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図42;正面衝突2一ピーク位置,波高値,回路定数
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図43:正面衝突3..ピーク位置,波高値,回路定数:
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図44:正面衝突4ピーク位置,波高値,回路定数
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5 結論
本研究の結論を以下に箇条書きでしめす.
●微少振幅波
◇分散関係は線形の波動の分散関係式(25)ξ一致した.
◇減衰率,整合する終端抵抗は分布定数回路の理as [3]と一致した.
●ソリトンの発生
◇入力波形の1ソリトン解からのずれにより,複数のソリトンが発生したり,ソ リトン以外の微少振幅波(七aiDが発生する.
◇分散の効果と非線形の効果のバランスで入力波形がソリトンやtailを形成する過 程を示した.
◇同数のソリトンを発生するような入力波形の波高値と振幅の関係は,1ソリト ン解の波高値と振幅の関係と同じ依存関係にある.
●1ソリトン
◇各格子点でのソリトンの形と速度は1ソリトン解を満足する.
◇回路の損失によりソリトンの減衰が起こるが,その減衰率は線形の場合とは異 なったもめになる.
◇戸田格子の条件からのずれにより,波高値によって回路定数が変動する.
◇戸田格子からのずれと減衰により,観測した全区間を同一のパラメータの1ソ リトン解で表すことは出来なくなる.
●2ソリトンの正面衝突
◇非線形な相互作用をするにも関わらず,相互作用後に相互作用前と同じソリト ンが現れるソリトン特有の現象が観測された.
◇非線形な相互作用によって衝突中の波高値が元のソリトンの和よりも大きくな り衝突後に軌道がずれる.
◇波高値は理論値よりも更に高い波高値が観測されたが,今回の研究ではその理 由を特定することは出来なかった.
◇軌道のずれについては,減衰の影響により2ソリトン解近似のパラメータが変 化してしまい,理論値:を計算することができないため定量的な評価をすること はできなかったが,定性的には2ソリトン解で示されるずれを観測できた.
●2ソリトンの追い越し衝突
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◇二つのピークはひとつに重ならないにも関わらず,非線形な相互作用によって 波高値の増減が起こり最終的には波高値が入れ替わり追い越しが起こる.
◇相互作用時の波高値の増減は,2ソリトン解の増減と一致した.
◇衝突による位相のずれは2ソリトン解と定量的にも一致するものであった、
・相互作用
◇相互作用中の2ソリトン解は複雑な形で表すしかないにも関わらず,実験デー タは1ソリトン解の和でよく近似できる.このことは(回路定数が決まれば1 ソリトン解の独立なパラメータはひとつであるが)相互作用中の2ソリトン解 が,位相の差に依存するパラメータを持った1ソリトン解の和で表せる可能性 を示している.
・反省
◇使用した可変容量ダイオー一・ドは逆電圧に依存して容量が指数関数的に減少する ものである.戸田格子を満足するためにはこれが双曲線にならなければならな い.もし可変容量ダイオードに直列抵抗がなければ,適当なキャパシタを並列 に接続し容量を底上げすることによって,かなりよく双曲線に近づけることが 出来る.しかし直列抵抗により計算通りにはいかなかった.
◇2ソリトンを発生させる場合,二つの入力信号の時間差をシンクロスコープの 読みで行うしかなく,衝突時間の短い正面衝突の場合には時間差を細かくとる ことができず,測定点を固定した測定が出来なかった.
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謝辞
本研究を進めるにあたって,実験の立案,実行,解析等の全ての面にわたり終始熱心に 指導をいただきました佐藤 光教授に心から感謝いたします.非線形波動について全く無 知であった私にその複雑で興味深い世界を紹介して下さり,修士論文を書き上げるまで導
くのは大変なご苦労であったとことと思います.
また,石原 諭先生には電気回路について初歩的な質闘にも関わらず親身に助言をいた だきました.白木原康雄助教授には行き詰まって悩んでいるときに新鮮な刺激と啓示を与 えていただきました.お二人に深く感謝いたします.
物理学研究室のみなさんには公私ともにお世話になり快適な2年間を過ごすことが出来 ました.深く感謝します.特に,ともにソリトンについて研究した本田義弘氏にはお世話 になりました.本田氏と論じ合い励まし合うことができたおかげで,ここまで研究を進め ることが出来ました.
最後に,今回の研究の機会を与えていただいた鳥取県教育委員会と勤務校である鳥取県 境高等学校の深田訓正校長ならびに職員の皆様に深く感謝いたします.
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