許容帯・禁止帯の視覚化教材
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概要
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1次元格子振動について規準振動の角波数κと角振動数ωとの関係を調べると,単純格子の場合には1つのバンドが形成され,単位格子の中に2種類の原子があるときは第1ブリルアン・ゾーンの境界にωの不連続が現れる.同じような議論が,1次元格子内の1電子近似の電子エネルギーについて,自由電子モデルと,弱く束縛された電子モデルの場合に生じる.固体物理学のこれらの初等理論を視覚化するために,バネで結んだ24個の金属製振子を用い,適当な1つの振子を電磁力で励振させた.振子に働く重力のモーメントの影響により,κ→0なるときにω→0とはならない.そのことを除くと,結果は,上述の理論の様子を極めてよく視覚にうったえることができる.
- 日本物理教育学会の論文
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