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2009年6月14日 (日)

第21話、”小波が指向特性に出現”(実験計画法の紹介)"Wave-oriented characteristics appears in" (introduction to design of experiments)

 "弦巻(つるまき)バネ"の絵を頭に思い描いて下さい。 そうですね、長さは5cm位で、外径は15mmφ程度、素線の太さは3mmφとしましょう、ターン数は20巻き位。
 描けましたか?
 あなたは絵心をお持ちのはずなので、きっとその絵は、斜めから見た"弦巻バネ"の絵を描いておられるはずですね。それが、標準的なフィラメント光源を、10倍に拡大してみたときの"絵"です。
 (Coiled) spring "of the picture Please mind to head. Well, about 5 cm in length, the diameter is 15 mm, diameter about 20 winding number of ranks and the wire thickness is 3 mm. diameter.  Now been drawn? You mind drawing should have, so surely the picture seen from diagonal "coiled spring" of it should draw a picture. It is a "picture" when it tried expand 10 times standard filament light sources.
 両端に電圧を加えて、電流を流してみましょう。少し"赤み"が出て来ました。ジュール熱が発生してコイルが温まって来たのですね。 もう少し電圧を上げてみましょう。フィラメントが白熱して白く輝いて来ました。(だから"白熱電球"と呼ばれます)。
 Add the voltage at the ends and let it sink current. "Red" came out a little bit. It is the Joule heat is produced, came to warm up the coil. Let's raise the voltage a bit more. The incandescent filament, came shining white. (So called "incandescent").

 

20ターンの全体が同じように白いですか? 違いますね。両端の1~2ターンが赤いままです。両端を除いた内部のターンは、隣接するターンからの放射熱を受けるので、より高温になるのです。でも、全体としては、ほぼ均一な温度で、円柱形に見えますので、前回(第20話)で、「円柱光源」という言葉を引き出したのでした。
 もう少し近づいて、今度はコイルの外表面と内表面の色の違いを観察してみましょう。 内表面の方が白っぽく(明るく)、外表面の方は少し赤み をもっているように見えませんか?
 Just like the whole of the 20-turn white? That's wrong isn't it. Ends 1-2 turns red as it is. Exclusive inside turn the radiant heat from the adjacent turn, because more heat is going to.  But the nearly uniform temperature as a whole, so it looks circular, last (episode 20) drew the cylindrical light source that says so.
 Little bit closer, now out of the coil surface and inside let's observe the colour of the surface. In the (bright), the white surface of the outside surface of the doesn't have a little redness or?
 事実、内表面の方が高温になっているのです。外表面から発散された光は周囲に飛び去って行くだけですが、内表面から発散された光の一部は、"パルテノン神殿の柱列"のように 向かい側に林立する"フィラメント素線"に吸収されるので、その分だけ、内側の温度が高くなっているのです。
 In fact, in that turned the surface of the high temperature is. Not just flies around the light that emanates from the surface, but in is part of the light that emanates from the surface is absorbed into the pavement on the opposite side as "the columns of the Parthenon", "filament strands", so that only the higher inner temperature.
 表面温度の話はその位にして、今度は今見ている角度 を、少しだけ変えて見て下さい。向こう側に林立する柱列(素線)が、こちら側の素線の背後で見えたり見えなくなったりしますね。この影響が、指向特性に現れない訳はありません。どの程度かというと、その方向への出力の±10%程度の影響が出て来ます。
 Story of surface temperature please look at changing angle as much and I now look at, just a little bit. Columns (wire) to stand on the other side, but this looks behind the scenes of the side and disappear altogether. This effect does not appear in the directional characteristics of translation. Say how much output to that direction ± comes to about 10 percent of.
 見る角度をもっと"きつく"して、40°⇒ 50°⇒ 60°位の方向から見てみて下さい。"手前に並ぶ柱列"の隙間がどんどん狭くなって、ついには、"奥に並ぶ柱列"(:内表面)が、見えなくなってしまいましたね。
 Viewing angle to more "tightly", 40 °⇒ 50 °⇒ please look in the 60 ° direction. "Front line" of clearance is getting smaller and smaller, finally "columns line up in the back" (: in surface) but it disappeared.
 コイルを真横(:赤道面)付近から見た時が、最も"小波の振幅"(:奥に並ぶ柱列の見える面積比率)が大きくて、北極(南極)に近づくにつれて、"小波"は段々と振幅が小さくなっていきます。
 注意深く観測される方には、振幅ばかりでなく、ピッチも段々と狭くなっていく様子が観測できるはずです。これは、"特殊減衰振動"です。音楽でそれを表現すると、
 Coil up the side (: equatorial plane) when seen from the vicinity of the most "wave amplitude" (: visible columns line up in the back of the area ratio) closer to the North Pole (Antarctica), big "wave" gradually and amplitude lessens. Should be carefully observed how not only the amplitude but the pitch also gradually narrowing can be observed. This is a "special damping vibration". Expresses it with music and notes were found fire shabelet
ファソラシドれみふぁ・・Do, Re, Mi, Fa, So, La, Shi, do, re, mi, fa, , , ,(will increase frequency amplitude decreases with puns (pun intended) expression)
(振幅が小さくなると共に、振動数が大きくなっていくという駄洒落(だじゃれ)表現 )
 最後に、長さや外形はそのままで、素線の太さやターン数を変えて、想像してみて下さい。《 内表面の見え方が違って来たでしょう?》
 このような微妙な変化を上手に捕えて、初めて、『正確  役に立つ配光シミュレーション』が、出来上がってくるのです。 上手に現象を捕えるためには、あなたは何をしますか? 実測して見るでしょう?
 Finally, the length and outline change wire thickness and number of turns, and imagine. "In will differ in appearance of the surface came?" to capture such subtle changes, for the first time, "exactly useful as lighting simulation ' that is spontaneously. To capture the phenomenon well, what will you do? Watch measured?
 でも、闇雲(やみくも)に測定を繰り返したのでは、"まとまりがつかなく"なりかねません。また、測定に用いたランプ個々のばらつきも、測定データを大きく狂わせてしまい、何が何だか分からなくなってしまう事も、しばしば起こります。
こんな時に役立つ方法が、実験を計画する方法、即ち「実験計画法」なのです。
 やり方のポイントや計画するときの注意点など、詳しい説明は別の機会に譲るとして、今日は、"出来るだけ少ないサンプルで、実験を合理的に進めるための計画立案法が、実験計画法"なのだという事、『そんな方法が、様々な研究の過程で 用いられているらしい』という事を覚えておいて下さるなら幸いです。
Hiro. Oyama
 However, with repeated measurements at random, "out group" can be. Also, may have somehow lost from lamp individual variability measurement and measurement data to larger crazy it happens often.  It is how to plan a test how to help during this, namely "design of experiments". Way points when planning considerations, detailed explanation on another occasion and then, today, "method to reasonably perform the experiments as much as possible in the small number of samples are experimental planning method" of said thing, "during the course of the way various studies Has been used seems to be. "" Please keep in mind that if you are happy. 2018 7/22 Hiro. Oyama

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