演習「スペクトル解析とは」「振幅・位相・パワースペクトル」

演習
「スペクトル解析とは」
「振幅・位相・パワースペクトル」
「スペクトル図」
「スペクトル解析の手順」
演習 1 (チーム, 10 分)：サイン波の波長 [m] と周波数 [Hz] は変換式を使って 1 対 1 で対応しています。その変換式を
調べて下さい。
またスペクトル図の横軸を (角) 周波数 [rad/秒又は Hz] でなく波長 [m] にした場合、スペクトル図の左に行くほど
(波長が短くなるほど)、逆に右に行くほど (波長が長くなるほど) サイン波の (角) 周波数は高くなるのか低くなるのか答
えてください。
演習 2 (チーム, 10 分)：電磁波はエネルギーでもあり粒 (光子) でもある特殊な波で、通常は周波数でなくて波長を使っ
て電磁波の種類が分類されています。電磁波の波長から電磁波の種類を分類している図を画像検索等で見つけてアップ
ロードしてください。
演習 3 (チーム, 10 分)：赤外線、紫外線、ガンマ線、可視光線の赤色、可視光線の青色、X 線、電波を周波数が高い順
に並べてください。
以下は選択問題です。3 問中 1 問を選択してください。
演習 4 (チーム, 30 分)：恒星の光をスペクトル解析することでその恒星の表面温度が分かります。以下の手順で実際
に恒星の表面温度を求めてみましょう。。
(1) チームでひとつ好きな恒星を選び、そのスペクトル図を画像検索等で見つけワーブロ文章に貼り付けてください
(2) ピークの波長とその時の周波数を求めてワーブロ文章に記入してください
(3) ピーク波長から表面温度 [K] を求める公式の名前とその式を調べてワーブロ文章に記入してください
(4) 選んだ恒星のケルビンによる表面温度 [K] と摂氏による表面温度 [度] を求めてワーブロ文章に記入してください
(5) ワープロ文章にチーム番号、メンバーの氏名を記入してアップロードしてください。
演習 5 (チーム, 30 分)：人間の声をスペクトル解析することでその人の声の特徴が分かります。以下の手順で実際に
自分の声のスペクトルを調べてみましょう。
(1) メンバー全員がマイクで 4∼5 秒程度何かを話して録音して下さい。また話した内容をワーブロ文章に記入してくだ
さい
(2) 音声ファイルのスペクトル解析を行うフリーソフトやクラウドサービスを見つけ、その名前とアドレスをワーブロ文
章に記入してください
(3) 各メンバーのスペクトル図を画像ファイルに保存してワーブロ文章に貼り付けてください。横軸は周波数 [Hz]、縦軸
はパワースペクトルでも構いません。また縦軸の単位はデシベル (Log スケール) でも構いません。
演習 6 (チーム, 30 分)：スマートフォンの画面を凝視すると目に悪いのはブルーライトのためと言われています。
(1) スマートフォンの画面から出ている電磁波のスペクトル図を画像検索などで見つけてワーブロ文章に貼り付けてくだ
さい
1
(2) スペクトル図のうち、どの成分がブルーライトに当たるのかワーブロ文章上で説明してください
(3) その成分の周波数 [Hz] の範囲を計算してワーブロ文章に記入してください
(4) ブルーライトが目に悪いと言われている理由をワーブロ文章上で説明してください
(5) どうすればブルーライトを軽減できるかその対策をワーブロ文章上に書いてください
計 120 分
2

Download Report