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双極モーターの回転運動に見られる長周期構造

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(1)双極モータ一の 回転運動に見られる 長周期構造 平島由美子 ". A I刀 ng Peho Ⅲc. 山本郁夫 ". ぬⅠe in Ⅲe Mo. S 廿 uc. o ど山e. 廿on. Bipol 打Ⅰ Motor. YumikoHI 軸sHIMAA*,IkuoY 蛆皿 ;MoTo** Abstract The bipoI旺 motor,consist ng ofape Ⅱ n ㎝lentma ニ. Ⅰeld,is 工. Ⅰ. a simple mechanicalinstrumentforthe. ⅠⅠ letrot アltingln 打losciIIa廿ng ma 妊. 里e Ⅰ. 十ニ. c. demons 比ation ofchaos and 丘equency. cki g}henomenon(n‖]onlinear‥eterministic《ystem In》his‖rticle『e〉eport》he ・. existence@of@a@long@period@@structure@in@the@motion,@the@most@interesting@phenomenon produced@by@our@model@of@a@bipolar@motor. 1. はじめに ニュ一トン力学系と 同じように決定論的方程式に 従うシステムでも ,極めて複雑で不規則な振 る舞いを示すことがあ る。 この挙動を「カオス 非線形項を含む 場合に起こる 現象であ. でみられる普遍的な 現象であ る。. 「. ヵ. を 受けて近年,単純な力学系に潜む. これまで我々は. (Chaos)」と呼ぶ。 「カオス」は , 系の方程式が. り,世の中のほとんどの系は非線形であ るため広く自然界. オス」は非常に 簡単な物理系においても 不可避であ り,これ. 複雑な振る舞い. る 実験的に調べる. 試みがなされている。. Ⅲ. "",. ,非線形力学系の運動にみられる 様々な特性を 演示する目的で ,双極モーター. を 試作しその動作特性を. 調べてきた。 その結果,簡単な装置であ るにもかかわらず ,非線形力学. 系の特徴であ るカオス的振舞いや 振動数ロッキンバ ことがわかった。 ・。 ,. equenWloc㎞ ng). (丘. といった現象が 現れる. " 。". 今回,装置の軸受け部を大幅に 改良することで 静的摩擦 力 を極力小さくすることが 可能となり. その結果,今まで以上に動作特性の 結果と数値計算に 26 解析の結果との 間に定量的な 一致が見 られた。 さらにその回転運動に 興味深い長周期的な 微細構造が観察できたので 合わせて報告する。. 2. 実験 双極モーターとは. ,一対のコイルを向き合わせた へルムホ ルツコイルの 中央に,固定軸のまわ. りに自由に回転できる 永久磁石を置いた 装置のことであ る。. ,半径45mm のロットに市販のエナメル 線を 350 回巻いたコイルを 一対向き合わせてへ んムホ ルツコイルとし 回転磁石としては 帝 土類ネオジム 磁石 (直径 15mm, 今回使用した 実験装置では. 厚さ 6mm,. 磁気モーメントノ. " 理科教育講座 "" 工学部知能物理工学科. ヰ. 0 855A.m2) ・. を用いた 0 ここまでは前回報告した 装置と全く同じ.

(2) 62. 平島由美子・ 山本郁夫. るが,今回,回転磁石の 軸受けを大幅に. であ. 改良した点が. もかからな い 市販の模型用ローラーベアリンバ. 静的な (速度に依存しない 図 1. ). 異なる。 今までは,工作が簡単で費用. 1 つる 磁石の下部に 取り付け使用していたので. ,. 摩擦の効果が 無視できない 結果となってしまった。 そのため仝回は ,. のようにネオジム 磁石を真 鏑製 の 枠. ( 直径. 22mm,. 本の先端が尖った 軸で挟んで自由に 回転できるように. 厚み 3.5mm). にはめ込み,それを上下 2. 改良した。 実際,軸を調節することにより. 磁石が弱い地球磁場に 反応して回転できる 程度に静的摩擦効果を 抑えることが 可能になった。. 回. 転 部分の慣性モーメントは , Ⅱ 5A4XW0Kgg.m2 であ る。 ヘルムホルツコイルに 流す電流は,正弦波発振器からの信号をバイポーラ 電源によって 電流僧 嘱 したものを用いた。 これによってコイルに 交流磁場が発生しその 振動数と振幅の 範囲に応じ て磁石の動きが 周期的あ るいはカオス 的になるのが. 一ル 素子. ( 旭化成. (株 ). 製 HW-300A). 観察できる。. 磁石の回転角 タの 測定には, ホ. を用いた。 ホール素子はコイル 面と垂直になるように 置. き, sinタに 比例する出力電圧を 得られるようにした。. ホール素子からの 出力電圧とコイルに 加. えた交流電圧は , ㌦ wPassFilter を通してから A/D 変換したものをパソコンに. FFT アナライザ (SIGNAS カノープス. (株 )). 取り込み, 2ch. でデータの解析を 行った。. ,アクリル板 イ. ヘルム ホル、ソ コ. 磁石. Ⅰ. レ. ル 素子. 図 1 ( ホール素子の. 装置の概略図. 実際の位置は 磁石の向こう 側であ る ). 3. 実験結果 測定は今までと 同様に,ヘルムホルソ コイル中を流れる 交流電流の振幅を 固定して振動数を 変 える方法でデータをとった。 測定範囲は,交流磁場の振動数が 0 ∼ 24Hz, 振幅は 0 4 ∼ 1.lgmT で ・. あ. る。. 3, 1 図2. カオス的振舞いと 振動数ロッキンバ 現象 は,交流磁場の振幅を 1.lgmT に固定して振動数んを 24Hz から下げていったときの 磁石の. 回転角の時間変化をあ らわしたものであ る。 (振動数 ん,の値は,表1 を参照のこと。) ここで, 横 軸は時間 f を交流磁場の 周期 乃" で 規格化してあ る。. @ ト|.

(3) 63. 双極モータ一の 回転運動に見られる 長周期構造. え た. と. ば, (a) 一 (d) では,交流磁場の. 振動数に同期して 周期的な動きをしていた 磁 右 が, (e) で. ヵ. (a). オス的な振舞いをするとうに. なるのがわかる。 そして (f) になると再び. (b. Ⅰ. 同期して周期的な 回転運動を始める。 このよ (c). うに回転磁石の 運動には,交流磁場の振動数 に 応、じて周期的,. ヵ. オス的な振舞いがあ. る振. (d). 動数幅 をもって現れることがわかる。 さらにここで 横軸に交流磁場の 変 ィヒ であ. る. (e). cos の f をとって,図2 と同じデータの 磁石の. 回転角の時間変化を 描いてみると Parameth 。. Plot図 3 が得られる。 これはひわ りる リサー、ジ. () f. 百 Ⅰ の Ⅰ. ュ図 と呼ばれるもので ,これによって回転磁. (Q). 石の運動が周期的であ るのかそれとも 非同期 的であ るのか,また同期している 場合,交流. (h. 磁場との振動数の 比はどうなっているのかが より一層はっきりと. 吾党. Ⅰ. み 取ることができる。 ) C. (e), (h), (j), (1). 図 3 において磁石は ,. では交流磁場に 同期しておらず 非周期的な運 動. なしており, (a), (d), ㈲. 場の振動数に 対してⅠ. :. 1, また (b), (c),. ㈲ , 及び (9), (k) では,各々 2. 0. 1/2),. 1 : 2. ). Ⅱ. では交流 磁. : 1. (k). (つ ま. の比で同期して 周期的な ) l. 運動をしていることがわかる。. (. このように,元々異なる固有振動数を 持つ 2. つの振動子が 影響しあ. ぅ. 0. 結果,完全にその. るいは引き込み. (什equency. locking), 同期. (en 廿㎡nment). 2. 3. 4. 図2. 磁石の回転角の 時間変化. あ. などと呼ばれ 自然界に広く 見られるものであ る。 ".". 有名なホイヘンスの 時計や蛍の集団発光,動物の生理リズムが 地球の自転周期であ に 等しくなるサーカディアンリズム. 等が何としてあ. 異なる振動子がお 互いに歩み寄って 同期する 響を受けずに 相手を引き込む. 5. Ⅱぽ. リズムが自発的に 揃ってしまう 現象は,振動 数 ロッキンバ. Ⅰ. げられる。. " 相互同期 ". この同期現象には. る. たとえば,. 24 時間周期. ,固有振動数の. と ,一方の周期現象が全く他方から. 影. " 強制同期 " とがあ るが,今回取り 上げた双極モーターは 後者の例. た. と 考えられる 0 ま. (d) が (e) の状態に移る 前には,. その後 4 : 1 の周期運動 48. : 1 の周期運動 づ. l の周期運動が. Ⅰ Ⅰ. 見られ,㈲の2 : 1 の周期運動は ,. オス的振舞いを 経て. (9) の状態へと変化. していった。 このような現象は ,カオス力学系に特徴的なもので ,周期倍 化として知られている。 次に同期している 場合の回転磁石の 応答の時間パターンをもう る. 少し詳しく調べた 結果を述べ. 。 それには応答をストロボ 的に観察する ,つまりある決まった時間間隔で 応答を観察する 方法.

(4) 巳. 平島由美子・. 表. Ⅰ. 図3. m. 本 郁夫. (a)∼㈲のん,「, F の値. ん 。 田め. F. 14.00. 0 0t7. E 0 , 24. (b). 11.70. 0 . 020. 0 35. (c). 11.40. 0 021. 0 37. (d). 10.00 5.72 4.06 3.82. 0 . 024. 0 48. 0 . 041 0 . 058. 1.46 2.90. 0 . 062. 3.27. (a). (e) )f (. (g). ・. ・. ・. ・. ・. (h). 2.79. 0 . 085. 6.13. (. ). 2.24. 0 106. 9.51. U). 2.13. 0 . 1 ⅠⅠ. 10.52. 1.62. 0 146. 1.38. 0 ・Ⅰ 7 Ⅰ. 18.19 25.06. (k) ) 7、 1. (d). (g). ・. ・. (b). (c). (e). (0. ). 作 Ⅰ. 磁石の回転運動のリサージュ. 図. ⅠⅠ. ||. 図3.

(5) 65. 双極モータ一の 回転運動に見られる 長周期構造. が 効果的であ る。 その方法とは ,ある決まった時間間隔でストロボを. 焚いて写真を 撮るように位. 相空間での運動の 軌跡を求めて 図にしたポアンカレ 断面 (Poincaresec 廿on) やリターンマップ (re杣 mmap) 図 4 (A). を作成することであ る。. (C). ∼. 各々 (b), (d), (9) のリターンマップを 示す。 これは,交流磁場の 1. に,. 周期間隔で回転磁石の sin タの 値を拾い上げ , sin タ,と sin ",の 関係をプロットしたもので sin ワ. タの 値が 1 周期後にどのように 写像されるかを 表したものであ る。. 2. 2. -. -. 2. 玉. 宙. ま. ⅠⅠ O 20. O2 0 ⅠⅠ. O2 申. ⅠⅠ. 4. イ. イ ム. ・2. 0. 2. 4. 4. -2. 0. 2. p4. 4. 目 n0n. (B) (d) の状態. (A) (b) の状態 図4. -2. 0 対 n6. %On. 2. 4. Ⅰ. (0) (9) の状態. リターンマップ。. 横軸に n 周期目の sin タ,をとり,縦軸に %+1 周期目の sin " をとる。 (b) の状態では,交流 ヲ. 1/2) の比で同期しているため ,外湯が 1 周期変化する 間に磁石 の回転運動は 半周期しか変化しない。 そのため, sin タの 値は 2 つの値を交互にとり 2 点のプロッ. 磁場に対して. ト. となる。. 磁石も また. 1. 2 : 1 ( つまり 1 :. (d) の状態では. 1 : 1. の引き込みモードで. 回転するため ,そのsin タの 値は常に. (9) の状態では. 1. 1. ,ちょうど外湯 が 1 周期変化する 間に回転. つの値を取ることになりプロットは 1 点となる。. :2 の引き込みモードで ,外湯が 1 周期変化する 間に磁石の運動は. 分変化する。 そのため (d) と同様に. 1. 点となるが,この場合は回転磁石の. 2. 2. 周期. 周期ごとのプロット. になっているのでその 違いに注意したい。 したがって,これを外湯の 1/2 周期間隔でプロットし ても 1. 点で変わらず. ,さらに1/4 周期間隔でプロットすれば 2 点となり. 1 : 2. で同期していること. が 確かめられる。 図5. は,回転磁石の運動の状態図であ る。 磁石の回転運動が ,交流磁場の振幅 B と振動数んに. 対して同期する 領域は白抜きで ,. ヵ. オス的振舞いを 見せる領域は 網掛けで描いてあ る。 図中の数. 字は,交流磁場の振動数に対する 回転磁石の運動の 振動数比を示している。 ここで図 5 (A). は,. 交流磁場の振動数を 24Hz から徐々に下げっていった 場合に得られた 状態図であ り,図5 (B). は,. 逆に振動数を OHz から徐々に上げていった 場合に得られた 状態図であ る。 これらの状態図から ,. 値は,振動数を小さくしていく 場合 (A) と 大きくしていく 場合 (B) で異なり,いわゆる履歴現象が見られることもわかる。. 運動のパターンが 移り変わるときの 交流磁場の振動数の.

(6) 66. 平島由美子・ m 本 郁夫. nⅠO Ⅰ.0. ⅠⅠ. 2. Ⅰ 三. Ⅰ 三 田. の. 05 ・. 0.0. O.O. O. 2. 4. 6. 8. 10. Ⅰ. 6. 0. 2. Ⅰ. O. Ⅰ. 2. foeⅠ (HZ). f㏄ [Hz). (A). 8. (B) よ, 。 を増加させる 場合. 尤" を 減じる場合. 図5. 状態図. 3. 2 長周期的微細構造 次に交流磁場の 笏周期間隔で 拾い上げた回転磁石の. sin g の値が, どのように変化して い. リターンマップを 見ていくことにする。 横軸に % 周期目の sin<g" をとり,縦軸にn+ 佛. 3, 4, ") 周期目の sin. タ. く. (勿 ,1,. か 2,. 肪をとる。. (A), (B) は , 各々 (b), (d) の状態での 佛 周期後のリターンマップを 描いたものであ る 。 (b) の状態では 1 : 1/2 の引き込みモードで ,交流磁場が2 周期変化すると 回転磁石の運動 図6. は 1 周期分変化する。 つまり交流磁場が. れ. +2 周期目になったとき smn6". の 値は元に戻って smn<P,. に 等しくなり,交流磁場が 移 +3 周期目になると sin 丘 邨の値は sin タ ", に 等しくなる。 よってプロ 、ソト. は 2 周期ごとに 2 点の配置が交互に 変化することになる。. (d) の場合は 1 : 1 で同期している. ため,交流磁場と回転磁石の運動の 振動数は一致している。 このため交流磁場が プロットは. 1. 移. +1 周期目になる sin. タ. ", の 値で元に戻って sin ヲ,に等しくなる。 よって. 点で変化がないことになる。. ところが, (d) の 1 点に見えるプロットを 拡大して描いてみると 図 造を持つことが 今回はじめて. 観察された。. 図6. (B) では,. 1. 7. となり,さらに微細な構. 点に見えていたプロットだが. ,拡大. してみるとさらに 小さ な 11 点から構成されていることがわかる。 これは次のように 考えると 説. 明がっく。.

(7) 67. 双極モータ一の 回転運動に見られる 長周期構造. 4. 4. の 亡 の. 2. O. 2. r+ 文. Ⅰ● 亡. O. の 亡. -2. 0. ・. 2. イ. イ. -4. -2. 0 s. 2. -2. 4. 4. 2. 4. 2. 4. 2. 4. $n@on. On. Ⅰ. 0. 4. 4. 2 0. 2 0. ヮあ Ⅰ. の. の. Ⅰ ろ せ. -2. -2. 4. 4. イ. -2. 0. 2. -4. 4. -2. Sln田. sln 缶 4. 4. 2 O. 2 0. の. 0. であⅠ. であⅠ. -2. -2. -4. 4 -4. -2. 0. 2. -2. 4. 4. ・. 0 s ㎞Ⅰ. s ㎞田. (A). 0. (b) の状態 図 6 仰 周期後のリターンマップ. (B) (佛 ,1,. (d) の状態 2, 3). 交流磁場のⅠ周期ごとに 取り上げた sin 斤の値は一定の 値をとるのではなく あ. ,微妙な違い では. るが明らかに 11 周期ごとに変化している。 そのため 11 点のプロットとなっている。 そして,. 交流磁場が 11 周期目になると , sin ", の 値は元に戻って smn タ " に等しくなり ,リターンマップ サ. 並ぶことになる。 つまり (d) の k 態では,交流磁場の振動数に対して 回転 磁石の運動の 振動数が 1 : 1 の比で同期して 滑らかに回転しているように 見えるが, 1 周期の間 上の nl 点は一直線に に 回転磁石が進む. 刀. 回転角度が微妙に 違っていると 考えられる。 27r 付近に Hl 通りの値があ り,. そ. る。 交流磁場の周期間隔でとった Sin の値の変化をバラフにしたのが ,図8 であ る。 これを見る. れが順番に規則正しく 皿 周期で変動すると 考えられるのであ ヲ. と, sin ウの 値が小さな変化ではあ るが明らかに 規則的に Hl 周期で変動していることがわかる。. Hl周期という長周期的な. つまり 1 : 1 の引き込みモードと 考えられていたものが ,実は. っのであ る。. 構造を持.

(8) 68. 平島由美子・ 山本郁夫. ・. ,黄. ・Ⅱ t‥@. か. ‥. 持ヰ. ", 韓" ・ ・. ・. ぉ. 3.36. 3.38. 3.40. 3.42. 3.44. 磯Ⅰ ,".@ "'.:".""@ な", ヨ. :. 伺臆 ・. ,お. ㌧壱 Ⅰ市. P : 宕俺. Ⅰ. 偲佗 ㏄㏄㏄. "" f@.... せ宵 ふ ・が・ フトワ よん*" ソ. 運ゑ. 手隠. 3.36. ・. 3.38. 3.40. %r構 n. 佃伯 ㏄㏄㏄. ,盟納む. れ,印. 抵呼 ・. Ⅰ 幸吏との. 趙": ",ぉ出午 で, ". 偲 3. 42. 吏. rr+よ Pの. @ 丑申. % 五 や八. 3.42. ・. ;. ま 華表,. 患ハ. 笘. 3.の. 宙鱗: 2 4・. 偲 3.. 7. 9. ㏄. 1. |. (d) の状態での smn みの時間変化. ⅡⅠ Ⅰ1 ・. ㏄. ク Ⅰク. 図 大 拡. フ ツ マ ン. 1.1. 3.3. 偲 タ. 3 6. 3.. 2 4,. S. の. 状. 軋. 3. d. 7. 図. ・㌍. 3.36. 3.36. 25. 8. 3. ら八. 韓目. 3.偲. 3.㌍. 図. ㏄ 3. % 商. 6. 3.3. 3. 偲 4 ,2. ㏄ 3. 檎 sl. 3. ㏄. 3. ㏄. 6 ・ 3 偲佗の ㏄㏄ 3. や売たの. 寸. 却. 3,44. 目㎡ 転. 時. ・・・・・. 3.42.

(9) 69. 双極モータ一の 回転運動に見られる 長周期構造. 実験結果を把握するために Hl 周期のリターンマップのモデル めのドット. で示したのは , 各 点の誤差. (● 形 ). と 確かに実験結果に. ( ばらつき ). 図 9 を作成してみた。 各 点を大き. を考えてのことであ る。 これを見る. Hl 周期の長周期構造が 存在する 26 であ る。. 苦. め. ⅠⅠ㌧. / 十. 仁田. の. オ,考. Ⅰ" 宙 十 Ⅰ. め. 卸㎡ 下. 駅㎡ 茄. 千卜 Ⅰ. 邱 亡. 十七. ◆屈の. め. の. Ⅸ. おⅡ㎞. 鱗 茄. り 十白宙. め. 古色. め. S 図. 9. ㎡茄. 造が ,. Sinon. (d) の状態でのリターンマップモデル 図. この興味深い 長周期的微細構造は ,. ダ (爪音,. 3, 5, 7, 9, 11). (d) の状態においては 他にも Hl 周期になる前に 12 周期 構. 11 周期の後に 2 周期構造と 1 周期構造のものも 見ることができた。 ただし 2 周期の場合. はその順番に 規則性があ る場合とない 場合とがあ った。 また,このような長周期構造の 見られる 振動数範囲は , 12 周期, Hl 周期構造はごく 狭い範囲に限られているのに. 対して,. 2. 構造は比較的広い 範囲で観察された。 この結果から , m2 周期, 11 周期構造に比べて 構造の方が起こりやすいということがわかる。 これは引き込みのパターンの. 周期, 1 周期 2. 周期,1 周期. 特徴に , 「ファーリ. 一の 樹 (F打ey 比ee) 」の関係が成り 立っていることを 示すのかもしれない。 " ファーリ一の 樹の.

(10) 70. 平島由美子・ m 本 郁夫. 中では,上に位置する引き 込みのモード 方が起こりやすいため ,今の場合12 周期構造 + Ⅱ周期 構造 +2 周期構造 づ 1 周期構造の順に 起こりやすくなっており ,さらにその勢力範囲も大きくな っていくといく 特徴があ ると考えられる。 引き込みの振動数比の 勢力範囲をグラフにすると 階段. ,これがよく知られている「悪魔の 階段 (deⅦ,ss 仮 rcase) 」であ る。. のように変化しており. 興味深い長周期的微細構造は 観察された。 たとえば, (a) の状態では,. た 他の状態においてもこの. 8 周期構造,. 7. ま. 周期構造が観察された。. 4. 数値 解 との比較 4,. 「. 運動方程式. 交流磁場 ムcos 田中で回転する 磁石の回転角 タが 従う運動方程式は ,. 70+ e+ ア. みsmn0cos の/. 円. ヰ. 0 ,. (Ⅰ ). となる。 1'" ここでⅠは磁石を 含む回転部分の 慣性モーメント , パは 回転磁石の磁気双極子 モ一 メント, B とのはそれぞれ 交流磁場の振幅と ため減衰は速度に 比例する摩擦に. よ. 角 振動数を表す。. また. ァ. は減衰係数を 表し簡単の. るものと仮定する。 ここで (1) 式を無次元化するために ,. 1/ のを時間単位にとり. ,ダヰ与,. (2). 0@+@re@+@FS℡ 0@cos@/@=@0@ ,. (3). Ⅱヰコ 二. wf. の Ⅰ. とおくと,. が 得られる。. 4. 2. 数値計算によるリサージュ 図. 式 (3) は, sin6 の項があ るために非線形の 2 次微分方程式となっている。. ここでは数式処理. ソフト Ma 伍 ematIca を使用して数値計算しその 振舞いを調べた。 数値計算の結果も 実験結果と同. 様にパラメーターを 連続的に変化させることにより ,周期的な振舞いとカオス的振舞いが交互に. 10 に,数値計算によるリサージュ図を示す。 r の値は実験結果の 図 3 に対応するパラメーター r の 値 (表 1) と全く同じ値であ る。 ここで r の値を見積もるために 減. あ. る幅をもって 現れた。. 図. 衰 係数 ァの 大きさを知る 必要があ るが,これは低 い 振動数で回転させ ,そこに現れる回転の減衰 から ァ乃 ,1.49s-Iと見積もった。 これらの数値 解 と実験結果との の 値 (表. 1). 上ヒ. と比較するとⅠの 値は. 較を次に述べる。 実験結果の図. (d) においては完全に. 3. に 対 G するパラメーター F. 一致しており. ,一番かけ離れた値とな. った (k) においても約 1.4倍程度の違いで 数値計算は実験結果と 半定量的に一致することが 分か った。 また,今までの回転部分の軸受けにローラーベアリンバ. 一つを用いていた 装置では, F の. 大きな領域で 速度に比例しない 静的摩擦効果が 無視できず,その影響が主に回転運動の 時間的な 遅れとして現れ. ,そこに数値計算との不一致が見られる 結果となっていた。 しかし今回の 軸受. け 部を大幅に改良した. 装置においては ,静的摩擦力を極力小さくすることが 可能となり ダ の大き. な領域でもリサージュ 図の形の一致が. 良く. , 今まで以上に 動作特性の実験結果と 数値計算による.

(11) 71. 双極モータ一の 回転運動に見られる 長周期構造. (d)F>0.48. Ⅰ. 解析の結果との 間に定量的な 一致が見られた。. fⅠ Fく 3.7 Ⅰ. 5. まとめ 非線形力学系の 運動を演示する 目的で,双極 モーターを組み 立てその動作特性を 調べてきた。 今回新たに軸受けを 改良したことで ,今までは (g)F-4.5. 上に理論と定量的に 一致する実験結果を 得るこ. ㈹F ヰ 2.9 Ⅰ. とができた。 また,今まで観察できなかった き 込みモードでの. 引. 興味深い長周期的微細構造を. 見ることができた。. (1) 双極モータ. 今後はこれまで 無視してきた 一 が完全な双極子でな い こと,. (k)F-Z6.0. (2) ヘルムホル. ッ コイルの作る 磁場が完全に 均一でないこと ,. (3) 地球磁場の影響があ ること等も考慮しこ れらの影響がどれほど 効いてくるのかも 実験に よって確かめてみたい。 また,長周期構造につ い てさらに詳細に 調べ,理論的にも 考察してい 図 0 Ⅰ. 数値計算によるリサージュ. 図. く. 必要があ ると考えている。. 参考文献 [ ] Ⅰ. T 花をみtタ o 接グ勿0 o だA Sa佛ク. M.J.Balllco and M .L.Sawley: c 几 005. .J,phys.58 1990. [2J K.Yoshikawa,N.oyama,M.Sho ヵ篠壊佛 icalsが 屋笏. Ⅰ. Ⅱ. [5]. and S.N ka ぬ : "USSe0Ⅰ asah ゴ. :Rh ノ坊ぴ切S カクれ竹㏄ れ0 れ , Ⅰれガ0% ナ切り西笏. [4] I.Ymamoto,Y.Hirashima. ピ. Ⅰを. 6%0. れ. S%Ⅰめ れ0 れ 0Ⅰ は % Ⅰ 笏 せ. Ⅰ. 棚. t5 zc ナ. 58.. [3] P.Berge,Y.Pomeau and C.Wdal: 在吐. サ. 「カオスの中の. せれ. 竹. eosctAA4%0. Ⅰ. 俺. aSt 笏タ加乃 o 移 h れしのⅠ. f" Am.J.Phys.59 (1991). Ⅰ. 37.. 秩序」産業図書, (1992). ㎝ d M.K ぬgawa: "S 佛タ せ虜Ⅰ 笏 0 ク4S%㌃Ⅰ tWo00/ cJ し aos a 竹 d pJ hase ocん Ⅰ. Ⅰ. 了. チ. し. Ⅰ. Ⅰ 正ヶ. 9. 仮 using abtPola ァ笏oto グ,㌔ i.Rep.YokohmlaNat.Univ.Sect.1.44. (1997). 山本郁夫 : 「双極モータ 一によるカオスと 周波数ロッキンバの. 実験」,物理教育 45 (1997). 320. [6] 蔵 本由紀 : 「同期と非同期」,数理科学. N0.408 (1997). [7] P.Bak : 「悪魔の階段」,パリティ 2-8 (1987) 2. [8] 吉川研一 : 「非線形科学」学会出版センタⅠ (1992). 5. 79..

(12)

図 4  (A)  〜  (C)  に  ,  各々  (b),  (d),  (9)  のリターンマップを  示す。 これは,交流磁場の  1 

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