カテゴリ:科学系( 474 )

電気模型と工作

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誠文堂新光社から出ていた山北藤一郎さんの本。対象は小学校高学年から中学生くらいではないかと思う。
まず電磁石が出てくる。
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これは、確かに小学生でも作れそう。
続いて出てくるのは電鈴
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そして電流計
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これは、意表をつかれたけれど、電流計の原理を理解するのにはよい工作だと思う。

モーターと続いていく。ただし、このモーター、磁石は使わずに電磁石で動かすようになっている。
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このあたりまでは、普通なんだけれど
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変圧器となると、作るのは良いけれど、何に使うんだという気分になってくる。
ちょっと面白いのは磁石を使ったモーターがこの後に出てくること。
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今の感覚からすると電磁石を使ったモーターはなく、こちらだけなんだけれど、それは、磁石が発達したためなのかなとしみじみする。
その後、発電機が出てくるまではありかなとおもう。
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でも、火力発電機となると
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ボイラーも必要なわけで、水力発電はその点は安心だけれど、
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それでも、工作はらくではないと思う。家中を水浸しにしなければ良いのだけれど。
そして最後は電源装置。
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ここまでたどり着いた子はどのくらいいたのだろうか?


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by ZAM20F2 | 2018-12-05 08:36 | 科学系 | Comments(0)

雑談メモ:ブルーレイの目に影響の大きい波長について

たまたま話をした人から、375nmの波長の光が不足すると近眼になりやすいという話を聞いた。そのあたりの波長の光を受けないと、目が成長を続けてしまうのだという。文明開化以降の屋内光には、この領域の光がほとんど含まれていないわけで、近眼予防に、この波長の光を環境光に含めるような研究がなされているらしい。
この話を聞いた瞬間に思ったのは、375nmの光って目に悪いんじゃないかということ。近年、ブルーライトが目に悪いという話がある。紫外線を浴びると皮膚癌の危険性が増すように、一般に短波超の光は生体に対して影響を与える。一般論として波長の短い光の方がエネルギーが高いので影響が大きい。美術館などの絵が紫外線から保護されるのはこのためだ。

と言うわけで、当然のように目に悪いんじゃないかと質問したのだけれど、帰ってきた答は、「ブルーライトで問題となるのは430nmで、そこから外れると影響は小さい」とのこと。答を聞きながら、でも、吸収端より高エネルギー側の光も吸収されれば,同様に光化学プロセスの出発点となるわけで、何で430nmとかなり不思議だった。

その後、黄斑の吸収端と関係があるのかなぁなどとも思案したのだけれど、目の吸収波長を調べてみると、440nmあたりが吸光度のピークで、375nmの吸光度はピークの数十分の一になっているようだ。どうやら、430nmが良くないというのは、S錐体の吸収曲線が関与している話で済みそうだ。
ただ、そうなると、不思議なことが2つ生じる。一つ目はS錐体は青色系に視角を引っ張る錐体なのだけれど、そこからの信号強度は吸収光量に依存するだろうから、430nmの光は吸光度が高ければ、より弱い光量で、青色に十分引っ張れる。それに対して、たとえばあ390nmの光だと吸光度は1/20程度なので、同じ程度青色に引っ張るのは20倍の光量がいる。つまり、光量比だと、430nmが影響が大きいけれど、青色を同じ程度に感じる状況では、影響は波長には、あまり依存しなくなる気がするのだけれども、どうなっているのだろうかと言うこと。
もう一つは、そうなると、375nm光で近眼が予防できるのは、錐体のどれかが光を吸収するためではなく、錐体以外の何者かの光化学反応が関与しているという話になるけれども、それは何なのだろうかということ。

なかなかに不思議だ。
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by ZAM20F2 | 2018-10-27 18:50 | 科学系 | Comments(0)

計算尺と関数電卓

伏見康治さんの本を古本サイトであさっていたら、「直交関数系」という本が目に飛び込んできた。復刻版もあるようなのだけれど、古本の方が安く入手できるので、適当なのを選んで京都の本屋からやってきた本は、明倫館経由だった。
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本は最小自乗に関する話から始まる。このあたり、使ってはいるのだけれど、きっちりと原理を理解していないことを改めて納得するのによい。
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細かい式は追わずに、ザックリしか眺めていないのだけれど、色々とへえとなるところがある。その中で、直接的な役に立たないけれどへえだったのが次のところ。近似式に関する話だ。

前略

sinx≒x,tannx≒x など

sinxなどの近似式は、正弦曲線を曲がりくねった曲線と思い込んでいる人からは、よほど小さいxに対してでないと使えないだろう、と誤解されそうだが、案外そうでもない。計算尺の三角関数の目盛り(S尺、T尺)が小さい方は6゜くらいまでしかないのは、6゜以下には、計算尺の制度(有効数字3桁)で、上の近似式が十分成り立つことを意味しているのである(愛用者の多くなったポケット電卓では、残念ながら、こういった目安がつけられない。)

S尺やT尺といっても、分からない人も多いと思うので、写真を掲載する。
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左側に上からTKPSという文字があるけれども、このTとSが話題のものだ。他の目盛りは使用者には当たり前なので書いてない気もするが、それもきちんと書くとT,K,A,B,CI,D,C,P,Sとなる。

本の「6゜以下には、」という部分は、S尺の最小値が6程度であることを意味している。このS尺だけれども、角度の目盛りで、その上にあるC尺の値が、そのときの正弦関数値になっている。だから、S尺の30゜のところを見ると、C尺の値は0.5となっている。
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T尺も同様に、T尺の値を角度として、そのときのC尺の値をみれば、その角度の正接値となる。C尺とD尺は1桁の範囲の数値を対数目盛で刻んでいる。A尺とB尺は2桁の範囲の数値を対数目盛で刻んでいる。それ故、C尺の目盛り値の2乗がA尺のメモリ値に対応する。逆にA尺の下のC尺を読めば、ある数の平方根が求められる。K尺は3桁の範囲の数値を刻んでいるので立方や立方根の計算に役立つ。




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by ZAM20F2 | 2018-10-19 07:10 | 科学系 | Comments(0)

驢馬3兄弟

前にも出したことがある伏見康治さんの「驢馬電子」。
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科学知識に連載されたものをまとめたものだ。科学知識はこんな感じの雑誌。
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残念ながら、伏見さんの連成は載っていない号だ。


前にも出した驢馬電子は、戦前の発行だけれど、確認した限りで戦後に2回ほど別の出版社から出ている。
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1つは、中央公論の自然選書版。タイトルは「ろば電子」となっている。そして、もう一つはみすず書房の著作集に収められたもの。
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こちらもタイトルも「ろば電子」だ。

驢馬電子はだいぶ前に買込んだのだけれども、戦後に「自然」に書かれていた解説シリーズが読みたくなって、収録されているのが著作集だけだったので、著作集を丸ごと買い込んだ結果として2冊目がやってきて、持運んで読むのに手頃なのが欲しくなって3冊目がやってきてしまった。

本の表装はなんと言っても「ろば電子」の2冊より「驢馬電子」が気に入っている。
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とても原子物理入門とは思えないユーモラスな光景だ。驢馬電子は、電場によって普通の電子とは逆方向に動くような電子のことなんだけれども、この本で驢馬電子の話が出てくるのは随分と後の方。殆どの頁は驢馬電子以外の話となっている。そういう意味では、「驢馬電子」というタイトルは、なかなかに意表をついたものであるのだけれど、それがタイトルとして使われているのは、その時代には驢馬が身近な存在だったためなのかと思っている。

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by ZAM20F2 | 2018-10-13 07:52 | 科学系 | Comments(2)

かなり均一

超鋭敏色法がらみで出した雲母片、頑張って剥がしたのだけれども、均一に剥ぐことは出来ずに、どうしても色調のムラが出ていた。
井上信也さんの自伝を読んでいたら、雲母を5ミクロンに剥いで、ブレースケラー用の位相差板を作ったなんて話があるのだけれど、どうやるとそんなまねができるのか不思議だった。
均一に薄く出来る気がしなくて、雲母板は放置していたのだけれど、少し前に紹介した偏光素子の本を眺めていたら、雲母は水中で剥ぐと空気中よりやりやすいということが記してあったので、早速に洗面器に水をいれて剥いでみた。
確かに、水中の方がスムーズに剥がれる。とりあえず、1枚しかためしていないけれど、空気中のものより均一性はよい。
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1枚だと、色がでないけれども、2枚重ねると、合わせて265nmよりちょっと大きめという感じになる。
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必要に迫られて、ひたすら雲母を剥いでいたら、いつかは液中で作業することを思いついたかもしれないけれど、本のお陰で、他の層状物質にも使えるかもしれない芸を知ることができた。
昔の本には、実験のちょっとした技術が書いてあることが結構あるのだけれど、最近の本にはそういう話はほとんどなく、いろいろな芸が埋もれているのだろうなと思う。

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by ZAM20F2 | 2018-09-19 07:46 | 科学系 | Comments(0)

超鋭敏色法

だいぶ昔に、通常の鋭敏色板(530nm)の半分の位相差の位相差板を平行ニコル間に入れると、普通の鋭敏色と同じ色調になり、微小位相変化に対する感度は普通の鋭敏色より高いという話を書いた。その時には、比較写真を出さなかった気がするので、だいぶ時間が経ってしまったけれど、実例を出そうと思う。

試料として用意したのは雲母板を適当に剥いだもの。端っこのところがそれなりに薄いので、そこに注目して欲しい。軸方位を合わせると、当然のように消光状態となる
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まず、鋭敏色板なしでクロスニコル間の画像。長く見えてるエッジのところに、ちょっとした出っ張りがあるのだけれども、コントラストはあんまりはっきりしていない。
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これに普通の鋭敏色板を入れてみる。すると、確かに長く見えているエッジのところのM型の出っ張りが目に入ってくる。あと、鋭敏色板を入れないと消光状態になる配置で、内部に何か変な方向の切れっ端が存在するのが見えてくる。
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試料を逆方向に回転すると、色調は青色系から暖色系へと変化する。
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続いて、平行ニコルに266nm位相差板を入れたもの。色調変化は普通の鋭敏色板と同じだけれど、確かに色調変化が大きくなって見やすくなっている。ちょっと便利かもしれない。

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※その後、普通の鋭敏色版でコントラストを上げられる方法が見つかってしまっています……

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by ZAM20F2 | 2018-09-12 07:12 | 科学系 | Comments(0)

CマウントにカラーコンパスMFをくくりつける

カラーコンパスMFはCマウントポートがあれば、とりあえずでよいなら簡単に顕微鏡に取り付けられる。
ステップ1 顕微鏡のCマウントに適当なCマウントの部品をねじ込む
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ステップ2 mtテープの内径がCマウント部品の外径とほぼ同じなのを良いことに、上にかぶせる
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ステップ3 カラーコンパスの出っ張りがmtテープの内側に入るのを良いことに、上にのっける。
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ステップ4 落ちないようにテープでとめる
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フランジバックは、幅が15mmのものを使えば、実質問題ないレベルになるだろうと思う。
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by ZAM20F2 | 2018-08-26 08:38 | 科学系 | Comments(0)

カラーコンパスMFでを顕微鏡にくくりつけてみる

顕微鏡のCマウントにつけていたμ4/3カメラを外してカラーコンパスMFをくくりつけてみた。分光器をつける時は、入射スリットを撮像素子の位置に置くのが正しいだろうとは思うけれど、とりあえず、Cマウントのフランジバックは考えずに、外したCマウントにとりあえず、マスキングテープでくくりつけてみた。

分光測定の手順は前のエントリーで示したので今回はデータだけ。
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黒が参照信号で、青が測定したもの。露光時間は3000μ秒(3m秒)で、積算は128回。感度が高いので積算回数を多くしても、測定でいらいらすることはない。

割り算をして参照信号とともにしめすと、
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と、それなりに透過スペクトルが測定出来ている。まあ、450nmより短波長は、LED光源を使っている関係で光が来ていないので、まともなデータではない。でも、ノイズが多く見えないのは、オフセットがあるためだろうと思う。

測定したのは、適当に作った液晶用のセル。波打って見えているのはセルギャップに対応した干渉パターンで、これを使うと、セル厚が測定出来る。
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測定データにあうように、エクセルの上で手動でフィッティングしてみた。このセル、およそ6ミクロンだと思う。
セルが厚くなると周期が短くなっていく。どこまで取れるかは分解能次第なのだけれど、いずれ、それも確認するつもりだ。

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by ZAM20F2 | 2018-08-22 20:53 | 科学系 | Comments(0)

カラーコンパスMFでの透過率測定

カラーコンパスMFを使っての透過率測定をやってみた。測定では、まず光源の測定を行い、続いて測定対象を透過した光を測定する。測定領域全体でS/Nの良いスペクトル測定のためには、可能な限り測定領域で光源のスペクトルがフラットで特に強度が弱い波長が存在しないことが望ましい。

カラーコンパスMFでは波長感度補整が可能だが、透過測定では、このチェックボックスを外しておく必要がある。
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上のスペクトルは感度補正をしたもの。長波長側の強度が強く、実質的に長波長端が最大となっている。チェックボックスを外したスペクトルは次に示すように大きく形が違う。
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補整なしでは670nm付近にピークがあり、長波長側での信号強度が低下する。また、信号強度の最大値が飽和強度より遙かに弱くなっている。露光時間を約3倍にして、全体の信号強度を上げることが出来る。
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カラーコンパスMFの新しいソフトバージョン(8月17日版以降)には、ワンショットの記録機能がある。カラーコンパスMFは、記録保存にチェックボックスを入れないと測定データが保存される形式では保持されず、チェックボックスを入れると、連続で記録されてしまい、どれが必要なデータであるかの見極めが困難になる。この点、記録保存のチェックボックスを入れずにスペクトルを見ながら、必要な時点でワンショットを押すと、その時のデータが記録されるので必要なデータだけを記録できる。なお、8月19日版では、それまでのデータをクリアする機能が付いているので、途中で必要なデータを保存下の地にデータをクリアしておけば、次のcsv保存時に、どこから保存すべきか考えなくても大丈夫になる。

計測方式を光源モードでワンショットで記録した後、透過モードにして、100%透過をクリックすると、表示データはそのときのスペクトルと、100%値で割ったデータとなる。フィルターを何も入れない状態では、ほぼ100%ラインとなっている。
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これにフィルターを入れるとスペクトルが変化して透過率が見える。必要に応じて、ワンショットを押してデータを記録するようになる。
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その後、CSV保存で必要なデータセット(複数が同時に保存出来る)すればよい。なお、透過測定でも、割り算した透過スペクトルデータではなく、生の透過データが記録されている。透過スペクトルを別のソフトでグラフ化するなら、改めて割り算をする必要がある。といっても、スペクトルデータは透過ではなく吸収スペクトルで表記することもあり、また、生データがある方が、ノイズの状況なども判断できるので、これはありがたいことだ。

ezSpectraも透過測定機能はあるが、光源が弱いと測定領域とならない。その点カラーコンパスMFは光源が弱い領域も文句を言わずに測定してくれる。これは、ありがたい反面、注意が必要なこともある。示したスペクトルデータは富士フイルムのSP5というフィルターだが、そのデータシートを見ると400nmより短波長は単調に透過率が減少していく、カラーコンパスMFの測定結果で短波長側で透過率が上昇しているのは、オフセットの補正不足か、あるいは、フィルターで落とし切れていない迷光のためであろうと思う。
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by ZAM20F2 | 2018-08-20 06:56 | 科学系 | Comments(0)

最終巻

知り合いさんからOPlusEを頂いた。
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霜田光一さんの聞き書きの記事があって、面白いよとの話だった。
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記事を見ると、
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なんて写真があり、えっと、小学生でこれを作ったのかという驚きと、その写真(下手すると実物?)があるんだとの二重の驚きがある。まあ、電気機関車だと、もっと見苦しいのは作った人もいるかもしれないけれど、
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になると、何者感が深い。工作の図面も
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な感じで残っている。
確かに、少年技師シリーズなどで工作の本はあるのは知っているのだけれど、それにしても、この人、それに匹敵するような物を作っている。

ところで、OpluseEには看板の連載がある。というわけで、霜田さんはとりあえず置いといて、その連載を探したのだけれど見当たらない。代わりに見つかったのは
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という広告。
えっと、ということは連載は終了していたのだ。何しろ40年近く続いた連載だから、気分的にはあと100年ぐらいは続くんじゃないかという気になっていたけれども、冷静に考えれば、終わるのは当たり前の話。むしろ、ここまで続いていたのが奇跡的な話かもしれない。この本、最初に買ったきっかけは覚えていないのだけれども、このシリーズで知ったことは数限りないぐらいだ。もっとも、内容に関する理解度は高くはなく、今でも必要に迫られると慌てふためいて関連記事を探してはお世話になっている。著者は「ニコンの至宝」かもしれないけれど、このシリーズの本は、日本に光関係者の至宝だ。自国語にこんな本があるのは本当に幸せだと思う。

というわけで、最終巻も手に入れましたとも。
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色彩論がらみの話が中心で、まだ目を通していないけれど、色々と目から鱗が落ちるだろうなぁと楽しみにしている。最終巻だけあって
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と、全体の目次やら索引が付いている。これは、急ぎの時には便利かもしれない。何しろ、慌てふためいて知りたい記事を探そうとしても、その巻のその場所にたどり着く前に、他の面白い記事に目が行って、最初の目的を見失うこともしばしばだから。でも、それで広がることは多く、索引に頼るのは本当に切羽詰まった時だけにするのがよいかなと思っている。


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by ZAM20F2 | 2018-08-18 10:42 | 科学系 | Comments(0)