ペットボトル振動子・非線形型電子回路の同期現象

京都大学理学部3回生 西川原 朋史


ペットボトル振動子

概要:

 ペットボトルに水を入れ、口に管をゴム栓で固定し逆さまにすると、水の流出と空気の侵入が交互に行われてリズムを形成する(図1参照)。今回は、実験を通してこの振動現象のメカニズムを考えてみたい。まず、この現象のパラメータとなる物理量を見つけることから始め、次にどのような原理に基づいて、振動が起きるかを考えてみる。実際、今回の実験では原理を解明するには至らなかった。それゆえ、レポートとしては不十分なものとなってしまったが、実際に僕がどのようにこのテーマに取り組んだかだけでもまとめておきます。

全文:kadai01.pdf (587KB)


非線形型電子回路の同期現象

概要:

 電気回路として方形波発信器を用いて、オシロスコープでその電圧の波形を観測する。最初、単独一個の発信器で実験を行う。続いて二つの発信器を抵抗、又は、コンデンサーを介して結合させて行う。その時、ペットボトルの時と同じように、抵抗の場合は電圧が同相で同期し、逆にコンデンサーの場合は電圧が逆相で同期する事が観られた。この理由を回路方程式を考察する事で明らかにする。その結果として、方程式の解に含まれるある因子と1との大小関係によって、同相あるいは逆相となる事がわかる。

全文:kadai02.pdf (418KB)


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