'フィジクスライブ' に関する記事のまとめ

2009.08.05 水曜日 [ Latest News, その他, サイエンス]

物理チャレンジ

今年の物理チャレンジは茨城県つくば市で開催された.
高エネルギー加速器研究機構(KEK)の宿舎に泊まり5時間にわたる理論試験,実験試験の開催をし,JAXAや産総研,KEKの見学などの見学会,フィジクスライブと呼ばれる研究者と学生の交流会などとても充実した三泊四日であった.

毎年毎年物理チャレンジは新しい取り組みを行い,面白くなっていっていると思う.
大会運営にあたって,物理学系の3学会の先生方や県庁の方の多大なバックアップがある中で,
今回僕は,大会に参加する中高生と共にに密着して3泊4日の生活をする学生スタッフ(班長)という立場で参加した.
去年も班長として物理チャレンジに参加したものの初めての班長ということもあり,思うようにいかなかった面もあった.
それに対し今年は,去年の反省も活かすことができ,さらに今回は事務的な面も含め新しい取り組みができ,満足している.

あまりに濃密な70時間強の時間は,日記に書ききれないくらいだ. でも自分に対しても,参加者にとってもいい経験になったと思う.
(日記に書ききれないのは,自分がちゃんと日記を更新していないからいけないわけだけど苦笑)

いま,物理チャレンジ第五回大会が終わったばかりだ.
徐々に,メンバーの世代交代が始まりつつある.
物理チャレンジを,常に活発なものにし続けるために,今後は下の代へとバトンタッチをしながら大会運営の手伝いをし続けていきたいと思っている.

せっかく今年も物理チャレンジでいい経験ができ活力をもらったので,これを生かしてこの夏休みをもっともっとエネルギッシュに過ごしたいと思う.

2008.09.22 月曜日 [ Latest News, サイエンス]

間に合わない。。 / 物理チャレンジ(三日目)

日記を書けないくらい忙しいときほど、日記を書くネタがあふれるときはない。
というより毎日が日記にかけるくらいのネタがある(とまでは言い切れないが。)のに、全然間に合っていない(笑)
でも、書かなくてはいけないなぁ。
最近はよくPCを持ち歩くので、電車の中でも書けないことはないか。(立ちながらは無理かな笑)



さてさて、物理チャレンジのことでも書きたいなとは思ったが、もはや一か月半以上前の話。。
記憶から抜けてきた(笑)
とりあえずどうしても書きたかったフィジクスライブの内容まで書いたわけで、そこから先は簡潔に。

三日目は実験試験。
実験はいわゆる干渉実験。
だが、凝っているのは波源に超音波発生器を使っていること。
普段の実験では光やマイクロ波などの電磁波(横波)を用いて実験をするわけだが、なんと縦波の音波を利用した。
超音波の場合も指向性があるので実験にはちょうどいいし、干渉実験で重要なスリットの製作が簡単なことがあげられる。
(今回のスリットはアクリル板に切り込みを入れたもの)
そして、実験作題者から聞いた話であるが、超音波であることはそれ以上に位相を測定できることに利点があるらしい。

位相というのは波のずれ具合のこと。
波には(概念的には)山と谷があるもので、波源と検出器でのそれぞれの山が訪れるタイミングの差を測定することで位相差が測定できる。

これを用いて、位相差が0のところとπ(pi 位相が反対のところ)をそれぞれ判断し、それを使ってスリット通過後の同位相面を方眼紙上にプロットさせるという問題も出題された。

ほかに面白いものはゾーンプレートというもの。
スリットを用いて波を焦点に集めるというもの。
レンズと違う構造だがレンズにも似ている効果を発揮する。
といっても、ゾーンプレートはレンズとは異なり、複数の焦点を持ち、また波長により焦点距離が異なるという性質をもつ。

そういえば、二年前のフィジクスライブで某先生がゾーンプレートなどの実験を見せてくださっていたなぁ。(これ、秘密ですよ)


理論試験は試験監督の担当がなかったというのになぜか実験試験の監督は僕だけ2コマ入っていた笑
実験好きなのが先生方にもバレていたというわけか笑

とりあえず、1コマ目の監督で問題冊子を一冊頂き問題を吟味していた。
今年も手が込んでいるなぁ。とわくわくしながら問題を読んでいた。
しかし問題を読みながらある事実に気づく。
音波を扱う実験ということは試験会場の空気の流れや温度に大きく依存される。
試験監督は出来るだけ歩き回らないようにしないといけない、と周囲の先生方に話したのは僕である。
(といっても、もっと前に誰かが気づいて注意していたのではないかとは思うが。)
試験を受けたチャレンジャーによればやはり、試験監督が横を通った瞬間に計器の針が大きくぶれていて迷惑だったらしい。苦笑


そして1コマ目終了から2コマ目にかけて自分のPCに向かって実験の問題講評を打ち込み。
1,2コマ目の間は2時間半。 長そうに見えて何かと短かった。
ギリギリ打ち込みを終えて編集長(S.Tくん)にデータを渡す。


そして試験監督2コマ目へ戻る。

結局問題講評含め広報誌の掲示がされたのは昼食後だったような気がする(記憶が不鮮明)
しかし、張り出してすぐに問題講評の誤植を発見された。(爆)
あぁ、間違ったこと書いてごめんなさい。(汗)
すぐに訂正版を印刷して張り出しなおした。


この後は岡山天体物理学観測所、岡山天文博物館に行った。
(やっぱり長い文章になっちゃったなぁ。)

2008.08.18 月曜日 [ Latest News, サイエンス]

物理チャレンジ(フィジクスライブ 後日談)

別の企画として、岡山天体物理観測所の方とその観測所に併設されている岡山天文博物館の方が、4D2U(4次元デジタル宇宙シアター)という展示をしていた。
これは宇宙の星々をコントローラーで操作することで様々な角度から3Dで見ることができて、違う時間(何億年も前)の様子も見ることのできるという上映会(というより講演会に近い?)だった。
つまり空間の3次元と時間の1次元を足して4次元(4D)という名前が付けられているのである。

実はフィジクスライブの偏光実験の説明のために、この展示を担当された方から3D映像を見るための立体メガネ(偏光板サングラス)をお借りした。
おかげさまで偏光板サングラスは様々な議論を生むきっかけともなり、本当にお世話になった。

…のだが、偏光板サングラスを返し忘れた。
3日目は岡山天体物理観測所と岡山天文博物館の見学会もあったのに、うっかり返し忘れ、その晩にあった交流会でも担当者と会う機会があったのだが返し忘れた。


後日、フィジクスライブを担当される岡山大のM先生経由で担当者の方の連絡先を伺い、メガネを返却(郵送)したい旨のメールを出した。
迷惑をかけてしまったと思い、当然返送するものだと考えていたのだが、今日担当された方からすぐにメールの返信があり、
「国立天文台の方とも相談し、(中略)物理チャレンジなどの物理教育に活用していただくことを条件に、譲渡することにいたしました。さまざまな物理教育の活動の場で、ご活用いただけたら幸いです。」
とのこと。
譲っていただくつもりは全く無かったのだが、思いがけないメールに驚いた。感動した。

そして、自分は今後も物理チャレンジを筆頭に物理教育に携わらなければならない、という責任感(おおげさ?)を感じ、頑張ろうと思った。
高校生までは人に教えてもらうだけの立場だった。だが、大学生になった今、(まだまだ青いながらも)、逆に教える(伝える)側として努力していかなければならないと感じた。

最後になったが、メールをくださった岡山天文博物館のK先生、岡山天体物理観測所のT先生、本当にありがとうございました。また岡山に行く機会があれば個人的にお会いできたらうれしいです。



(PS今は画像加工する時間がないが、また自転車旅行(下参照)から帰宅したらフィジクスライブの写真を掲載予定。)

2008.08.17 日曜日 [ Latest News, サイエンス]

物理チャレンジ(フィジクスライブ)

倉敷から帰ると、宿舎でフィジクスライブというものが行われる。
僕ら八王子組(IPhO日本代表選抜合宿@八王子の参加者)の最も楽しみにしていた企画。

フィジックスライブとは初回の物理チャレンジから行われている企画である。
まずは大会本部でチャレンジ副委員長N先生から伺った裏話を。


国際物理オリンピック(IPhO)では、受験者は試験以外にエクスカーションというものがある。
具体的にははその国の観光をしたり、他国の選手との親睦を深めるという目的でゲームなどをしたり、有名な物理学者などの講演を聞いたりするものだ。
そのエクスカーションを真似て物理チャレンジも試験以外に講演や親睦会などが開催される。

初回の物理チャレンジ@岡山では講演会を3つ用意していたらしい。
しかし、そのうちのひとつの先生が物理チャレンジに参加できないとのことで、そこだけ予定がぽっかり空いてしまった。とは言っても大会直前の事だったらしく、新たに別の先生に講演会を依頼するわけにはいかない。
そんなとき、委員会で発案されたのが「フィジクスライブ」だったらしい。

フィジクスライブとは、現役の物理学者や物理を専攻とする人が高校生に自分の研究をわかりやすく説明したり、実験を見せたりするというもの。
行ったことはないが、たぶん物理学会でもこのようなパネル展示をしているのではないかと思う。

初回のときには、或る先生は研究室から実験装置まで持ってきてしまったらしい。(走査型電子顕微鏡だったっけな?記憶が曖昧。。)
しかし、参加者には盛況だった。

なにせ、現役で物理(Physics)をやっている先輩たちが自分の目の前で生き生きと(livelyとも言うべき?)、物理が大好きな中高生に物理の面白さを語るのである。
普段見ることのできない物理の先輩と間近で、しかも何人もと話すことができる上、高校物理と全く違う物理を味わえるのだ。

僕が初めて参加したのは第二回物理チャレンジからだ。
最初、大会の案内を読んだとき、「フィジクスライブってなんだろう?講義でもやるのかな?」などと考え、どのような企画なのか全く分からなかったのだが、いざ参加してみるとあまりのすごさに圧倒された。
周りの学生も同じように感動している様子を察せた。
企画のまわりでは、いろんな先生にあれこれと質問する。
そうこうしているうちに、先生も交えた参加者同士の議論が始まったりもする。
その場で初めて会う人ばかりだというのに。。

フィジクスライブで一緒に議論した人とは結局その後にまた話す機会があったりして、それがきっかけで友人になれた。(東大で一つ上のS.Oさんともここで議論して、結局知り合いになった一人である。)



第三回物理チャレンジ(@筑波)でのフィジクスライブも面白かった。
岡山大会の時は宿舎でフィジクスライブが開催されたが、筑波大会では宿舎でなく筑波大学でフィジクスライブが開催された。
だから、直接研究室見学という企画もあった。
研究室見学の場合、準備する側は慣れているから楽かもしれないが、やはり大学の先生と議論、という機会が得られない点、そして場所が宿舎でないため、岡山大会の時のように夕食後も会場に戻って先生と再び夜中まで議論、ということができなかったことなどが、少し残念だった。
来年は再び筑波大会になるので、この点は考慮すべきだと思う。



しかしなんだかんだ言っても、これまで僕の参加した二回にわたる物理チャレンジの中で一番印象的で面白かった企画は迷うことなくフィジクスライブと言える。

そんなフィジクスライブに、今年の物理チャレンジは発表者側になって参加することになったのである。
相手は中高生といえども、ほとんど年齢が近い。
だからこそ八王子組のメンバーも気合いを入れて準備をしたわけだ。
テーマは偏光。(あとD.NとS.TはIPhOの経験談を話した。)以前の日記にテーマの羅列がされている。
興味のある人は参照してください。


今年のフィジクスライブは、他にも岡山大学院の学生スタッフの方々が、4人ほど大学生活、大学院生活、自分の研究についての講演会をされるなど、学生スタッフが企画を出す数が多く、ひょっとすると過去四年で一番大規模なフィジクスライブだったのではないだろうか。
僕たちが取り組んだ偏光の企画にも何人もの高校生(や先生とスタッフ)が見に来てくれて、さまざまな議論をしながら盛り上がった。

散乱光の実験では、光源に用いたレーザーポインタがもともと偏光していたことに気付かないで議論していたら、実験がうまくいかず、困ったこともあった。
すると他の先生方がすかさずMyレーザーポインタを鞄から取り出して一緒に実験したりもした(笑)が、やはりレーザーポインタの半導体レーザーは偏光してしまうらしい。
(準備段階ではHe-Neレーザーというものを使っていたので、光源自身は偏光していなかった)

予想以上の聴衆の食いつきに、全員に説明しきれない(説明する人は7人もいたのに。。。)「うれしい」状況だった。
次回以降、説明をうまく流していくやり方を検討しなければいけないことに気付かされた。



ところで、7人と言ったが、実は2日目から八王子組が一人増えた。
八王子組同期のT.Tくんだ。
京大の一回生は期末試験が4日まであったため、そのまま物理チャレンジに直行したようだ。
しかし、何を思ったのかはじめに向かった先は閑谷(第一回、第二回の開催場所)。
今年は、同じ岡山県だが開催場所は倉敷。

彼は閑谷に着いてからその過ちに気づいたらしく、急いで倉敷に折り返したようだ(笑)
宿舎に到着したのは結局他の生徒が倉敷観光から帰ってくるわずか前だったらしい。

それでも彼は30分くらい偏光の実験の内容を説明したら殆ど飲み込んでくれたようで(これはすごい)、一緒に説明&議論に参加してくれた。
僕たちは去年のIPhO選抜合宿(2007年3月)以来久々に会ったわけで、いろいろおしゃべりをしたかったわけだが。でも、まずはフィジクスライブのことを精いっぱい頑張った。
もちろん、夕飯の後も議論は続き、本当に充実した行事だった。


フィジクスライブの後にスタッフ会議があったのだが、そこで学生のフィジクスライブの反応を班長が発表しあったところ、圧倒的に岡山光量子科学研究所のN先生の展示が人気だったらしい。
悔しいとは思ったものの、確かに彼の展示は本当に面白かった。

午前中、理論試験が開催されている間に大会本部でN先生から直接展示内容を見せてもらい、これは面白い、と学生スタッフが悔しがっていた(?)わけだ。
彼は同時に二つのテーマを発表した。
ひとつは、ブラックホールに巻き込まれる光について。
      相対論の内容もわかりやすく説明していたのがすごいと思った。
二つ目はカオス系(複雑系)について。
      僕はカオスについてしっかり勉強したことがないのでよくわからなかったが、
      東大(駒場)で現代物理学という講座  (学習院T先生の授業。主にカオス
      についての講義らしい)を履修した何人かは、なるほど、とうなずいていた。

僕でもわかったこととしては、PCの画面をカメラで撮影して、その映像を再びPCの画面で表示するというもの。
単純な合わせ鏡と違い、PCでやると様々な電気的なノイズ(雑音)が入り込むため、そのノイズが増幅されて、現実の映像と関係のないパターンが突然画面に表示される。というもの。
つまり、わずかなノイズがあるがために、ノイズがない場合に予想される結果とはまるっきり異なる結果が生じてしまうこと、なのである。
これを議論するのが複雑系とか非線形な力学とか呼ばれる学問なのだろう。(←勉強したことがないのであまり正確ではないかもしれないが。。。)



さて、議論には盛り上がったのは良かったが、フィジクスライブの会場を出て、中高生が交流の場として用いる談話室にひょっこり遊びに行ってみたら、中高生の輪に取り込まれた。(笑)
すぐに抜け出そうと思ったものの、話が盛り上がり抜け出せない。(笑)
やはり、世の中は複雑系だなぁと実感。(つまり将来が予測できないということ。)

結局その後、二日目から物理チャレンジに来たT.Tくんとお風呂に入ったのは午前2時を過ぎてからのことだった。
そういえば、D.Nくんともお風呂に入るはずだったが、談話室にいることを告げ忘れたので、先に一人でお風呂に入ってしまったらしい。
悔しながらの彼のコメント
「大浴場、ひとりで独占出来て爽快だった」

あー申し訳ない。ちゃんと談話室に行ったことを連絡してあげればよかったなあ…。


その後、二日目の夜は大会本部で寝た。
起床6時。
体が痛かったのと、やはり部屋で寝た振りしないと班員に迷惑かけるかなぁとおもい、意味もなく部屋に行く。
眠気をこらえつつ、二度寝しないようにごろごろしながら起床時刻、6時半を迎える。
朝にD.Nくん(彼とともに班長をしている)にそのことを話したら、笑われた(笑)

眠気がピークを越すと、人間わけわからないことをやるのだと実感した瞬間でもあった。

2008.08.08 金曜日 [ Latest News, サイエンス]

帰宅!

今年の物理チャレンジは、人生で一番長く感じ、そして疲れた。(笑)
物理チャレンジ自体は8/3~8/6の三泊四日で、倉敷を主会場にする大会だったが、前日の夜行で行き、最終日の翌日はついでに広島まで足を延ばして観光した。

今年は元IPhO代表の三人(Y.TさんT.NさんD.Nくん)とともに、(僕だけ代表候補止まり(汗))
物理チャレンジでは中高生を先導する班長をやり、また二日目夜のフィジクスライブという出し物にも参加した。
フィジクスライブとは、大学生・大学院生や、大学の先生方がそれぞれ実験の演示や講演などをし、参加者はそれぞれの出店を回りながら興味のある出店について質問したり、議論したりしながら中高生の物理の視野を広げ、親睦を深めるという目的のものだ。

僕らは物理チャレンジOB兼学生スタッフとして、「偏光」に絡んだ実験を出店した。
ある程度物理をかじった人にとっては、偏光とはつまらない、些細なものに感じるかもしれない。
しかし、実際には偏光という分野は充分に奥行きが広く、光のような横波にしかありえない面白い現象が含まれているのである。
記録のついでに細かい偏光実験の内容を箇条書きにしておく

・直線偏光とは? 偏光板を何枚か重ねる。
・偏光板の古典物理学的な(⇔量子論を用いない)仕組みの説明と偏光板を実際に作らせてみる
・反射光の偏光(ブリュースターの法則、偏光板サングラスの仕組み)、
 散乱光の変更(空の偏光、チンダル現象の偏光)
・液晶の偏光(電卓の偏光板を裏返す、PCの液晶の偏光)
・3D映像用のメガネ(直行した二偏光板)
・複屈折物質と楕円偏光
・光弾性
・1/2波長板による直線偏光の偏光面の回転
・1/4波長板による円偏光
などなど。

結局当日の出店では他にも一緒に代表選抜合宿に出た(S.TくんT.Tくん二人)の協力もあり、これだけのたくさんの実験の説明ができた。
ただ実験の数が多すぎて、説明が不完全になってしまったのが残念だった。
来年以降はもっとしっかりと説明の割り振りなどもしたいと思う。
今日は忙しいのでまた今晩か明日に続きを書きたいと思う。

2008.08.02 土曜日 [ Latest News, サイエンス]

物理チャレンジへ(岡山)

明日から全国の中学生高校生を対象とした物理のコンテスト、物理チャレンジが岡山で開催される。
昨年と一昨年は僕は高校生として参加したのだが、今年はOBとして、そして学生スタッフとして参加することになった。

僕は早生まれなので年が近い人とは1ヶ月強の差しかないが、それでもOBとして高校生を引っ張って行きたいと思う。
具体的にはチャレンジ中、班行動する上での班長をし、また2日目夜に開催されるフィジクスライブという行事で高校生に実験を見せたりする。
フィジクスライブは高校生が物理の興味の幅を広めたり、大学の先生や先輩と交流する、という目的がある。

僕が高校生で参加したとき、このフィジクスライブで物理により大きな興味をもち、沢山の知り合いを作れた。今度は僕らが高校生に実演する番だ。
プレッシャーは大きく、準備も大変(ちなみにまだ終わってない;)だが全力で頑張りたい。

僕は今日の夜行で物理チャレンジの開催地岡山に向かう。