実験に関する注意事項
物理学基礎実験は、その内容を見てもわかるように研究のための実験ではなく、測定の基礎、実験装置の取り扱い方、データ処理の基本、物理現象の見方などを学生自らが行って体験し、今までに学習した物理学の概念や知識を明確にするためのものです。ここでの体験が、将来の研究の場面でしっかりと活かすことができるようにするための、いくつかの注意点を説明します。
物理学基礎実験を行うに当たって最も大切なことは、いま取り扱っているのはどういう物理現象であるのか、また測定しているのはどういう意味の量であるのかということをしっかりと認識することです。実際に研究実験を行う場合は、できるだけ精密な測定値を得ることが重要な目的の一つです。しかし物理学基礎実験は、将来研究実験を行うためのトレーニングであり、結果を出すことだけに集中してしまうと、肝心である物理的意味や装置の仕組みや特徴、実験方法などの意義をよく理解しないで、単に数値を求める技術として機械的に実験をすることになってしまい、これではあまりトレーニングの意味がありません。したがって実験をする前には、次のような準備をすることが重要になります。
実験前の準備
テキストなどを参考にして、次のようなことを準備しておく。
- 与えられた実験課題について、目的は何か、どのような物理現象や実験方法を利用して目的を達成しようとするのかを理解する。
- 測定の原理および結果を求めるために用いる理論式（ときには実験式）の意味を理解する。中には難しい理論的説明の部分もあるが、その部分を除いても全体を把握するように努めれば、逆に後日そのような理論の理解に必ず役に立つ。
- 実験装置・器具の仕組みや性能の概要を理解する。
- 実際にどのような手順で測定を進めていくのか具体的に調べておく。
- １から４の事項を事前にレポートにまとめておく。
- 実験で直接測定する各量の精度が、使用する実験装置の性能からみてどの位になるか、またそれらの値を使って計算される結果の精度がどの位になるかを見積もる。
実験中の注意
- 実際の実験では、高電圧の装置や重量物、薬品など危険をともなうものを扱う場合があるので怪我に注意する。
- 実験装置の中には、非常に精密でデリケートなものもあるので、慎重に取り扱う。いきなりスイッチを入れたりせず、つまみのあるものはそれらがきちんとゼロになっているか確かめてからスイッチを入れる。ねじなどがあるものは、力任せに締めるとねじを壊してしまうので、慎重に締めるようにする。
- 測定するときは、測定と記録の作業を共同実験者と交互に均等に行う。トレーニングなので、お互いに積極的に参加するようにする。また測定で得られたデータは、あとできちんと検証ができるようにきれいにまとめておく。グラフが書ける場合は、データをとりながらグラフを書いていくと、実験がうまく進んでいるのかがわかり易い。
- 慎重に測定をしたにも関わらず、結果を整理してみたら予想値から大きくはずれたり、ばらつきが激しいときがある。この場合は、原因を共同実験者や同じグループの人たちと検討して必要ならば再度実験を行う。
- 結果は、他の人が見てもわかりやすいようにレポートにまとめる。（レポートの書き方を参照する）
実験後の注意
- 物理学基礎実験では、多くの学生が同じ実験器具を使用することになるので、後片づけをきちんとすること。実験装置のつまみなどは、確実にゼロに回してからスイッチを切り、コンセントを抜く。薬品などを使用した場合は、きちんと洗浄し実験が始まる前の状態に戻しておく。
- 不具合のあった実験装置や、壊れたりなくなったりしたものがあれば、教員やTAなどにきちんと報告する。
パーソナルデスクラボPDL実験機器
パーソナルデスクラボ実験では、下記の機器を用意しています。
共通機器は、実験台の引出に収めてあります。
また、光・電気・磁場・力学のテーマ別機器は一人分ずつケースに収納し、ラックに収めてあります。
教員の指示があったら各自でラックから持ち出し、内容品に不足・異常がないか確認してください。
実験器具
| 共通 | ノギス、マイクロメータ、電卓、鉄板、テスター、ハンドヘルドオシロスコープ、リード線（4+2+2）、電池、定規、バインディングポスト、ACアダプター、マグネット （E301実験台のひきだしに入っています） |
|---|---|
| 光 | 半導体レーザー、スリット、フォトダイオード、スリット付きフォトダイオード、ノギス、プリズム、偏光板、分度器、スクリーン、クリップ、抵抗（1k、100k）、LEDライト |
| 電気 | 棒磁石、はさみ、導電シート、絶縁シート |
| 磁場 | 実験台、磁場観察層、コイルx2、鉄板銅板アルミ板、方位磁石、棒磁石、ホール効果観察層、磁場測定センサー、ひも |
| 力学 | 穴あき鉄板、ヒートシンク、紙コップ、錘、定規、弦の振動一式(約10点程度がケースに収納されています) |
| 熱電子 | 熱放射温度計、熱電子測定用部品キット（約10点程度がケースに収納されています） （それぞれコンテナに収納されていますので使用時に配布します） |
注意事項
この実験器具は多くの学生が利用します。実験部品が壊れていたり、なくなっていたりすると、次に使う人に迷惑がかかるので、返却の際、ケースふたに貼ってある員数表と対照確認し、各自でラックに戻してください。
引出に収納してある機器は他の実験でも頻繁に使用します。間違ってテーマ別のケースに収納しないよう注意してください。
壊れた部品などがあれば、必ず教員かTAに申し出で部品を交換してもらい、きちんと揃った状態にしてください。
導電シートは使用済みのものは持ち帰るか破棄してください。新しいものを実験室中央に用意しておきますので、使った分だけ補充してください。
マグネットは磁気カードなどに近づけないでください。
レーザー光線が目に直接入らないよう注意してください。
簡単な実験装置の取り扱い方
レポートの書き方
工事中
