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暗視野照明

ミクロワールドサービスさんで買ってきた教育用珪藻プレパラートを、暗視野照明でのぞいてみた。
といっても、暗視野用コンデンサーは持っていないので、ミクロワールドサービスさんのWebにあった、「ハネノケの下にマスクを入れる」という方法を使った。ハネノケコンデンサでなくても、アッベコンデンサだったら、上玉をはずして、下玉の上にマスクをおけば大丈夫だろうと思う。
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双眼の写真鏡筒つきの顕微鏡ではないので、カメラを取り付けてしまうと、目視観察しにくい(カメラをあげないといけない)のが難点だけれど、普通の単眼の顕微鏡(偏光顕微鏡の偏光子ははずしている)で、このぐらいは楽に見える。もちろん、ミクロワールドサービスさんのWebにあるレベルの写真が撮れるようになるのには、ここからかなりの修行が必要なのだけれど、でも、とりあえずは、研究グレードの珪藻スライドが欲しくなりつつある。
のだけれど、そんなものを買い込んでしまったら、眺めるだけで結構な時間を費やしてしまいそうなのが難点だ。

写真は深度合成をしている。
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by zam20f2 | 2010-05-30 18:18 | 顕微系 | Comments(0)

0.1℃の温調(自宅でできる液晶観察26)

秋葉原の坂口電熱で銅コンスタンタンの熱電対を入手した。
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テフロン被覆で先端は溶接済みのものである。耐熱温度は多分200℃のはず。先端が溶接されていないものを適当な長さだけ購入する方が安いのは知っていたのだけれど、溶接の芸がないので、完成品を買うことにした。2100円ほどだった。
というわけで、目出度く、0.1℃単位で温度が設定できるようになった。
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by zam20f2 | 2010-05-30 13:35 | 科学系 | Comments(0)

比例制御の実装(自宅でできる液晶観察26)

比例制御では、ヒーターへのパワーを0~100%で連続調整する必要がある。一番素直な方法は、フルパワーの電圧VをV*(SQRT(パワー比率))で下げる事である。例えば、パワーを50%にしたかったら、0.5の平方根は0.71なので、電圧を100%時の71%にすればよい。そうすれば、流れる電流量は最初の71%になり、電圧も71%なので、電力は50%になる。(ここでは、ヒーターの抵抗に電圧依存性はないとしている)
もちろん、このような制御もできるのだけれど、装置が大がかりになる。出力電圧を変えるより、出力をON-OFFする方が遙かに小振りのシステムですむ。しかし、出力のON-OFFは0か100%でしかない。そこで、50%出力を擬似的に達成すべく、ある時間範囲の中で半分の時間だけ100%出力をして、残りの半分の時間は0%出力にする。こうすれば、時間平均として50%出力になる。この方式を時間比例制御と呼ぶことにする。
平均出力を50%にするもう一つの方法は、1周期の波の半分だけ出力をONにして残りの半分はOFFにすることである。(この2番目の方法では制御周期という概念は不要に感じるかもしれない。でも1周期の波の中で何%の時間だけ出力をONにするか決めているので、交流の1周期が最低の制御周期で、制御周期はその整数倍の値になる)この方法は位相制御と呼ばれている。
続いて10%出力の場合は10個に1個のみONにするか、それぞれの波の一部のみをONにするようにする。以下に、2つの方法の出力イメージを示す。
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それぞれ上から完全なパワーコントロール、時間比例制御、位相比例制御である。時間比例制御と位相制御を比べると、位相制御の方が、平均してパワーがかかっているので、温度揺らぎが少ない。
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by zam20f2 | 2010-05-30 11:02 | 科学系 | Comments(0)

「科学大実験」の非科学性

NHK教育TVで科学大実験という番組をやっている。「誰もが当たり前と思っている自然の法則や科学の知識。 でも、それは本当なのだろうか? 答えは、やってみなくちゃわからない。大科学実験で。」という番組らしいのだけれど、「実験06「リンゴは動きたくない!?」」を見た限りでは、あきれはてたぐらい非科学的な内容で愕然とした。
テーブクロス引きを巨大化するだけの話なのだけれど、先ず、根本的に分からないのは、普通のテーブルクロス引きで示せることと、10mの大きさのテーブルクロス引きで示せることに、科学的な違いがあるのかである。慣性の法則を見せるというなら、両方とも同じで、10mのクロスを引く理由は一切存在しない。こんなことを書くと、10mでできるのが驚きだという人がいそうだけれど、それは、完全に非科学的な妄言で、普通のテーブルでも10mでも同じになるのが科学的な発想で、もし、両方で挙動がことなるなら科学的な大きな驚きなのだ。少しでも科学的な思考ができる人なら10mのテーブル引きを見て、無駄な実験と感じることはあっても、驚くことも感動することも(それには驚きが必要だ)ないだろう。
ついでに記すと10mのテーブルクロス引きの実験では1つ以上のコップが倒れていた。これは、テーブルクロス引きの常識から言えば失敗である。それを成功と言い張っていたけれど、これは完全に虚言である。こうなると、事実をきちんと評価しないという意味で非科学より反科学的であるとすら言っても良いだろう。
では、科学的なテーブル引きの実験はどうあるべきなのだろう。
番組の内容に即して考えるなら、テーブルクロスが大きくなると、テーブル引きが何故難しくなるのかというのは、科学的に検討する価値のある問題である。それを考えるヒントの一つは、10mのテーブル引きの映像の中にある。映像を見ると、奥の方の食器に比べて、手前の食器の方が移動距離が大きい。つまり、引き抜く布の長さが長いほど、引き抜き速度が同じ場合には食器の移動距離が長くなることを示している。これをもうすこし定量的に示すには、
1,引き抜き長さが同じ場合の、食器の移動距離の引き抜き速度依存性
2,引き抜き速度が同じ場合の、食器の移動距離の引き抜き長さ依存性
の2つを測定してグラフ化することが考えられる。これらの違いは、摩擦の効果が、時間と距離の積に依存するあたりから出ているはずだけれども、それを考えると、
3,引き抜き速度と引き抜き距離が同じ場合に、上にのせた物の重さを変えるとどうなるか(底面積は一定)
4,引き抜き速度と引き抜き距離が同じ場合に、上にのせた物の底面積をを変えるとどうなるか(重さは一定)
などという実験も考えられるようになる。さらには、用いる布の種類や食器の底面の状況による影響なんかも、面白い実験課題である。これらの実験を行うと、テーブル引きをやるのには、どのような組み合わせや配置をすればよいかについての、科学的な推測が可能になる。
これが、科学的な知識を伝える実験である。

それにしても、「誰もが当たり前と思っている自然の法則や科学の知識。 でも、それは本当なのだろうか? 答えは、やってみなくちゃわからない。大科学実験で。」というフレーズ、正気なのだろうか。法則や知識を得るために、どれだけの実験が行われてきたと思っているのだろう。このフレーズは科学に対するものすごい冒涜で、この番組の非科学性を象徴するものだ。
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by zam20f2 | 2010-05-30 07:56 | 文系 | Comments(0)

比例制御(自宅でできる液晶観察25)

ON-OFF制御の話から時間が経ってしまったけれど、ON-OFF制御では制御点の周りで、温度が上下するわけで、一定の温度にとめるのには適した方法ではない。

一定温度で安定させるのには、ヒーターにかけるパワーを連続して調整することが、必要になる。
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by zam20f2 | 2010-05-29 19:54 | 科学系 | Comments(0)

熱伝導と放熱の影響(3)(自宅でできる液晶観察24)

続いて、断熱材の影響を見てみよう。

一列に並んだセルの真中の一つの熱伝導率を下げてみた。
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by zam20f2 | 2010-05-29 08:19 | 科学系 | Comments(0)

熱伝導と放熱の影響(2)(自宅でできる液晶観察23)

続いて、周囲への放熱の影響を見てみよう。

放熱がまったくない場合は
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by zam20f2 | 2010-05-23 21:52 | 科学系 | Comments(0)

熱伝導と放熱の影響(1)(自宅でできる液晶観察22)

ホットステージの材料としてアルミを選んだ理由の一つは、アルミは熱伝導率がよいことであった。

業界の常識として材料は熱伝導がよいものが良いとされている。
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by zam20f2 | 2010-05-23 08:42 | 科学系 | Comments(0)

非偏光と偏光(自宅でできる液晶観察21)

液晶観察には偏光顕微鏡を用いると記したけれど、それは、多くの液晶が透明な物質だからである。次の写真は、液晶ではないけれども、比較的普通とも限らない透明な物質の顕微鏡写真である。
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同じ場所を偏光顕微鏡で見ると
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となる。輪郭を比べれば、同一の場所であることがはっきり分かると思う。何で、色がつくかというと、複屈折という現象が関係するのだけれど、それについては、おいおいと、新たなシリーズとして説明していこうと思う。
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by zam20f2 | 2010-05-22 08:22 | 顕微系 | Comments(0)

リンクの追加

春夏秋冬へのリンクを追加
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by zam20f2 | 2010-05-19 21:48 | Comments(0)