2002 Fiscal Year Annual Research Report
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13680188
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| Research Institution | Osaka City University |
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Principal Investigator |
神田 展行 大阪市立大学, 大学院・理学研究科, 教授 (50251484)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
千葉 芳明 宮城教育大学, 教育学部, 教授 (40113881)
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| Keywords | マイケルソン干渉計 / 物理実験教育 / フィードバック制御 / レーザー |
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| Research Abstract |
マイケルソン干渉計の実験は相対論の導入と光の干渉の実験として重要なものである。この実験は現在のレーザーと光学装置を用いれば比較的容易に構築できるので、大学学部生程度が物理実験の基礎を学び、教育系に進む学生には演示実験としてのスキルを、大学院で研究に進む学生には測定系やデータ解析の基礎を養成する目的で題材とするのが本研究の目的である。
今年度は干渉計についてのフィードバック制御実験を中心に、より精度を意識した実験教育の導入を試みた。
まず干渉計にもちいる光学装置とレーザーを強化した。レーザーのビームプロファイルを実際に測定され、フォトディテクターとマイクロメーターを用いてビーム径150〜300μmにたいしてを2μm程度の誤差で測定する実験手順を確立した。
次にフィードバック系の電気回路を見直し、装置の線形応答や測定の較正スキル養成をおこなった。較正では、圧電型の積層セラミックスアクチュエータに取り付けた鏡の印加電圧と駆動距離の関係を測定した。結果は3〜5%程度で線形応答を示している。制御系全体のオープンループ伝達関数をもとめ、数Hz帯域で10^<-11>[m/【square root】Hz]前後の変位雑音感度を得た。
これらの題材は、研究分野に進む学生の協力のもとで、高度な実験スキル養成として試され、よい教育題材であることが確かめられた。
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