実験系遠隔教育を可能とするコンパクトで扱いが容易な光学実験教材の開発

开发紧凑、易于操作的光学实验教材，实现实验远程教育

• 批准号: 21K02916
• 负责人: 馬場 一隆
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Sendai National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K02916/
• 关键词: 光素子; 光システム; 光学実験教材; 遠隔授業; 実験キット; 光計測; 偏光; 複屈折; 実験・実習

本研究の目的は，ブロック状光素子を用いて，自宅等においても中等・高等教育機関の実験室等で行われるのと同等の実験・実習教育を受講することができる遠隔教育に利用可能な光学実験教材を開発することにある。令和３年度は，遠隔教育のため自宅等で用いられることを念頭に，素子の表面保護のための方策について重点的に検討を行った。多くの光学素子は，光が通る面を指で直接触れたりして指紋がついたりすると特性が劣化するものも多く，教員等の直接監督下から離れて使用させるには，なんらかの方法で表面を保護する必要がある。このため樹脂板等を用いた脱着可能な保護カバーの開発を行ったが，薄い樹脂板には製造工程の中で複屈折を持つものも多いので，同一ロッドの材料から切り出されたシートの光学軸がお互いに直交するように組み合わせることで，複屈折を相殺して測定時に保護シートの影響が出ないようにすることに成功した。また，素子の強靭化の検討にも着手し，ブロック玩具の土台の上に実権系を構築できるようにして，安定な測定ができるようにした。令和４度は、昨年度の成果を基に，特に素子の固定法について改善を進めた。ベースとなるブロック玩具について，ツメの細かい小型のものを採用して，素子の位置や高さをより細かく調整できるようにするとともに，素子をより密に配置できるようにして，測定系を小型化した。ただ，実験のために素子を固定した際の強度は十分なものが試作できたが、逆に固すぎて取りはずしが容易でない素子もあるため，今後の改善が必要である。令和３年度に原理を確認した無偏光保護シートについては，装着法について試作と改善を繰り返しているところである。また，実験系の構成について，６０°の光の入射角が必要だった液体の糖度測定システムについて，ブロック玩具のベースでも実現できるよう鏡を挿入する方式を開発して，良好な結果を得ている。

The purpose of this study is to explore the use of optical elements in remote education, such as home education, middle school education, higher education institutions, etc. In the third year of the order, the remote education and the use of the idea, the surface protection of the child and the method of the key discussion Many optical elements are used under the direct supervision of teachers, etc. It is necessary to protect the surface of the optical element by direct contact with the surface of the optical element. The resin plate and the like can be separated from each other in the process of development, and the thin resin plate can be separated from each other in the process of production engineering. The optical axis of the same resin plate can be separated from each other in the process of combination, and the protection effect can be successfully determined in the process of determination. In addition, the research on the strengthening of the elements has begun, and the construction of the upper system of the toy has been carried out. The fourth year of the year, the results of the previous year, especially the improvement of the fixed method of the element. In addition, the position of the element is adjusted carefully, and the element is arranged densely. The measurement system is miniaturized. It is necessary to improve in the future. In the third year, the principle of polarization protection was confirmed. In addition, the composition of the system was optimized. The angle of incidence of light of 60° was necessary for the determination of the sugar content of the liquid. The method of lens penetration was developed and good results were obtained.