今日のおじさん、なに食べました? (仮)

妻の料理と、おじさんの毎日の記録です。ほんのり工学テイスト。

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見えないものを見る遊び~振動・結晶状態の可視化
【今日の夕食】
 3月になりました。先月、2歳になった娘は、このところはすこぶる機嫌よく、毎日元気に走ったり、歌ったり、おしゃべりしたりしています。これから、どんどん活発に動くようになっていくのでしょうか。
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★米飯

★みそ汁、わかめ・ほうれん草

★鶏竜田揚げ、キャベツミックス
 生協の冷凍の竜田揚げです。レンジで温めるだけで、手軽です。娘も気に入ったらしいです。

★いももち
 つぶしたじゃがいもに、片栗粉を加えて焼いたものです。今日は、新じゃがを使ったそうです。いつものいももち

★りんご、デコポン


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【今日のおじさん】見えないものを見る遊び~振動・結晶状態の可視化
 私の住居(賃貸マンション)の最寄り駅は、湘南台駅(小田急線、相鉄線、横浜地下鉄)です。湘南台駅の近くに、「藤沢市湘南台文化センター こども館」[1]があります。
[1]藤沢市湘南台文化センター こども館
http://www.kodomokan.fujisawa.kanagawa.jp/index.html

 ここには、世界のおもちゃ・楽器・衣装などが展示されています。そして、数は少ないですが、科学系の体験型の展示物が用意されています。この記事では、見えないものを見えるようにする「可視化」の手法が活用された展示を、紹介します。


★平板の振動状態の可視化
 ひとつ目の可視化は、平板の振動状態を目で見られるようにしたものです。鋼製の矩形板の上に砂をまいて、縁を弓のような道具でこすります。最初、私がこすってみましたが、うまく行きませんでした。妻が試したところ、きれいな模様がうかびあがりました。この模様は、平板が共振して、固有モードで振動するために、描かれるものです。砂が残っている場所が、振動が小さいところ(節、ふし)です。

 私の場合、押し付ける力が足りなかったのかもしれません。妻は力の加減を知らないのですが、こういうときには役立ちます。力の強い人って、素敵だわ。

 同じ平板を、もう一度振動させてみました。先ほどと同じ模様が現れましたが、すぐに消えてしまいました。最初の砂の撒き方が悪かったのか、こすり方が悪かった(強すぎた/弱すぎた)のか。


 以前に作った「エクセルで動くFFTツール」で、周波数解析を試みました(FFTツールについては、こちらの記事)。顕著なピークは、約1550Hzにあります。音名でいうと、G+(嬰ト、1568Hz)付近のようです。ただ、平板の固有振動数の理論値は、簡単には計算できないようです。理論と一致性や、ほかの振動モードがどんななのかを確認できないのが、残念です。
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 下も同じく、振動の可視化です。これは円板で、上の矩形板とは、板の形状が異なります。何度か試してみましたが、残念ながら、共振を生じさせることができませんでした。やはり、こすり方に、コツがいるようです。円板なので、こする位置が横にずれてしまいやすいのが、敗因かもしれません。




★ポリ袋の結晶状態の可視化
 次は、ポリ袋の結晶状態の可視化です。おそらく、偏光板を使っていると思われます。ポリ袋ですが、偏光板を通して見ると、色が変わって見えます。偏光板の回転に伴って、色の見え方が変化します。ポリ袋の結晶状態の違いが、可視化されているようです。

 詳しい仕組みは、十分に理解できていません。サイト[2]によると、ポリ袋を構成する分子が結晶化した部分だけ、色が付いて見えるそうです。結晶化とは、分子が整列した状態になっていることです。整列の向きによって、色が異なって見える、ということでしょうか。
[2]東工大 Science Techno;色を遊ぼう! ~いろどりレストランへようこそ~
http://www.t-scitech.net/miraikan/color/deflect.html
 このポリ袋は、半透明のポリ袋です。「高密度ポリエチレン」と思われます。高密度ポリエチレンは,分子がほぼ直線状の構造をしています。このため、結晶化の割合が高い傾向があります。したがって、偏光板を通すと、色が変わって見えやすいと考えられます。(高密度ポリエチレンと低密度ポリエチレン、半透明と透明ポリ袋の違いは、→こちらの記事。)
 なお、ここでは切っただけのポリ袋が用いられています。しかし、力を加えると結晶状態が変化することを利用すると、同様の手法によって、物品の歪みの程度を可視化できるようです[2]。


 いろいろ楽しい「こども館」、大人も子供も楽しめます。


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