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振動

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1: 2017/07/06(木) 00:38:27.88 ID:CAP_USER
http://news.mynavi.jp/news/2017/07/03/096/

荒井聡[2017/07/03]

スイス連邦工科大学ローザンヌ校(EPFL)の研究チームは、電磁波などの振動現象全般について、100年来の常識であった「Q値」に関する物理的制約をくつがえす発見をしたと発表した。研究論文は、科学誌「Science」に掲載された。

http://news.mynavi.jp/news/2017/07/03/096/images/001.jpg

電磁波などの波を従来考えられていたよりも広いバンド幅と長い時間にわたって保持できることが明らかにされた(出所:EPFL)

電磁波、音波、機械振動などの共振現象を利用するさまざまなシステムの性能を評価するため、よく使われる指標としてQ値(クオリティ・ファクター)がある。

Q値は、共振周波数ω0を振動の減衰率Γで割った値であると定義される(Q=ω0/Γ)。Q値が大きければ大きいほど、共振周波数ω0は高くなり、ω0を中心とするバンド幅Δωは狭くなる。つまり、強くて鋭い共振になる。

また、Q値の定義からは、減衰率Γがバンド幅Δωに等しいという関係が導かれる。これは、導波路や共振器の内部に振動を保持できる時間とその振動のバンド幅の間には物理的なトレードオフがあり、振動を長時間とどめておこうとすれば、必然的にバンド幅を狭く取らなければならなくなることを意味している。

このトレードオフの関係は、100年以上前にK.S.ジョンソンがQ値を定式化したときから、まぬがれることのできない根本的制約であると考えられてきた。原子・分子振動における放射減衰とスペクトル線幅にもこの関係がみられるし、共振器、水晶振動子、圧電素子、MEMS、超音波や弾性波を利用する音響システムなど、振動を利用したあらゆる分野のデバイス設計に同じ関係が取り入れられている。

今回の研究は、この制約に実は現実的な突破口があったということを示した点で、大きな注目を集めている。論文によると、突破のカギは「ローレンツの相反定理」にあるという。

ローレンツの相反定理とは、ある領域内に電流密度J1とJ2の2つの電流が流れていて、それぞれが電界E1とE2を発生させているとき、J1・E2を全空間で積分した値がJ2・E1を積分した値に等しくなるという関係のことである。媒質が線形の場合、ローレンツの相反定理が成り立つことはマクスウェル方程式から直接導出できる。

続きはソースで
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引用元: 【Q値】振動現象に関する100年来の物理の常識をくつがえす発見 - EPFL [無断転載禁止]©2ch.net

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1: 2017/05/18(木) 20:47:42.80 ID:CAP_USER9
米国野研究者らが世界で初めて機械的な振動を電気へ変えるか、あるいは音を発するソフトで平坦な素材の開発に成功した。
これにより世界初の「しゃべる」新聞や「歌う」国旗や「スパイ行為をする」ジャケットの制作に道が開けた。
雑誌「ネイチャー・コミュニケーション」にその学説が紹介されている。

開発に成功したミシガン州立大学のニルソン・セプルヴェダ氏は次のように語っている。

「マイクとスピーカーが内蔵された新聞を想像してください。

続きはソースで

http://i.imgur.com/Tcd86Gm.jpg
https://jp.sputniknews.com/science/201705173642914/
ダウンロード (5)


引用元: 【技術】米国の物理学者が世界初「しゃべる紙」を開発 これにより“会話できる”新聞や“歌う”国旗の製作も可能に [無断転載禁止]©2ch.net

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1: 2017/02/28(火) 07:16:10.51 ID:CAP_USER9
オランダの国立原子分子物理学研究所(AMOLF)とライデン大学、米テキサス大学オースティン校の研究チームは、振動・衝撃などの機械的な力が一方向にしか伝わらないメタマテリアルを開発した。研究論文は科学誌「Nature」に掲載された。

通常、どの方向から物質に力が加わっても、あるいは電磁波や音波などがどの方向から物質内に入射しても、それらの力や波は物質内を伝播していく。この性質は相反性と呼ばれ、物理学上の基本的な法則のひとつである。軟らかい物体であれば、物体の左側を押したとき右側に力が伝わって変形し、逆に右側を押せば左側が変形するのも、力学的な相反性であるといえる。

研究チームは今回、ゴムを材料に用いて、力学的な相反性が破れたメタマテリアルを作製した。このメタマテリアルを右側から押すと、圧力をかけたポイントの近くでは物体が変形するが、反対側にはほとんど力の影響が及ばない。一方、左側から同じ力で押した場合には、物体全体に力が強く伝わっていくという。

続きはソースで

http://news.mynavi.jp/news/2017/02/27/130/images/001.jpg
http://news.mynavi.jp/news/2017/02/27/130/
ダウンロード


引用元: 【科学】衝撃や振動が一方向にしか伝わらないメタマテリアルを開発 ©2ch.net

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1: 2016/11/06(日) 22:56:55.63 ID:CAP_USER
地震の微気圧振動で災害予知 気象協会、来春に計測データ公開

日本気象協会は2017年4月をめどに、地震に伴う海面の隆起・沈降や火山の噴火、流星の大気圏突入などで生じる大気中の微小な気圧振動「微気圧振動」の計測データを公開する。
微気圧震動の観測は、津波をはじめ予知が難しい災害の兆候の検知につながると期待されている。
微気圧振動を利用した災害予知研究は世界でもあまり進んでおらず、データ公開で広く活用を呼びかける。

専用サイトを開設し、微気圧振動を捉える装置「微気圧計」を使って観測したデータを公開する。
データ公開は国内では初めて。
研究機関や自治体がデータを活用すれば、災害時の避難情報などに役立つとみている。

日本気象協会の所有する微気圧計は現在、岩手県大船渡市と三重県志摩地域に設置されている。

続きはソースで

▽引用元:日刊工業新聞 2016/11/3 05:00
https://www.nikkan.co.jp/articles/view/00405601
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引用元: 【観測】地震の微気圧振動で災害予知 来春に計測データ公開/日本気象協会©2ch.net

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1: 2016/11/05(土) 02:03:52.66 ID:CAP_USER
なぜ複数のロウソクの炎の揺らぎは同期するのか - 山梨大などが謎を解明
小林行雄 [2016/10/29]

山梨大学と東京大学は10月26日、複数のロウソクを組み合わせた時に起こるロウソク同士の炎が同期振動する現象について科学的に解明したと発表した。

同成果は、山梨大学 環境科学科の島弘幸 准教授と学部生の岡本佳子さん、同大学 教育学部の木島章文 教授、東京大学の梅野宜崇 准教授らによるもの。
詳細はNatureグループの電子版論文誌「Scientific Reports」に掲載された。

市販のロウソクを数本束ねて火をともすと、その炎は上下に激しく振動するが、例えば、それを3つ用意して、三角形を描くように配置すると、それぞれの炎は互いに足並みを揃えた振動を示す(同期現象)。
こうした同期現象は、リズムを刻む固体同士が近づくことで、集団レベルの大きなリズムが生まれる現象で、心臓の鼓動(多数の細胞が互いに同期している)やホタルの集団の光の明滅、壁掛けの2つの振り子時計の振り子の振れるタイミングなど、人間の生活の中で数多く見られる。

今回、研究グループでは、3つの太いロウソク束をアクリルケース内に配置して点火し、束同士の間隔を変えながら燃焼の様子を動画で撮影。
解析として、画面内の白黒画素値の時間変化を追うことで、3つの炎の振動が次第に同期していく様子を調べたという。

続きはソースで

▽引用元:マイナビニュース 2016/10/29配信記事
http://news.mynavi.jp/news/2016/10/29/058/

▽関連
Scientific Reports 6, Article?number:?36145 (2016)
doi:10.1038/srep36145
Synchronization in flickering of three-coupled candle flames
http://www.nature.com/articles/srep36145
ダウンロード


引用元: 【物理】なぜ複数のロウソクの炎の揺らぎは同期するのか - 山梨大などが謎を解明©2ch.net

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1: 2016/09/29(木) 21:52:53.83 ID:CAP_USER
【プレスリリース】宇宙空間の分子が放つ新しい発光現象 孤立分子の『再帰蛍光』を初めて観測 - 日本の研究.com
https://research-er.jp/articles/view/50440
https://research-er.jp/img/article/20160926/20160926172907.jpg


首都大学東京、理化学研究所、イエテボリ大学からなる研究グループは、宇宙空間のような真空中に孤立した分子に起きる「再帰蛍光」という発光現象を初めて観測しました。この再帰蛍光は、分子自身の振動エネルギーによって分子内の電子が励起されることで起きるもので、分子発光の基礎過程として30年以上前からその存在が予言されていましたが、孤立した環境に分子を閉じ込めるという実験の困難さから、これまで実際に再帰蛍光と明確に識別できる現象は見出されていませんでした。

今回、研究グループは首都大学東京に設置された静電型イオン蓄積リングという装置を用いて、炭素原子が直線状に6個結合してできた分子負イオンC6-を閉じ込め、そこから放出される再帰蛍光を検出することに成功しました。今回の発見は、物質の熱運動の1つである分子振動運動と分子内に存在する電子の間でのエネルギー変換に関する基礎学術上の重要な成果であるだけでなく、宇宙空間に存在する分子に新しい発光過程が存在することの確たる証拠としても大きな意味を持ちます。

本研究成果は、9月23日付けでアメリカ物理学会が発行する英文誌 Physical Review Letters に発表されました。本研究の一部は、学術振興会科学研究費補助金(No. 26220607)の支援を受けて行われました。

続きはソースで

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引用元: 【物質化学】宇宙空間の分子が放つ新しい発光現象 孤立分子の『再帰蛍光』を初めて観測 [無断転載禁止]©2ch.net

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