物理学実験

担当者(令和2年度後期)
水曜日: 鈴木(理) 池尾(工) 上杉(工) 森脇(非常勤)
木曜日: 松岡(理) 周(非常勤) 中沢(非常勤) 平澤(非常勤) 森脇(非常勤)

第 1 週 目 か ら 第 3 週 目 の 授 業

 
  資料一覧
第1週目

10/7(水)
10/1(木)

場所

第2週目

10/14(水)
10/8(木)

場所

第3週目

10/21(水)
10/15(木)

場所

○第 4 週 目 以 降 の 授 業

第4週目以降は5テーマ(テーマA~テーマE)に分かれての実験を行う。各テーマあたり2週間をかけて、レポート作成の指導や再実験も含めて行う。

テ ー マ A   ロ ー レ ン ツ 力 と 金 属 線 の 共 鳴 運 動

弦の共鳴運動について理解を深め、併せてローレンツ力、電磁誘導について学ぶ。張力に与えた金属線に直交する磁場をかけて交流電流を流し、共鳴振動数をブリッジ回路を用いて測定する。また、弦のたわみの理論値との比較を行う。

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準備ー1 実験の概要(4分)
準備ー2 おもりの準備(2分)
準備ー3 弦の準備(4分)
準備ー4 実験装置の組み立て(6分)
ローレンツ力ー5 磁束密度測定、直流電源準備など(4分)
ローレンツ力ー6 配線(11分)
ローレンツ力ー7 電流調整(3分)
ローレンツ力ー8 画面上での測定(6分)
ローレンツ力ー9 たわみの絶対量の計算(2分)
共鳴振動 共鳴振動(19分)

 

テ ー マ B   電 気 抵 抗 の 温 度 変 化 ( 超 伝 導 体 、 半 導 体 、 金 属 )

直流4端子法による電気抵抗の測定に習熟するとともに、金属、半導体、超伝導体の電気抵抗の温度依存性を測定し、その特徴とメカニズムについて理解を深める。

  動画一覧
抵抗率(6分)
四端子法(20分)
最も簡単な二端子法(5分)
4 半導体の二端子法(6分)
5 超伝導体の測定(7分)
6 金属線の測定(6分)

テ ー マ C   水 素 原 子 の ス ペ ク ト ル

回析格子分光計を用いて水素原子のバルマー系列のスペクトルの波長を測定し、リュードベリ定数を求める。この実験を通して、量子力学の歴史において重要なボーアの原子論について理解を深める。また光学機器に関する基礎的事項を学ぶ。

園田先生の解説

  動画一覧
分光計の調整ー1 各部名称・前準備・接眼レンズ(8分)
分光計の調整ー2 オートコリメーション(9分)
分光計の調整ー3 コリメーターの調整(8分)
分光計の調整ー4 最終調整(5分)
分光計の調整ー5 NaとHのランプ(6分)

テ ー マ D   X 線

物質によるX線の吸収を測定する。透過X線の強度が、通過した物質量に対して指数関数的に減衰することを確認し、その吸収係数を求める。また、吸収係数が通過物質の原子番号のべき関数となることを確認する。応用としてX線写真撮影、フィルム現像、観察を行う。

  動画一覧
X線装置基本操作(7分)(公開停止中)
定性的測定(6分)(公開停止中)
定量的測定(11分)(公開停止中)
4 撮影(8分)(公開停止中)
現像-1 3つの諸注意(5分)
現像-2 液温チェックまで(7分)
現像-3 現像液・定着液のテスト(9分)
現像-4 安全光での作業(5分)
現像-5 廃液処理(9分)

テ ー マ E   基 礎 電 気 測 定

汎用の電気信号測定器であるオシロスコープの操作法を、以下の基本的測定を通じて学ぶ。直流電圧、交流電圧と周波数の測定、ダイオードの電圧・電流特性と整流回路の測定、交流回路(RC,RL,RLC直列共振)の測定

  動画等一覧
DMMの確度 説明スライド
オシロスコープの原理 説明スライド(アニメーション付き)
オシロスコープのトリガーについて 説明スライド
DCとGNDとACの違い 説明スライド
オシロスコープの基本操作ー1 基本的なつまみの使い方(7分)
オシロスコープの基本操作ー2 CAL信号の観察(13分)
オシロスコープの基本操作ー3 発振器の信号の観察(10分)
交流の実効値 説明スライド
オシロスコープの基本操作ー4 リサジュー図形(8分)
リサジュー図形 説明スライドプログラム
交流回路(インピーダンス) 解説(15分)
RC回路ー1 RC回路の理論(5分)
RC回路ー2 RC回路の実験方法(9分)
共振回路 共振の測定(10分)