2010年2月20日(土)の例会の記録の第2ページです


 LEDでマルチストロボ (石川さん  
 学校にあるマルチストロボは重くて大きい。
 そこで、もっと軽いコンパクトな物がほしいということで、作りました。

 回路構成は下図の通りです。
 パルス発生器にはタイマーIC555を使っています。発振周波数は10Hz〜100Hz。
 アンプはアナログのアンプです。アンプの出力は、LED(通常25mA,瞬間最大100mA)12個に流しても大丈夫な出力です。

  黒いボックスがアンプ。 半透明の容器がパルス発生器です。
   
  
  

 発振周期 t1 は、回路中のCとRによる時定数で決まります。
  時定数:C(R+R
 パルス幅 t2 は C・Rで決まります。
 
              
 LEDを点滅させると、周囲は右の写真のようにやや青白くなります。
 リードスイッチ独楽を回転させて、ストロボをあて、回転に同期させると、独楽の円盤上の点がとまって見えます。

 クマ占い? (伊藤 昇さん  
  セロファンをクラフトパンチでクマ型に切り抜きます。このクマを手のひらに載せると、やがてクマさんが抱きついて(?)きます。
  セロファンは水分を吸収しやすく、吸収すると少し伸びます。手のひらから蒸発するわずかな水分をセロファンが吸収してクマさんが変形したのですね。
 でも頭とお尻を結ぶ方向は丸くなりませんでした。距離が長いせいでしょうか。形によって曲がる方向をうまくコントロールできるのでしょうか。
 追求すると面白そうですね。

 変形しない別の材質のクマさんを混ぜて占いに利用するという案が出されました。これも面白そうですね。

 大光量LEDストロボ (田中さん・船橋さん  
 期せずして、石川さんと同じ発想のLEDストロボを発表してくれました。

 スタートは、リードスイッチ独楽の回転数を求めたいというものでした。
 100円ショップで購入したLED懐中電灯に、シグナルジェネレーター(自作)から信号を送り、ストロボ装置にしました。残念ながら、光量が足りないのではっきりしません。

 そこで3Wの大LEDで作成してみたところ、十分実用になることがわかりました。
 回路は下の図です。LEDのドライバとして2SK2232を使っています。

3WのLEDはかなり明るいです。
 独楽の回転数の測定だけではもったいない、ということで弦の振動の観察にもつかってみました。発光周期を変えることでスローモーションから停止まで自由自在です。
 
 昔の(?)ターンテーブルに上の写真のような装置を載せてまわしてやります。
 発光周期が回転周期にあってくると、棒が延び縮みしているようにみえます。面白いですね。
 長さを変えたバネを置いても面白いです。それぞれのバネが伸び縮み(単振動)をしているように見えます。
 他の信号源から、このLEDをドライブするには、右のような微分回路を通してLEDをドライブするのが良いそうです。



 <参考> 自作シグナルジェネレーター(田中さん)
 
       とまらないこま(船橋さん)

 

 電磁誘導でスイッチングを (近藤さん  
 中央のコイルに麦球をつないであります。
 両側のコイルの電流のオンオフで麦球の点灯をコントロールしようと思い作ってみました。残念ながら意図通りには動作しませんでした。
 コイルの巻き数が少ないのではという声がありました。
 空芯コイルでは難しいので、鉄芯にしてみたら、との声もあり。
 思い通りの装置を作るのは試行錯誤が必要ですね。

 ファラデー効果U (川田さん  
 前回の装置では、肉眼では旋光がわかりましたが、ビデオで見るとはっきりしませんでした。 今回の装置はビデオで見てもはっきりわかるように改良しました。
 コイルの巻き数を増やし(約2600回/m)、コイルには交流(130V)を流します。


  コイル手前に偏光板が取り付けてあります。反対側にも回転できる偏光板があります。最初、偏光板の向きをそろえておきます。
 

  磁界なし。

  磁界あり。LEDが暗くなっています。
 コイルに電流を流します。(コイル内は約0.1T(テスラ)の磁界です。)
 理論計算では7.2°の旋光が起こることになります。このぐらいあれば、ビデオでも確認できそうです。
 ビデオで見てもLEDの明るさが減少することが確認できます。

 <参考> ファラデー効果
 

 塩水と真水はどっちが冷えやすい? (田中 真さん  
 塩水と真水とは、どっちが冷めやすいだろう。友人との話で議論になりました。
 
 そこで家にある温度計とコップ、台ばかりだけを使って確かめてみました。 コップの中の70℃の液が40℃までさめる時間を測りました。結果は右の通り。
 データはばらついており確かなことはわかりませんでしたが、面白いテーマですね。塩の濃度に関係しているような気もしますが、答はどっちなんでしょう。

 初期条件を整えて温度変化を追いかければよさそうです。結果がわかったらまた発表してくださいね。
 
 

 手作りガイガーカウンタで放射線をキャッチする (伊藤 政さん  
 向陽高校科学部の生徒が行った、手作りガイガーカウンタでの放射線測定についての発表です。
 正規のガイガーカウンターでは直接放電の有無を検知して測定します、生徒たちのガイガーカウンターは、放電の際に発生する電磁波をAMラジオがとらえることで検知するようになっています。
  AMラジオの音声を人の耳で数えると、時間がかかる上に正確にカウントできないので、効率よく放電を数えるために、音声を録音し、一定音量以上のパルス音をカウントするソフトウェアを自作してコンピュータで解析しています。(すごい!!)

 以下の工夫は、連続放電を防ぎ、1回ずつカウントするためのものです。
 1.紙を巻いてある
  放電で電流が流れると抵抗(紙)の両端に電位差が生じ、電極間の電圧は急低下し放電が止まる。
 2.エタノールの蒸気を入れる
  放射線が通ってイオン化した窒素などの分子はエタノールと相互作用する。窒素分子は中和し、エタノールは電離して陽イオンになる。エタノールはマイナス極に到達して中和し、余った放電エネルギーはエタノールの分解に使われる。
 3.中心の電極の先を丸くする
 とがった部分があると必要以上に放電が起こりやすくなってしまうため、+極の先端を丸くしてある。

 さらに、β線のみを観測するためにラップを4枚重ねてあります。(これでα線は中に入れません)
 
 検知器の構造は図の通りです。

 倉庫のダストを吸引し付着させたろ紙を計測したところ、右図のようなグラフになりました。
 カウント数の減少から半減期を推定すると34.6分となりました。

 β線源は、気体のラドンが崩壊してできた核種のものだと考えられますから、可能性のある核種をウランの崩壊系列から探すと、214Pb(半減期26.8分)、214Bi(同19.9分)となります。

 2つのβ崩壊が連続して起こるときの全体としての崩壊曲線が、半減期34.6分を示すのか否かは次の研究テーマです。

      横軸は時間(分)、縦軸はカウント数
 放射線の定量測定は高価な装置を使って行うというイメージでしたが、手作りのカウンターで高校生が放射線の定量測定を行うことができるのですね。
 意欲的な生徒達の今後の成果が楽しみですね。

 <参考> 霧箱によるラドン半減期計測
 

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