物理学
現代物理(相対論・核・量子)
シミュレーションバーチャル分光器
暗い実験室で放電管をつけ、分光器のカーソルで線の波長を読んで元素の「指紋」を見つけ、吸収スペクトルと星の光から星をつくる元素を調べる5ステージのシミュレーション。最後のステージでは水素原子のエネルギー準位から、線がとびとびになるわけを確かめる。
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シミュレーション光子キャノン
真空光電管の金属板に光子キャノンで光を当て、振動数・強さ・金属・電圧を変えながら「光はただの波」という予想と実験を5回対決させる。阻止電圧から最大運動エネルギー–振動数グラフをかいてプランク定数と限界振動数を読み取り、イメージセンサー・光センサー・太陽電池で光子1個が電子1個を動かす技術を探る。
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シミュレーション光時計
2枚の鏡の間を光が往復する光時計をのせた宇宙船をステーションのそばに通過させ、時間の遅れを自分の目で確かめる。ボール時計と比べ、見る場所を宇宙船に切りかえておたがいの時計と長さを測り、空から降ってくるミュー粒子を地上とミュー粒子の2つの立場から数えて確かめる。
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シミュレーション電子を一個ずつ:二重スリット
真空管の電子銃から電子を一個ずつ発射し、点として届いた電子が積み重なって干渉縞になる様子を見る。スリットを閉じ、経路検出器をつけ、加速電圧(ド・ブロイ波長)を変えて確率波で結果を解釈し、ボールや水の波と比べたうえで電子顕微鏡につなげる。
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シミュレーションGPS時計の補正をオフにしたら
GPS衛星の時計は、なぜわざと「ずらして」合わせるのか。3Dの地球で衛星の信号から位置を求め、高さの効果と速さの効果をオン・オフして1日+38.5 μsを確かめたあと、補正をオフにすると、地上の時計を信じる単純な受信機なら計算した位置が空へ浮き、実際の受信機なら時刻がずれるようすを見る。等価原理、脱出速度と大気、ロケットの軌道投入、ブラックホールまでの6ステージのシミュレーション。
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シミュレーションSTMの探針:トンネル効果
エネルギーの足りないボールと電子を障壁に送り、確率波が向こう側へしみ出すトンネル効果を見て、走査型トンネル顕微鏡(STM)の探針ですき間と電流を測り、原子の表面を描き、原子を動かして文字を書く。さらに、小さくなるチップの絶縁膜のリークとフラッシュメモリの中のトンネル効果を探る。
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ゲーム量子郵便局:のぞき見がばれる手紙
新人の郵便配達員として光子測定台で重ね合わせと測定を確かめ、のぞき見すると誤り率が跳ね上がる秘密の鍵で盗聴者を見つけ、量子コンピュータが公開鍵暗号を脅かす問題に住民会議で機関ごとの対応策と根拠を選ぶ15〜20分の物語ゲームです。
制作ツール RPG Maker MZ