京都大学ELCAS(エルキャス)

平成27年度以前のレポート

物質化学とエネルギー創成

物質化学とエネルギー創成の2014年12月20日の内容はこちら

実習指導

作花 哲夫  (工学部/工学研究科 物質エネルギー化学専攻 教授)

チューター

川崎 惇  (工学研究科 物質エネルギー化学専攻 修士2年)
本多 恭也  (工学部 物質エネルギー化学専攻 学部4年)

ボランティア

松本 歩  (工学部/工学研究科 物質エネルギー化学専攻 博士2年)

実施場所

桂キャンパスインテックセンター・事務管理棟108号室

実習内容

レーザー誘起ブレークダウン分光法を水中の固体表面のその場元素分析に適用することを考え、水中レーザープラズマの発光スペクトルを測定した。特に水中の固体表面をパルスレーザーで照射するときのレーザー照射条件を変えることによってプラズマの生成条件を変え、明瞭な原子発光スペクトルを得ることを試みた。まず、純水中の銅板をターゲットとして照射レーザーのパルス幅の違いによるスペクトル形状の違いを調べ、つぎにレーザーの波長を1064 nmから532 nmに変えたときの効果を調べた。

レーザーのパルス波形の確認のため、オシロスコープに注目
レーザーのパルス波形の確認のため、オシロスコープに注目

水中のターゲット表面へのレーザー集光のためのピント合わせ
水中のターゲット表面へのレーザー集光のためのピント合わせ


照射条件によって得られるスペクトルが大きく異なる理由を考察
照射条件によって得られるスペクトルが大きく異なる理由を考察


受講生の感想

  • レーザーで物質の中身を知ることができるのは知っていたのですが、それを実際に使った実験は初めてだったので、とても楽しかった。赤外照射と可視光照射を比較した実験ではまだ分からないことが多かったので、来年のAIプロジェクトで実験ができたら良いなと思いました。実験では光学系の調整が難しそうでした。
  • 授業の中で難しいこともあったけど、元素分析についておもしろく知ることができた。初めての実習だったのでどんなことをするのか不安だったが装置や実験方法について詳しく教えてもらい、なんとか理解できた。光ファイバーの微調整は難しかった。大学の研究室はどこも専門的だから高校とは違い一つのことに対して深くまで極めることができるので早く大学に入りたいと思った。
  • 回の実験や講義は理解するのがとても大変だった。水中と空気中のプラズマの密度や気泡の大きさなどをみんなで考察したりして理解が深まったと思った。水中での分析化学の技術が進んだら、深海底にあるまだ発見されていない元素が見つかるかもしれないと思うととても楽しみだと思った。
  • 今日は、可視光ではないレーザー光を銅にあてて、出てきた発光を調べました。1回目は水の中の銅板を照射したときに出てきた発光を調べました。空気中と比べてスペクトルの質が低かったです。光学系の調整をがんばりました。最後にみんなで考察しましたが、みんな頭の回転がよすぎてついていくのが大変でした。まわりのレベルが高すぎるので、もっとがんばろうと思います。
  • 今回は9人皆で実験できたのが地味に楽しかったです。実験内容では、いろんなレーザーを当てて光をみて、その結果から考察するっていう作業が新鮮で楽しかったです。結果でも気泡の大きさとか、プラズマの密度を考えたりとかとても面白かったです。
  • 今日は、レーザーを使ってプラズマを発生させて、スペクトルを向上させる実験をさせていただきました。始めは、何をするのかあまり理解していませんでしたが、京大生の方がわかりやすく教えてくださったので、よく理解できました。学校では実験をしても考察を自分たちで考えずにすぐに先生が言ってしまうことがほとんどなので、今日みんなで実験の結果をもとに深く考察することができて、良かったです。気泡、エネルギーの密度、波長、パルス幅などすべてが、測定されるスペクトルに密接に関係していて、やりがいがありました。今日の実験は、とても興味深く、もっと知識を深めたいと感じました。
  • 分析化学という分野には興味があったので楽しかったです。1回目、水の中での分析が、スペクトルが雑になることでできないことがわかった。この時、水分子が関わっていると思ったが、気泡によって圧力がかかっているということもわかって驚いた。2回目、ロングパルスの実験の考察の時は、あまり理由が浮かばなかった。柔軟な発想ができるようになりたい。3回目は、世界初(?)の波長を変えて実験を行った。まだ知識も足りないし、発想がないので、もう少し勉強して考えてみたい。
  • レーザーを銅に当ててプラズマを発生させてスペクトル見たのは初めてで新鮮だった。空気の中で行った時はすごくきれいなスペクトルになっていて水の中で行った時は少し質の低いスペクトルになった、環境が違うと、発生するプラズマや気泡、衝撃波の大きさが違うものが出来て、そのためにスペクトルに違いが出てくるのがおもしろいと思った。
  • 本日は世界でまだ誰も行ったことのない最先端の実験をさせてもらい、充実した一日を過ごすことができました。また、その世界初の実験の考察を生で解説もしていただき本当にすごかったです。がんばって研究を成功させてください。

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