参 考 文 献
　　1)平田邦男：物理教育, 25ー1 (1977) 17
　　2)八木一正：理化学協会研究紀要18巻(1986)21

(3)応用例
　1)水波の実験
　Ａ４大のアクリル水槽に水波を発生させます。水槽の下に白紙を敷き本装置で水波と同期させてやると、白紙の上で同期像が観察できます。結像の位置はＬＥＤ光を当てる角度により調節します。壁による反射波の影響は少ない。

図　水波の干渉（水槽の下の白紙に投影）

　2)弦の振動
　偏心モータと弦による定常波や、ギターの弦の定常波の観察などを行う。光量は弱いが部屋を暗室にすることで数十cm程度の距離の範囲なら観察できる。

　参 考 文 献
　　1)ＰＳＳＣ物理
　　2)藤岡・朝永・池本：物理実験辞典　621
　　3)中込八郎：物理教育, 21-1 (1973) 38
　　4)八木一正：日本理化学協会研究紀要,18巻(1986) 21
　　5)平田邦男：物理教育, 25ー1 (1977) 17

本システムの特徴

（１）インターフェースと付属のマイク、付属ソフト「音知」「風来絵観」を使うことで、パソコンと本セットだけで音の入出力の実験を行うことができます。
　　A. ＦＦＴ（倍音への分解）
　　B.サイン波の重ね合わせやマウスで描いて波形を合成し音としてスピーカから出力します
　　B. 波形の表示・ファイルへの保存　etc.
（２）インターフェースはプリンタ端子を利用しているため、PC9801系、富士通ＦＭＲ／FM-TOWNS系、ＤＯＳ／Ｖ系の３機種に使用できます。また、これら３機種用のソフトが付属しています。
（３）9801系、DOS/V系ではパソコンをリアルタイム表示のオシロスコープに変えるソフト「振駆郎」が付属します。
（４）アナログ入出力ポート、ディジタル入出力ポートを持っており、音の実験だけでなく、汎用の測定インターフェースとして利用できます。
　　(1)アナログ入力　　1ch　　ＤＣ：０〜５Ｖ、ＡＣ：±2.5Ｖ共にアンプ付き
　　(2)アナログ出力　　1ch　　０〜2.55Vおよび　スピーカーによる音声出力有
　　(3)ディジタル入力　1ch　　０または５Ｖの信号入力
　　(4)ディジタル出力　1ch　　０または５Ｖの信号出力
　　この他、拡張用にアナログ、およびディジタル入力端子（modular型）が1chずつあります。

応　用　編

Ａ．分析・合成ボードCASE-PRN01だけで実験ができるタイプ
　Ａ−１　音の実験
　　　付属マイクまたはライン入力を使って音の分析・合成実験を行う。
　　　　　　　　　　　　　・・・・・・使用ソフト「音　知」
　Ａ−２　パソコンをシンクロスコープに
　　　　　　　　　　　　　・・・・・・使用ソフト「振駆郎」
　Ａ−３　パソコンを電圧計に
　　　　　　　　　　　　　・・・・・・使用ソフト「振駆郎」
　Ａ−４　パソコンを発振器に
　　　　　　　　　　　　　・・・・・・使用ソフト「明　鳴」
　Ａ−５　パソコンをストップウォッチ／カウンタに
　　　　　　　　　　　　　・・・・・・使用ソフト「明　鳴」
　Ａ−６　マウスを距離センサにし運動解析
　　　　　　　　　　　　　・・・・・・使用ソフト「運　知」
　Ａ−７　パソコンを電圧の記録計に
　　　　　　　　　　　　　・・・・・・使用ソフト「振駆郎」
　Ａ−８　任意の電圧出力
　　　　　　　　　　　　　・・・・・・使用ソフト「明　鳴」


Ｂ．ミニプラグにセンサをつないで実験をするタイプ
　Ｂ−１　気圧の測定
　　クリスタルイアフォンを圧力センサとして使う。ラフな値は測定できる。耳用のプラグにチューブをつければ延長できる。
　　　　　　　　　　　　　・・・・・・使用ソフト「振駆郎」
　Ｂ−２　力・圧力の測定
　　圧電スピーカやダイナミックスピーカにフィルムケース等を両面テープで張り付けて、簡単な力センサにする。
　　　　　　　　　　　　　・・・・・・使用ソフト「振駆郎」
　Ｂ−３　誘導起電力
　　コイルの両端をＡＤ入力に入れて、磁石を落下させる。
　　　　　　　　　　　　　・・・・・・使用ソフト「振駆郎」
　Ｂ−４　コンデンサの充電・放電の実験
　　　　　　　　　　　　　・・・・・・使用ソフト「振駆郎」

　Ｂ−５　反発係数の実験
　　スーパーボールを落下させてマイクで衝突音を拾い、１回目の衝突と２回目の衝突、・・・・Ｎ回目の衝突の時間差から反発係数を求める。
　　　　　ｅ＝ｔ２／ｔ１＝ｔ３／ｔ２＝・・・・
　　　　　　　　　　　　　・・・・・・使用ソフト「音　知」
　Ｂ−６　音速の測定
　　２つのマイクを並列に接続し、音源の近くと観測者の近くに置き、時間差と距離から音速を求める。
　　　　　　　　　　　　　・・・・・・使用ソフト「振駆郎」
　Ｂ−７　照度
　　太陽電池を使って簡単な照度計にする。
　　　　　　　　　　　　　・・・・・・使用ソフト「振駆郎」
　Ｂ−８　赤外センサ 　　太陽電池（単結晶／多結晶シリコン型太陽電池）は赤外線にも反応する。（電卓のアモルファスシリコン型電池は不可）　これにテレビのリモコンからの赤外線や蛍光灯のパルスを向けると信号が観察できる。
　　　　　　　　　　　　　・・・・・・使用ソフト「振駆郎」
　Ｂ−９　光電スイッチ
　　太陽電池と懐中電灯等を使って比較的大きな光電スイッチを構成できる。時間差を読み取る。振子や速度の測定に使える。
　　　　　　　　　　　　　・・・・・・使用ソフト「音　知」
　Ｂ−１０　光による音の送出
　　ＬＥＤをディジタル出力につなぎ、音の波形をon/offの1bitデータで送る。
　　　　　　　　　　　　　・・・・・・使用ソフト「明　鳴」（対応予定）
　Ｂ−１１　外部機器の制御
　　　ＬＥＤやストロボ、リレー、炉の温度制御など
　　　　　　　　　　　　　・・・・・・未対応

Ｃ．モデュラー端子の+5V、または外部電源(5V程度)を用いた実験例

○モデュラー端子にはアナログまたはディジタル入力線（＋と−側の２本）の他に、外部センサ用として＋５Ｖとアース線が用意されている。これを使って、センサに電圧を与えることができる。
　またモジュラー端子の５Ｖを使わない場合は、外部から５Ｖ程度（単３電池３本）を供給することで、ミニプラグ入力を使用しても実験できる。
　Ｃ−１　温度
　　＋５Ｖ----サーミスタ----抵抗----０Ｖの順につなぎ、抵抗の両端をアナログ入力に入れる。サーミスタは温度によって抵抗値が変わるので、抵抗分圧によってこの変化を調べる。
　　　　　　　　　　　　　・・・・・・使用ソフト「音　知」
　Ｃ−２　光量
　　フォトトランジスタ東芝TPS601Aを使う。
　　＋５Ｖ------TPS601A------可変抵抗10Kオーム----０Ｖの順につなぎ、
　　　　　　　ｃ　　 ｅ
　　抵抗の両端をアナログ入力（モデュラー）に入れる。
　　　光量、照度、パルス波形などの観察に使う。また反射光を使うことにより、心拍や脈拍の測定、回転数計（回転体に縞模様のテープをつける）、距離センサ（運動体下に縞テープを付ける）などを時間と波形の関係から調べる。光量の応用では比色計や回折強度の測定なども考えられる。
　　　　　　　　　　　　　・・・・・・使用ソフト「振駆郎」（電圧値）
　　　　　　　　　　　　　・・・・・・使用ソフト「音　知」（時間差）
　Ｃ−３　光電スイッチ
　　フォトトランジスタ東芝TPS601Aを使う。
　　＋５Ｖ------TPS601A------可変抵抗10Kオーム----０Ｖの順につなぎ、
　　　　　　　ｃ　　　ｅ
　　抵抗の両端をディジタル入力（モデュラー）に入れる。光ONでディジタル入力が＋５Ｖになるよう、可変抵抗を調節する。光源にはペンライトや、アナログモジュラージャックからの＋５Ｖを使い
　　＋５Ｖ----赤外LED（例　東芝TLN101A）----120オーム----０Ｖの順につなぎ、
　　発光体にするとよい。赤外光の方が外乱似よる影響が少ない。
　　　例としては、振子の測定、速度の測定、回転数計、などがある。
　　　　　　　　　　　　　・・・・・・使用ソフト「時　割」
　　　　　　　　　　　　　・・・・・・使用ソフト「運　知」
　Ｃ−４　リードスイッチ
　　 リードスイッチは磁石の近接によりON/OFFされる。
　　＋５Ｖ----リードスイッチ----抵抗5Kオーム----０Ｖの順につなぎ、抵抗の両端をディジタル入力（モデュラー）に入れる。振子に磁石を付けて、振子の周期を測定する。
　　　　　　　　　　　　　・・・・・・使用ソフト「時　割」
　　　　　　　　　　　　　・・・・・・使用ソフト「運　知」
　Ｃ−５　波形合成
　　＋５Ｖ----可変抵抗10Kオーム----０Ｖの順につなぎ、
　　　　　　左　　中　　右
　　抵抗の中端子と右端子をアナログ入力（モデュラー）に入れる。つまみを動かすことで、任意の電圧、波形を合成し、パソコンに入力できる。
　　　　　　　　　　　　　・・・・・・使用ソフト「振駆郎」
　Ｃ−６　コンデンサの充電・放電
　　＋５Ｖ----抵抗----スイッチ----コンデンサ----０Ｖの順につなぎ、コンデンサの両端をアナログ入力（モジュラー）に入れる。グラフの面積より、流れた電気量がわかる。
　　　　　　　　　　　　　・・・・・・使用ソフト「運　知」
　Ｃ−７　光通信
　　Ｃ−３の光電スイッチと、発光ダイオードを使って２台のパソコン間で光通信を行う。光電スイッチはディジタル入力（モデュラー）へ、ＬＥＤは直接ディジタル出力端子へつなぐ。
　　　　　　　　　　　　　・・・・・・使用ソフト「明　鳴」送りだし側
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（ただし対応予定）
　　　　　　　　　　　　　・・・・・・使用ソフト「振駆郎」受け入れ側
　Ｃ−８　簡単な力センサ
　　２枚の２ｃｍ×２ｃｍのプリント基板の銅板側を向い合わせて、間に導電スポンジ（カーボンの入ったＩＣ用の黒いスポンジ）をサンドイッチにする。　２枚のプリント基板にはリード線を半田付けし、サンドイッチのまわりは、セロファンテープで軽く固定して力センサを作る。サンドイッチを押すと、抵抗値が小さくなる。これを利用する。
　　＋５Ｖ----力センサ----抵抗----０Ｖの順につなぎ、抵抗の両端をアナログ入力（モデュラー）につなぐ。ヒステリシスが若干あり、また速い現象には付いていけないが、ラフな力センサとして利用できる。
　　　　　　　　　　　　　・・・・・・使用ソフト「振駆郎」
　Ｃ−９　放射線の検知
　　ポケットガイガーカウンタキット（秋月電子通商：FAX03-3251-1779、4700円）の出力を改造して、パソコンをガイガーカウンタにする。キットのＥＸ出力に2SC1815のベースを、またコレクタはキットの電池の＋９Ｖへ、エミッタは10kオームの抵抗を介してアース（電池の０Ｖ）につなぐ。 　　エミッタとアースをディジタル入力端子につなぐ。
　　　　　　　　　　　　　・・・・・・使用ソフト「放　知」

付属の他のＣ.Ａ.Ｓ.Ｅ.測定用ソフトの紹介

　パソコンを使って簡単にできる生徒実験用ソフトで現在以下の物があります。ことわり書きの無いものはＮＥＣのPC9801用です。

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Ｄ　運動測定解析ソフト　「運　知(うんち)」　UNCHI.exe　
　ON/OFF を調べるセンサをパソコンにつなぎ、運動物体の通過した時間を測定し波形として表示します。 測定値から、時間と距離、速度、加速度のグラフを表示するソフトです。信号 ON/OFF型センサがなければマウス左ボタンで代用できます。データはテキストファイル型で保存します。ラフな測定の場合は、マウスそのものを距離センサにして、マウス自体の運動を解析することもできます。

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Ｅ　パソコン計時ソフト　「時　割(じわり)」　ZIWARI.exe
　ON/OFFを調べるセンサをパソコンにつないで時間を測定します。パソコンをストップウォッチとして利用するソフトです。
　　(1)ストップウォッチ　　：ラップタイム、振子の往復も可能
　　(2)あなたの反応時間は？：画面表示からキーを押すまでの時間を計る
　　(3)計数計、タイマー、メトロノーム

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Ｆ　放射線の実験ソフト　　「 放　知 (ほうち)」　HOUCHI.exe
　秋月のＧＭ管式放射線検知器キットの出力をマウスやプリンタ端子型インターフェースにつないで放射線を計測します。計数、表、グラフ、データの保存等を支援するソフトです。
　　(1)単純カウントモード　　：30秒間のカウントを数える
　　(2)B.G.測定モード
　　(3)連続測定モード　　　　：連続測定でグラフ化
　　(4)間欠測定モード　　　　：一定時間休んだ後、測定しグラフ化
　　(5)表・グラフ化、テキストファイルに保存

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Ｇ　共鳴実験プログラム　「 明　鳴 (めいめい)」　MEIMEI.exe
　　　パソコンを波形発生装置にします。
　　(1)方形波発振器：　　パソコンの内蔵スピーカで方形波(ビープ音)を発振。
　　　振動数は可変。パイプを使い共振点を探すことができます。(気柱共鳴)
　　(2)Function　Generator　：任意波形をＤＡ変換器を使って出力します。
　　(3)パソコンを鍵盤楽器に：　キーを押すとビープ音に音程をつけます。

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Ｈ　２現象用オシロソフト　「２　振（にしん）」　2SYN.exe
　２つのＡＤコンバータを制御することにより、２現象のオシロスコープを実現します。「振駆郎」の２現象版です。

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Ｃ.Ａ.Ｓ.Ｅ.ソフトの入手方法

　ソフトの必要な方は宛名と切手のついた返信用封筒とフロッピー２枚を下記まで送って下さい。
　また、これらのソフトはすべて、マリス「音の分析・合成ボード」CASE-PRN01に付属しています。


　　Ｃ.Ａ.Ｓ.Ｅ.は　「コンピュータを利用した簡単な実験」　
　　　　　 Computer Aided Simple Experiments　 の略です。

◎Ｃ.Ａ.Ｓ.Ｅ.測定用ソフト項目名
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Ａ　音の実験共通ソフト　　「 音　知 (おんち)」　　　　　
Ｂ　フーリェ変換＋音知支援　　「 風来絵観 (ふうりえかん)」　
Ｃ　電圧測定表示共通ソフト「 振 駆 郎 (しんくろう)」　　
Ｄ　運動測定解析ソフト　　「 運　知 (うんち)」　　　　　　
Ｅ　パソコン計時ソフト　　「 時　割 (じわり)」　　　　　
Ｆ　放射線の実験ソフト　　「 放　知 (ほうち)」　　　　　
Ｇ　共鳴実験プログラム　　「 明　鳴 (めいめい)」　　　　
Ｈ　２現象用オシロソフト　「 ２　振 (にしん)」　　　　　
■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■

　上記ソフトおよび本マニュアルの，教育目的の利用やコピーは自由とします．ただし、著作権は北村俊樹が保持します．