Plasma Log

活動記録　その７

2007-05-27T21:25:00.000+09:00

５月２７日
　今日は五月祭二日目。昨日と同じように理学部４号館３階の名誉教授室に集まり、まずは昨日使えなかった分光器の調整にとりかかった。窓はすでにダンボール、ボール紙で覆われていたが、ところどころ光が漏れていたので、そこにさらにボール紙で目張りを施すことで集光の効率を上昇させて、プラズマ発光を機械に通して様子を見たが、よいスペクトルが得られず、結局使用は断念した。
　９時を過ぎてお客の受け入れを開始した。朝の客入りは昨日のほうが多かったかのように思われたが、昼ごろには次々にお客がやってきて、説明に追われる時間が続いた。お客は学生、おじさん、おばさん、子供などさまざまであり、お客の理解の具合を伺いながらの説明をした。
　今日はプラズマ班のほうの仕事とは別に、Physics labの運営業務もしたので人数は昨日より多かったが、大変さは昨日とあまり変わらなかった。また、１階で盛んに呼び込みをしていたらしく、おかげでたくさん来場があり、うれし忙しの一日となった。
　本日も５時ごろに正面を閉めて、中に残るお客を捌ききったところで発表を終了し、片付けを開始した。
　片付けの最中にPhysics labが表彰を受けるということで、安田講堂前に集まった。そこでは五月祭フィナーレとしてオーケストラが威風堂々を演奏した後、各部門の表彰を行なった。Physics labは学術賞で２位を受賞した。１位は物理工学の発表だった。
　片づけがあらかた終わり、最後のミーティングを行なってPhysics labは終了した。

活動記録　その６

2007-05-26T21:54:00.000+09:00

５月２５日
　五月祭前日ということで午後の講義が休講になり、準備をした。
　プラズマ班は来場者が関係のないところに迷い込まないようセキュリティロープを張り、その後理学部４号館３階に装置を移動してセッティングを行なった。また、島野先生のところに分光器を借りに行き、それも運んでセッティングした。
　プラズマ発光は部屋が明るいと見えないが、我々が割り当てられた部屋にはカーテンがついていなかったので、窓など光が漏れてくるところをダンボールで覆い、その上にボール紙をはりつけた。
　そうして準備をとりあえず完了し、帰宅した。
５月２６日
　五月祭当日。
　朝、本日のプラズマスタッフが集合し、当日の準備を始めた。
　昨日借りた分光器をセットしようとしたが、窓からの光の漏れとプラズマ発光が重なってしまい、今日はこれを使わずに運営することになった。
　９時を過ぎてぽつぽつと人が来た。粉体班さん、宇宙班さんを見終わって出口に向かう人たちやプラズマの文字をみて来られた人たちを展示室の中へ招き、ポスターを用いて説明をしたり、実際にプラズマ発光を見てもらった。
　多いときには１０人以上の方が我々の展示室に入ったりして、捌くのがかなり大変だった時期もあり、予想以上の客入りだった。
　お客を捌いているうちにあっという間に時間が過ぎて５時ごろ終了。
　簡単に片付けをした後、Physics Lab.2007全体で集まり、今日は締められた。

活動記録　その５

2007-05-23T21:56:00.000+09:00

５月２２日
　先日の校正の失敗は単なる勘違いが原因だった模様。
　校正の結果を踏まえて、どのスペクトルがどの構成要素に対応しているかを特定することでデータを解析した。

５月２３日
　実は五月祭が迫っている。
　実験だけが五月祭ではない。当日は運営をしなければならないし、もちろん事前にはそのための準備もしなければならない。
　本日はその一環として、実験ではなく、五月祭当日に用いるポスターの原稿の作成をした。
　ポスターのサイズははA0だった。だいたい大人一人分の大きさくらいだ。我々は、このように巨大なものを作るのには慣れてなかったので、配置、配色に頭を悩ませつつも今日一日で完成させた。

活動記録　その４

2007-05-21T21:42:00.000+09:00

５月１８日
　島野先生の協力の下、プラズマ発光を分光した。

　作業開始。
　しかし、装置の接続が間違っていたために、しばらく時間を無駄にした。

　気を取り直して作業を再開した。

　まずは普通にプラズマ発光を分光。
　波長の範囲は３００nm～１０００nmで行い、ところどころに強い出力が見られるデータが得られた。

　次に、磁場をかけた状態で発光させたときに追加される赤みを帯びた光を分光しようと試みたが、磁場をかけない状態での発光と混じってしまい、うまく分光できなかった。

５月２１日
　小石川植物園での交歓会を終えて、理学部１号館に集まった。

　集まったはいいが、先日の分光実験室が使えないと判明した。
　何もしないのでは時間がもったいないので、先日取れたデータを校正することにした。

校正とは
　出力されたデータをみると何nmにピークがある、何nmから何nmまでは何もない、などがわかるのですが、そもそも得られたデータに書いてある何nmという値自体が間違っている可能性があります。間違っているとすれば、それを既知のスペクトルを用いて修正しなければなりません。これが校正です。
　具体的には水素の発光を分光器にかけました。水素の発光スペクトルは既知なので、例えば６５６．２８nmだったとします。これに相当するスペクトルが分光器では６５８nmと出力されたとしますと、約２nmの補正が必要だということがわかります。

　校正に取り掛かったのだが、水素の得られたデータと文献から引っ張ってきた信頼できる値がぜんぜん合わず、校正どころの話ではなかった。明日、先生に詳しい解説を求めたい。

これまでの活動記録　その３

2007-05-15T22:23:00.000+09:00

４月２６日
　パッシェンの法則の検証を開始した。
　手順は以下のとおり
　１、真空排気後、電源電圧を徐々に上昇させてプラズマを発生させる。
　２、プラズマが発生する瞬間の電源電圧を記録する。
　３、極板間距離、容器内圧力を変更してプラズマ発生電圧を測定する。
　パッシェンの法則によれば上記の発生電圧は極板間距離(d)と圧力(p)の積(pd)の関数f(pd)となる。
　f(pd)はpdがある値で極小値をとる。
　つまり、極板間距離と圧力が程よいときに最も放電が起こりやすいということ。
　
　実際に実験を行いデータをとったが、分散が大きくよいデータは得られなかった。
　実験環境そのものに問題があるのだろうか。

５月１５日
　窒素ボンベが届いた。
　ボンベを３方コックに接続するため、ゴム管を切り刻んだり(I君)、ゴム栓に穴を開けたりした(M君)。
　ボンベの接続に成功したので、まずは空気を真空排気した。
　空気の真空排気が１torrまでできたところで先ほどのボンベから窒素を導入し、さらに排気。
　やはり１torrまで排気したところで、電圧をかけ、プラズマを発生させた。
　内部気体の窒素の割合が増えたことから不確定要素が減少したと考え、圧力―電流（電圧一定）のデータや、電圧―電流のデータをとった。
　電圧―電流のデータからは電圧が電流に比例するという結果が得られたが、オームの法則が適用できるようなモデルではないので素直に喜べなかった。
　実験終了後は中央食堂で晩御飯を食べ、とりとめもない話（工学部、人間、情報技術などについて）をして、帰路についた。

これまでの活動記録　その２

2007-05-03T12:26:00.000+09:00

４月９日　
　活動記録その１にも書いたが、プラズマの発生に成功した。
　電極には陰極、陽極両方に銅線を使用した。
　陰極側は銅線を包み込むようにプラズマが分布し、陽極では銅線の先端に集中するようにプラズマが分布した。
　この違いは陰極と陽極とでプラズマの担い手が違うことに起因していると思われる。

４月１０日
　電極間に１０円玉をはさんでプラズマの様子を観察した。

４月１１日
　プラズマ発光のスペクトルをとった。
　主に可視光領域の波長のスペクトルをとり、ところどころに輝線が見られた。

４月１２日
　フェライト磁石で極板間に磁場をかけてその応答を見た。

４月１３日
　電圧電流曲線を作成

４月１６日
　ネオジウム磁石で電極間に磁場をかけて応答を見た。
　その結果、オレンジ色の極板間プラズマが見られた。
　オレンジ色のプラズマが発生したのは初めてだったので、メンバーのテンションが↑アガ↑った。

４月１７日
　以前牧島先生からいただいた網電極のアイディアを実行。
　陰極に網電極を用いてプラズマを発生させたところ、網の前後にプラズマが見られた。

　また、筒状に加工した網電極でもプラズマを発生させた。
　この場合は陽極の周りに大き目のプラズマが発生した。

これまでの活動記録　その一

2007-04-24T21:20:00.000+09:00

２月上旬

　プラズマ班発足

２月１８日　

　プラズマ理論ゼミ　プラズマ物理入門第２章

３月１１日

　プラズマ理論ゼミ＠H.H君宅　プラズマ物理入門第３章

３月１２日　

　牧島研にお話を伺いに行き、デシケーターを真空容器として購入することが決まった。

３月半ばから現在まで

　注文しておいたデシケーター（真空容器）が届き、理学部地下の職人、大塚さんに設計図を渡して穴を開けてもらった。また、大塚さんには三方コックの製作も依頼した。

　開けた穴には高圧電源用と低圧電源用に銅線を通し、真空のため穴と銅線の隙間はアラルダイトで埋め、同時に銅線を固定した。電源装置、真空ポンプ、ピラニゲージ（圧力計）を牧島研に貸してもらい、電源装置のケーブルは前述で真空容器に固定した高圧電源用の銅線に、はんだで固定した。ゴムホースの一方を真空ポンプの気体入出用口につなぎ、もう一方は三方コックにつないだ。さらに三方コックと真空ポンプをゴムホースでつないだ。最後にピラニゲージを真空容器に接続し、一応の準備は完了した。

　三方コックの向き、気体入出用口のコックが開いていること、真空容器のふたが真空容器のOリングに密着していることを確認してから、真空ポンプの電源を入れて真空引きを開始した。これと同時に電源装置のダイアルがゼロを示していることを確認し、電源を入れた。ピラニゲージの目盛がふれて１torr（＝１mmHg＝７６０分の１気圧）近くなった頃、電源装置のHV(High Voltage)をオンにし、ダイヤルを回して電圧を上げていくと５００V付近でぼわっと紫色を放つプラズマが発生した。最初の電極の形は陽極：銅棒、陰極：銅棒であり、真空容器内の互いに反対側の両端からのびている棒が容器の中央あたりで１、２cm間隔まで接近するような形になっていた。観測のため、部屋の電気を消した。陰極側のプラズマは棒を包むように円柱状に分布しその半径は１～２cmほどだった。一方、陽極側のプラズマは棒の先端のみに局所的にプラズマが分布していた。結局、陽極と陰極とでは発生するプラズマの形がまったく異なった。

プラズマの発生に成功したので（４月上旬）次は分光、極板の形の変更、外部作用による応答の観察が課題となる。

Plasma Log

活動記録 その７

活動記録 その６

活動記録 その５

活動記録 その４

これまでの活動記録 その３

これまでの活動記録 その２