光通信に挑戦！ 光は情報をどのように伝えるのか？ 国立沼津工業高等専門学校 教養科　物理教室.

Presentation on theme: "光通信に挑戦！ 光は情報をどのように伝えるのか？ 国立沼津工業高等専門学校 教養科　物理教室."— Presentation transcript:

1 光通信に挑戦！ 光は情報をどのように伝えるのか？ 国立沼津工業高等専門学校 教養科　物理教室

2 音（情報）を伝えるには・・・ 音は 空気の振動（波）として伝わっている。 よこ波 たて波 電磁波や光なども同じ仕組みで伝わっていく。

3 簡単な方法：糸電話 紙コップ　と　糸　だけを用いる　 音 膜、糸の波（振動） 糸を光にかえるとどうなるか？

4 光電話 ・紙コップの底をくりぬく。 ・ラップで紙コップの底をおおう。 ラップの真ん中付近に２cm四方程度のアルミ
＜作り方＞ ・紙コップの底をくりぬく。 ・ラップで紙コップの底をおおう。 　　ラップの真ん中付近に２cm四方程度のアルミ 　　ホイル（または薄い鏡）を貼り付けておく。 太陽電池 スピーカー 光源（懐中電灯）

5 普通の光とレーザー光の違い 電灯の光 レーザー光 四方に広がる 一箇所に集中する 波の動きがばらばら すべての波がそろって動く
電灯の光 レーザー光 四方に広がる 一箇所に集中する 波の動きがばらばら すべての波がそろって動く （位相がそろっている。） 情報を正確に長い距離を伝える方法と してはレーザーがより優れている。

6 波はどう伝わったのか？ 音 光 電気 音 発信回路 受信回路 太陽電池 スピーカー 光源（懐中電灯） 同じ働きを、より精密に行う二つの
音　　　　光　　　　電気　　　　音 発信回路 受信回路 同じ働きを、より精密に行う二つの 回路を作ってみよう。

7 簡単な光通信回路の製作１ ・発信器 発光ダイオード 抵抗 ２ｋΩ 電池 ９V 抵抗 ２ｋΩ 抵抗 １００Ω コンデ ンサー １μF 入力
プラグ トランジスタ 2SC1815 電池 ９V 抵抗 ２ｋΩ 抵抗 １００Ω

8 簡単な光通信回路の製作２ ・受信器 電池　９V 抵抗 １０ｋΩ 出 力 プ ラ グ コンデンサー １μF フォトトランジスタ TPS601

9 実験してみよう 光によって、音が入力用ラジカセから受信用ラジカセに 移動したことが確かめられましたか？
・入力プラグをラジカセの出力端子（ヘッドホンの差込口など）につなぐ ・出力プラグをラジカセのマイク端子につなぐ。 　出力用のラジカセはマイクが使える状態（Line inなど）にしておく。 ・入力用ラジカセから適当に音楽などを鳴らしてみる。 ・発信回路から発生する光が、受信回路のフォトトランジスタに入る 　ように調節してみよう。 光によって、音が入力用ラジカセから受信用ラジカセに 移動したことが確かめられましたか？ 入力用ラジカセにマイクをつければ、人の声を光で伝える こともできます。

10 いろいろな実験 ・信号を送っているとき、発光ダイオードはどのように光っているか。 ・発信回路と受信回路の間を手でふさいだり、
　色のついたセロハン（赤、青、など）をはさんだりしたらどうなるか。 ・受信回路と発信回路の距離を離していくと、音はどうなるか。 ・送信している音と受信している音に何か違いはないか。 ・送信回路から出ている光を一度鏡に反射させてから、 　受信回路に入れたとき音はどうなるか。 ・発信回路の発光ダイオード部分に光ファイバを近づけ、 　光ファイバーを通して受信回路に光を入れたとき音はどうなるか。 　光ファイバを曲げたりするとどうなるか。

11 いろいろな実験をしてみよう！ 本日はお疲れ様でした。 二つの回路は、持ち帰ってもらってラジカセなどにつなげば実験することが可能です。
　二つの回路は、持ち帰ってもらってラジカセなどにつなげば実験することが可能です。 　いろいろな実験をして、光や音の不思議さを楽しんでください。 ・現在の工業技術では、信号をデジタル処理し　 　て光で送信することが普通です。 ・宿題：光が電波や電線などに比べて優れてい 　るところは何だろうか？ 本日はお疲れ様でした。