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【Q値】振動現象に関する100年来の物理の常識をくつがえす発見

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スイス連邦工科大学ローザンヌ校(EPFL)の研究チームは、電磁波などの振動現象全般について、100年来の常識であった「Q値」に関する物理的制約をくつがえす発見をしたと発表しました。

電磁波、音波、機械振動などの共振現象を利用するさまざまなシステムの性能を評価するため、よく使われる指標としてQ値(クオリティ・ファクター)がある。

Q値は、共振周波数ω0を振動の減衰率Γで割った値であると定義される(Q=ω0/Γ)。Q値が大きければ大きいほど、共振周波数ω0は高くなり、ω0を中心とするバンド幅Δωは狭くなる。つまり、強くて鋭い共振になる。

また、Q値の定義からは、減衰率Γがバンド幅Δωに等しいという関係が導かれる。これは、導波路や共振器の内部に振動を保持できる時間とその振動のバンド幅の間には物理的なトレードオフがあり、振動を長時間とどめておこうとすれば、必然的にバンド幅を狭く取らなければならなくなることを意味している。

このトレードオフの関係は、100年以上前にK.S.ジョンソンがQ値を定式化したときから、まぬがれることのできない根本的制約であると考えられてきた。原子・分子振動における放射減衰とスペクトル線幅にもこの関係がみられるし、共振器、水晶振動子、圧電素子、MEMS、超音波や弾性波を利用する音響システムなど、振動を利用したあらゆる分野のデバイス設計に同じ関係が取り入れられている。

今回の研究は、この制約に実は現実的な突破口があったということを示した点で、大きな注目を集めている。論文によると、突破のカギは「ローレンツの相反定理」にあるという。

引用:http://news.mynavi.jp/news/2017/07/03/096/


5: イヤホン速報 2017/07/06(木) 00:46:16.85 ID:1af+9B8G
すっげぇ解りやすいせつめいだったよね。うん。

3: イヤホン速報 2017/07/06(木) 00:42:34.63 ID:UNqIvhZG
Qファクターを一番身近に使ってるのは

スタジオミキサー、PAミキサーが使ってる卓のパラメトリックイコライザ
カーオーディオやってる人も詳しいかも。

それ以外の業界の人でQなんて、知ってるのか?

4: イヤホン速報 2017/07/06(木) 00:44:34.31 ID:/kj6w43R
>>3
Qなんてあらゆる分野で使われる

7: イヤホン速報 2017/07/06(木) 00:48:24.51 ID:UNqIvhZG
>>4
Qファクタで検索すると、自転車の左右クランク幅みたいのばかりがひっかかる。

あらゆる分野って、どの業界ですか?

10: イヤホン速報 2017/07/06(木) 01:00:06.98 ID:/kj6w43R
>>7
電気電子機械物質系なんでも

62: イヤホン速報 2017/07/08(土) 12:57:23.91 ID:Ulc5a++E
>>3
これだから文系は…
理系なら常識の知識だし、電気回路扱うところならどこでも使う

8: イヤホン速報 2017/07/06(木) 00:49:50.95 ID:xGxopuQF
 

  _ノ乙(、ン、)_ω ←これが気になって仕方がないスレ

9: イヤホン速報 2017/07/06(木) 00:52:19.74 ID:xGxopuQF
 

  _ノ乙(、ン、)_電流密度J1とJ2の  ←J3は話題にも上らないのね…

12: イヤホン速報 2017/07/06(木) 01:10:46.03 ID:Y1FUErmt
なるほど、わからん。

14: イヤホン速報 2017/07/06(木) 01:19:22.02 ID:DGRP7C3f
物理の頭いい人達って、マジで脳が別次元と繋がってんじゃねーかと思うわ。

16: イヤホン速報 2017/07/06(木) 01:52:56.56 ID:Ghg/fO+B
電気回路でも機械でも、大雑把に言えば振動させたいか
振動させたくないか、どっちか(または両方)だ。
どちらの解析にも共振の分析は必要。
つまりあらゆる電気回路、機械に関係があると言えばある

17: イヤホン速報 2017/07/06(木) 01:57:30.68 ID:V2ypmlMS
昔の5振動6振動のロービート機械式時計を8振動10振動のハイビートにすると大幅にQ値が上がる。
だけど自称時計に詳しいと称する連中や、それどころか某時計学校のセンセ方ですらQ値についての理解が無い。

18: イヤホン速報 2017/07/06(木) 02:05:06.06 ID:ZEWYG5pW
なんか役に立ちそうだけど具体的にようわからない。
頭の良い人どんな役に立つのか教えてください。

20: イヤホン速報 2017/07/06(木) 02:22:16.65 ID:JqI8oGij
質量無限大になりうるというわけか

21: イヤホン速報 2017/07/06(木) 02:34:40.04 ID:Z2hYsM+C
つまり、 (;´Д`)ノθ゙゙ヴイィィィィン

22: イヤホン速報 2017/07/06(木) 02:47:33.68 ID:Q/jMIGs2
出てくる概念はどれも学部2年生くらいのものだが、それでも理解できる人は少ないだろうなぁ

57: イヤホン速報 2017/07/06(木) 23:51:53.49 ID:66h19U6q
>>22
いろんな分野にまたがってるからな
ここに出てくるすべての概念を理解している人は少ないだろう

23: イヤホン速報 2017/07/06(木) 03:10:51.34 ID:FM8v2ibh
なるほどわからん

25: イヤホン速報 2017/07/06(木) 03:40:30.45 ID:RQnZeM78
それにしてもローレンツと言う19世紀末の学者の名前が今頃また出て来るとはね。
ローレンツと言ったら特殊相対論の解説の中で必ずと言っていいほど言及されるローレンツ短縮で有名で、
レントゲンに続く2番目のノーベル物理学賞受賞者だ。

26: イヤホン速報 2017/07/06(木) 03:51:22.40 ID:+6BPcpwS
> (Q=ω0/Γ)。Q値

なんだか絵文字に見えて仕方がない

32: イヤホン速報 2017/07/06(木) 05:52:37.69 ID:/wefVPGz
(Δω0)わけわかめ

29: イヤホン速報 2017/07/06(木) 05:01:18.69 ID:3aFDqB51
超電導共振と何がちがうの

35: イヤホン速報 2017/07/06(木) 06:31:14.50 ID:06gc2Xrm
>>29
俺もそう思った。

31: イヤホン速報 2017/07/06(木) 05:15:01.93 ID:aEL1H0xi
ノーベル賞クラスの研究になる可能性があるな。
世界中で様々な追試が始まる予感

33: イヤホン速報 2017/07/06(木) 06:29:10.45 ID:On3LuPiC
増幅器(アンプ)を設計しようとすると、なぜか発振器ができてしまい
発振器を設計しようとすると、なぜか発振しないんだよね

34: イヤホン速報 2017/07/06(木) 06:29:27.49 ID:fMoXjnxL
Qファクターで貧乏ゆすりしたらどうなりますか?

39: イヤホン速報 2017/07/06(木) 07:39:15.52 ID:4RKaN5U8
単なる非線形効果だろ?
レーザー工学では昔から利用されてるじゃん
これが画期的発見なのか?

52: イヤホン速報 2017/07/06(木) 14:27:47.16 ID:ytXcWy6m
>>39
非線形効果の一種だと思うけどScienceに論文採用されるってことは
ユニバーサルに使えることを理論的に示したのが評価されたのかねー

38: イヤホン速報 2017/07/06(木) 07:24:13.53 ID:ZvRUD54s
おれITだけどまったく分からんかったけど、オ〇ホに物理的限界を突破した革命がやってくるということだけは理解した

50: イヤホン速報 2017/07/06(木) 11:44:18.41 ID:HxupiHqe
(Q=ω0/Γ)
へたくそな顔文字いれんな

51: イヤホン速報 2017/07/06(木) 14:17:17.18 ID:kaQUfK0N
(゚∀。)ナルヘソ

53: イヤホン速報 2017/07/06(木) 16:08:41.72 ID:GJ4pZNst
なるほど。つまり100年来の常識をくつがえしたってことですね

54: イヤホン速報 2017/07/06(木) 18:57:31.21 ID:Kw+8Kp+X
>>1
なるほどな
よくわかっ・・・・グーグーすやすや

59: イヤホン速報 2017/07/07(金) 03:33:17.86 ID:81dl/vUU
まあ、頑張ってる人が世界にいるんだなということはわかった

引用元: ・http://egg.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1499269107/


ちょっとオーディオに関係ありそうだったのでまとめてみまし・・・Zzz

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