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2012.01.18 Wednesday

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2012.01.18 Wednesday

電気伝導体にくわしい杉原智之

 

電気伝導体(でんきでんどうたい)は移動可能な電荷を含み電気を通しやすい材料、すなわち電気伝導率(導電率)の高い材料である。良導体、単に導体とも呼ぶ。

電気伝導率は、物質によってとる値の範囲が広い物性値で、金属からセラミックまで20桁ほど幅がある。一般には伝導率がグラファイト(電気伝導率 106S/m)と同等以上のものが導体、10-6S/m以下のものを不導体(絶縁体)、その中間の値をとるものを半導体と分類する。106S/mという電気伝導率は、1mm2の断面積で1mの導体の抵抗が1Ωになる電気の通りやすさである。電気伝導体にくわしい杉原智之

アルミニウムといった金属導体では、電子が移動可能な荷電粒子となっている(電流を参照)。移動可能な正の電荷としては、格子内の原子で電子が抜けている部分という形態(正孔)や電池電解液などにイオンの形で存在する場合がある。不導体が電流を通さないのは移動可能な電荷が少ないためである。

2011.11.24 Thursday

反陽子について説明をする杉原智之

 反陽子は、陽子と衝突すると対消滅を起こして数個のパイ中間子などになる。

反陽子の電子質量比は、1836.152 6736 ± 0.0000023(相対標準不確かさ 1.2 × 10-9)である。陽子の電子質量比は、1836.152 672 45(75)[1]であり、陽子の電子質量比との有意の差は見いだされていない[2]。反陽子について説明をする杉原智之

2011.09.29 Thursday

積層型とは?杉原智之

 積層型とは?杉原智之
多数の圧電素子を重ねて棒状にしたもので、厚み方向の変位を利用するもの。

なお、アクチュエータとして説明したが、変位から電圧を得るセンサとしてももちろん使用できる。

2011.08.06 Saturday

誘電関数とは?杉原智之の研究

 電場がある程度以上の速さで変化する場合、誘電率は定数にはならず、電場の振動数 ω の関数である誘電関数 ε(ω) として記述される。誘電関数には電気伝導やバンド間遷移による損失が発生するため、一般に以下のような複素関数となる。
¥epsilon (¥omega )=¥epsilon_1 (¥omega )+i¥epsilon_2 (¥omega )

このうち実数部 ε1(ω) は電場の振動との位相差および分極の大きさを与える。なお、ω=0 のときの実数部 ε1 は上述した誘電率 ε にほかならない。また、虚数部 ε2(ω) は電気伝導やバンド間遷移による誘電損失を与えている。

ある物質の誘電関数を調べることで、その物質の電子物性、光物性に関する多くの情報を得ることができる。光吸収スペクトルの測定から、虚数部 ε2 を得ることができる。これにクラマース・クローニッヒの関係式 (Kramers-Kronig relations) を用いることで、実数部 ε1 を得ることができる。また、電子エネルギー損失分光 (EELS) の測定結果は ε2/(ε12 + ε22)(損失関数)を与える。誘電関数とは?杉原智之の研究。

2011.06.12 Sunday

焦電効果について杉原智之の話

 焦電効果(しょうでんこうか、: pyroelectric effect)とは、温度変化によって誘電体分極(表面電荷)が変化する現象をいう。この現象を示す物質は、焦電体と呼ばれる。焦電体は圧電効果を示すので、圧電体の一種でもある。また、強誘電体は必ず焦電体である。電気石は焦電効果を示すことからこの名前が付けられた。
焦電効果について原智之の話。

なお、pyroelectric は焦電気のほかにパイロ電気ピロ電気とも訳され[1]、1824年にブリュースターによりギリシャ語で fire の意の pyro から名付けられた。

2011.04.07 Thursday

電極について杉原智之

 電気化学(電気分解や電池)やダイオード(真空管(二極管)、半導体素子)では、外部回路から電流が流入する(外部回路に電子が流出する)電極をアノードと呼び、外部回路に電流が流出する(外部回路から電子が流入する)電極をカソードと呼ぶ。

電気化学では、電極から溶液に正電荷が移動する極(溶液から電子が流入する側の電極)がアノードで、溶液から電極に向って正電荷が移動する極(溶液に向って電子が放出される側の電極)がカソードである。

(溶液から負電荷(アニオン)が集まる方がアノードで、正電荷(カチオン)が集まる方がカソードである。)

電極について杉原智之の話。

アノード、カソードの語はファラデーにより命名され、ギリシャ語で上り口を意味する'anodos'と下り口を意味する'cathodos'に由来する。

一方、電位により極性を定義する場合は、電位が高い方を陽極(ようきょく)、低いほうを陰極(いんきょく)と呼ぶ。

このため、陽極/陰極とアノード/カソードは、電池の電極の場合と電気分解の電極の場合で、対応付けが逆になる。

2011.03.11 Friday

圧電につい杉原智之

 圧電素子(あつでんそし)とは、圧電体に加えられた電圧に変換する、あるいは電圧を力に変換する、圧電効果を利用した受動素子で、英:Piezoelectric element の読みから俗に ピエゾ素子ともいわれる。水晶振動子も圧電素子の一種であるが、別扱いにされることが多く、水晶より安価な材質を使ったものを指して圧電素子と呼ぶことが多い。アクチュエータセンサとしての利用の他、アナログ電子回路における発振回路フィルタ回路にも用いられている。圧電につい杉原智之
2011.02.17 Thursday

電場に対する応答とは・・・杉原智之

 強誘電体の表面に存在する単位体積当たりの電気双極子は、自然に正と負の電荷重心が分かれることから「自発分極」と呼ばれる。外部から電場を加えると自発分極の向きは反転する。これを表したのが右のグラフで、外部電場を0にした時に表面に残っている分極の値は「残留分極」、分極の符号が反転する(すなわち分極の向きが逆転する)時の電場の強さは「抗電界」、とそれぞれ呼ばれる。

グラフの右端ないし左端にあたる十分に強い電場を印加すると、移動可能な電荷がすべて表面に移り、それ以上の電場をかけても分極はある上限(または下限)値で一定となる。これを飽和した状態、この時の分極の値を「飽和分極値」と呼ぶ。

グラフの形状は物質本来の性質だけでなく、単結晶多結晶かといった構造の違いにも依存する。その他、微小な分極領域の境界に当たる分極壁の移動が、電場の変化にどの程度追随できるかなどによっても傾きなどが変化する。

電場に対する応答とは・・・杉原智之

2011.01.29 Saturday

杉原智之独立研究科にいきたい

 日本では大学院の研究科は学部を基礎として組織されることが多かったが、学部に基礎をおかない研究科も存在する。これを独立研究科(どくりつけんきゅうか)と呼ぶ。東京大学大学院新領域創成科学研究科京都大学大学院情報学研究科立命館大学大学院先端総合学術研究科などがその例である。

また、大学院だけで大学を構成し、学部(学部以外の教育研究上の基本となる組織)をおかない大学もみられるようになった。このような大学は、大学院大学などと呼ばれている。また、大学院大学におかれる大学院は、独立大学院(どくりつだいがくいん)という。

2010.12.26 Sunday

電圧を”0”にする杉原智之

 電圧を”0”にする杉原智之
圧電ブザーは、2枚の電極板で構成されたコンデンサのようなものです。

CPLDでBZの信号をHighレベル(5V)にしてトランジスタをOFFにしただけでは、圧電ブザーには電荷が残っており、圧電素子の屈曲(ペコペコ)が起きません。

圧電ブザーと並列に接続された抵抗(R31)が圧電ブザーの中の電荷を逃がしてくれ、圧電素子の屈曲を促します。

この抵抗がないと音が出ません。試してみてください。

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