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9月21日の内容はこちら

実習指導

有川 敬(光物性研究室 助教)

チューター

大西 義人(博士課程 3回生)
平岡 友基(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 121号室 

実習内容

今回は「電磁波の発生・検出実験」をテーマに、ヴァンデグラーフ起電機を用いた電磁放射の検出実験、自作回路・プログラムを用いたLEDからの発光検出実験を行った。まず電磁波の波形を実際に見てもらうために、ヴァンデグラーフ起電機からの放電と同時に発生した、電磁放射をオシロスコープにつないだ針金を利用した簡易アンテナで検出した。次に3班に分かれてLED駆動回路・フォトダイオード検出回路・Labviewを用いた信号検出プログラムをそれぞれで自作し、各種LEDの光学測定を行った。LEDからの放射をレンズを用いてフォトダイオードに集光し、光強度を電圧として読み取った。LEDに流す電流を上昇させ、光の強度が電流値に対してどのように依存するかを測定した。

Labviewを用いた信号検出プログラムの作成。
Labviewを用いた信号検出プログラムの作成。

LED駆動回路・フォトダイオード検出回路の自作。
LED駆動回路・フォトダイオード検出回路の自作。


自作回路を組み合わせた光学系の完成。
自作回路を組み合わせた光学系の完成。

LED放射を検出器に集光する光学系の作成。
LED放射を検出器に集光する光学系の作成。


受講生の感想

  • 今回は実際に実験器具を作ってみた。僕はフォトダイオード検出回路というものを作った。チューターの方々に丁寧に作り方を教えてもらい、楽しみながら作ることができた。実験が成功した時はとても嬉しかった。毎度ながら、このような貴重な機会をくださったELCASに感謝したい。
  • LEDに流す電流を強くしていくと、光の明るさがある限度までは比例していくことが実験で体験できてよかった。窓の隙間などからもれている光が意外と明るいことがわかった。
  • 今日は実習ということで私は光を検出して電圧に変えてそれをグラフとしてPCで読み取るためのプログラミングをしました。C言語のように難しいものではなかったですが、それでもやっぱりちょっとエラーがでたり、「どのくくりにアイコンを配置したらいいかな?」と迷うこともあり、楽しかったです!!プログラミングは将来やってみたいなあと思っていたので今回体験できてよかったです。また、プログラミングソフトのエラー(笑)もあり、はんだこての体験までできて嬉しかったです。電子工作ももっと色々やってみたいです。発光ダイオードを通しての実験では思っているより変化があって、驚きました。実習楽しかったです!!自分でも学校でも色々やってみます!!
  • 前回同様、光に関する講義を少々して頂き、今回は主に実験を行いました。LEDを点灯させる回路や光を受容(検出)する回路、受容した光をグラフとして描画するプログラムを一から作り、光を定量化することが出来ました。普段目で見て感じる光ですが、分析する際には数値化することが何より大切ということも実感しました。私は電子回路(光検出)の作成の担当をさせて頂きましたが。半田付けはかなり手こずりましたが完成し、実際に働いているのを確認すると、安心感・達成感が湧いてきました。光に関する知識や関心がまた増え、とてもよい経験となりました。
  • 今日は4時間も実習を行うことができるということで、たくさんの機械を使って多くの経験をさせていただくことが出来ました。はじめのバンデグラフ機をつかって電磁波を検出する実験では検出する針金とバンデグラフ機の距離などにかかわらず、電磁波が検出されたことに、当たり前だけど感動しました。次に行った、LED駆動回路の作成では、はんだごてをつかって実際に抵抗やスイッチ、電池などをつなぐという経験をすることができ、本当に研究者になった気分でした(笑)。そうしてできた検出器でLEDの色による変化や、電流の大きさによる変化などを調べる様々な実験を行うことができて、非常に楽しかったです。LEDの特性なども同時に知れて、面白かったです。この実習によって、電磁波について、非常に深く知ることができたと思います。ありがとうございました。
  • 今回は2時から6時までずっと実験でしたが、最後まで楽しくやり切ることができ、充実した4時間で、あっという間に終わってしまいました。オープニングのヴァンデグラーフ起電機のときから目が釘付けになり、電子回路の作成も非常に面白かったです。人生初めてのはんだごての利用で、たくさん失敗もしましたが、良い経験でした。いつかはんだごてを利用してラジオなんかを作ってみたいと思います。途中からちらっとマクスウェル方程式の話が出てきましたが、なんとか勉強したいと思っています。次は生物の講演と体験学習のようですが、とても楽しみです。今日は半日ありがとうございました。

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