格子の向きを間違った方向につけてしまい、観察ができていなかった。しかし、これによって、回折格子の性質を再認識できた。分光器をのぞいてみると、太陽光、レーザー光、蛍光灯、それぞれでまた、光の量によって見え方は異なった。その理由は、講義を聞くことができ、疑問を自らの身で感じて、それを考えた後に答えが分かるというサイクルによって、理解が深まった。最後には、実際に大学で研究に使われている器具を見て、今回習った基礎の基礎は今の最先端にもつながっていると実感し、基礎は甘く見てはダメだと改めて思わされた。有難うございました。
  • 今回は実習ということで分光器を製作し、太陽光や蛍光灯などをみました。太陽光を見たときに黒い線が見え、それが一体何なのか分からなかったのですが、後の講義で特定の原子により吸収されそこが欠けているということを知りました。このことは普段原子・分子や元素というものが存在していると感じることができるものだったので大変驚き、面白く感じました。分光器で色々見てみたいと思います。またレーザーを原子にぶつけたときに分かる線幅というものがドップラー効果を含んでいるというのは興味深かったです。そしてそこから運動がわかるというのも驚きでした。
  • 前半2時間は主に分光器の製作をし、その後様々な光源(太陽、蛍光灯、レーザー…)を覗き込み、分光の観察をしました。分光器の製作が、これほど簡単な材料で、手軽に作れることに、驚きました。と同時に、その作り方から、分光器の個性(精密さ)が一人ひとり違っていることも面白いと思いました。後半は講義を聴き、その後、実際に分光の実験装置を見学させていただきました。光と原子がここまで密接に関わっていることに、驚き、関心を持ちました。また、なぜ(前半に観測したような)フラウンホーファー線(暗線)ができるかなども理解することができました。実験室では、レーザー冷却の装置やレーザー分光の装置を見学することができ、その装置の大きさに圧倒されました(特にレーザー冷却)。四時間ぶっ通しの分光の体験学習で、より関心が高まりました。
  • 今回はまずそれぞれが簡単な分光器を作成しましたが、その作業は物理の学習でありながらも童心にかえったような気持ちですることができて非常に楽しかったです。また、その後各自が作った分光器で空を見上げた時に感動しました。美しい7色のグラデーションがくっきりと見え、原子の光の吸収によって生じたフラウンホーファー線も何本も見ることができました。後半部分では講義とレーザー分光のデモンストレーションがありました。講義でレーザー分光のことについて学んでから実演を見ることで理解が深まりました。滅多に見れないレーザー冷却の装置を見れたことも非常に嬉しいです。次回からはまた内容が変わりますが、能動的に講義、実験をしていきたいです。
  • 分光を2週間にわたってやってきて、分光学とはどうやら原子の構造を調べる学問であるらしいことが分かった。分光学で使うのは、ほぼレーザーのみだが、その単波長である性質を使えば、原子の構造が次々とわかる。レーザーを当てて、共鳴させるというところが、面白かった。また、分光器を使えば、例えば遠い太陽の組成がわかるというのも、研究しがいのある分野だな、と感じられた。
  • 今回は簡易分光器の作製をまず行った。この分光器は工作紙と黒紙で作った箱の両端にスリットと回折格子フィルムをつけたもので、案外簡単に出来て、楽しかった。その後、実際にその分光器で蛍光灯や太陽光、LED、レーザーのスペクトルを見た。各々に様々な違いがあるのが分かり、それなりに精度も高かったので嬉しかった。最後に、このような貴重な体験ができる機会を与えて下さったELCASに感謝したい。
  • 今回はまず簡易分光器を作りました。いろいろな光のスペクトルを思ったよりも鮮明に見ることができました。縞模様(フラウンホーファー線)も光の種類によって位置が変わり、蛍光灯の光は縞ばかりでした。レーザー分光のデモンストレーションでは、貴重な実験器具や他では見ることのできないような装置を実際に見ることができてとても良い経験ができました。実験室の雰囲気を実際に味わってみて面白かったです。4時間の体験講座があっという間でした。

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