コンピュータによる理科実験
一日体験入学

コンピュータによる理科実験


場所:工学部機能材料棟6階 井門研究室
担当:井門俊治助教授

コンピュータで理科実験??

普通、理科の実験では、試験管を使ったり、ビーカーを使ったり、種を 植えたり、ということをするでしょう。色が変わったり、形が変わったりという現象を 目で確認することで、実際に何が起きているか判断できます。
では、磁石の実験などはどうでしょうか?
どのようにするとS極(+)とN極(−)がわかりますか? プラスからマイナスでている磁力線をどのように確認しますか?
そのようなとき磁石を砂鉄の中に置き、磁力線の形を確認できます。 磁界から力を受けるもの(砂鉄)を置くことにより、実際は目ではみえない磁力線を、 確認することができます。 ここでは、コンピュータを使って、普通目に見えないもの、電界や磁界を 線や面で表示していきます。これを可視化といいます。

実際見てみるものは??

ここで見てみるものは電界や磁界です。電界を作るもの、電荷、や磁界を作るもの、 電流が存在すると、それが作る場は、ある式で表すことができます。
コンピュータでそれらを計算させ、コンピュータでそれらを表示させます。 身近なもので、目に見えないものに地磁気があります。地球の北極と南極の 間には磁力線が存在します。コンピュータを使うとこのような自然現象も可視化する ことができます。

こんな風にみえます。

ここでは、ひとつの例をみてみましょう。 下の絵をみてください。中心に細い物体があります。これは電流が流れている小さな かけらです。この電流がつくる磁界の面が表示されています。りんごの形にもみえます。
これらを、ワークステーションやパソコンを実際に操作して、見ていきます。