光の速度を測るには?
2007-01-16 19:44:05 (17 years ago)
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秋葉原の秋月電子で半導体レーザーユニットを売っていました。450円です。
電源は3V、40mAですので、電池駆動ができます。
点滅するレーザーポインターにしてみようと、ストロボライトと同じPICの12F675で駆動してみます。レーザーの駆動電流が40mA必要で、PICのGPIOは1端子から25mAしかとれませんので、安全をみて4端子をつないで使います。またPICトータルで125mA以下という制限は満足できます。
ソフトは前のストロボライトと同じです。ADコンバータでボリュームの値を読み取り、それに応じた発光停止時間をつくっています。発光時間は10mS固定です。
バラックで組み立てをしてみて、これで光の速度を測定できるのではないかと思いつきました。
点滅するレーザー光をフォトトランジスタで受けて、その遅れ時間をオシロで測れば、レーザとフォトトランジスタの距離から光の速度を計算できます。
光の速度は30万km/秒ですから、100mの距離を0.333マイクロ秒かかることになります。
俺の持っているオシロスコープの水平掃引は最大0.2マイクロ秒/DIVですので、なんとか判るかもしれません。
と、ちょっとドキドキしてやってみたのですが、全く駄目でした。
まず、レーザー光の分散角がそのままでは結構あり、10m位でスポットが大きくなってしまいます。光のエネルギーが小さくなって手持ちのフォトトランジスタでは検出できません。100mの距離を稼ぐには、もっとスポット径を絞れる光学系と、パワーのあるレーザーと感度の高いフォトトランジスタが必要そうです。
もうひとつ、測定器のオシロスコープの問題です。水平掃引は最大0.2マイクロ秒/DIVできるのですが、そうすると輝線が非常に薄くなって殆ど見えません。まあ、帯域幅が10MHzですからねぇ。
もっと、帯域幅の広いオシロスコープが必要のようです。
光学系を安価にするには高価な測定器が、安価な測定器を使うには高価な光学系が必要なのですね。
安価な光学系と安価な測定器では駄目か。。。。。
残念!!
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