電子回路での定在波

質問

Pspiceを使い電子回路で定在波を作りたいのですが、可能でしょうか？

回答No.3

tadys · ベストアンサー

電子回路の定在波と超伝導リングの定常波はまったく別物ですから誤解なさらないように。
超伝導リングのほうは、電子の量子状態を表す波動関数が定常状態にあると言うことです。
電子回路の定在波は、終端がミスマッチになっている伝送線路に交流信号を入力したときに
振幅が大ききなる点と小さくなる点があり、振幅のエンベロープを結んだ線を
描くと波のようになるのでこれを定在波と呼んでいるのです。

Pspiceで伝送線路が扱えるのであれば、信号源と抵抗、伝送線路、終端抵抗と接続し、
終端抵抗の値を伝送線路の特性インピーダンスと異なる値にすればシミュレーションできると思います。
伝送線路が使えない場合には、ＬＣの逆Ｌ回路を代わりに使用すればいいでしょう。
具体的には、-L-L-L-L-L-のようにＬをシリーズにし、ＬとＬの接続点とアースの間にＣを入れます。
こう言ったものでＬの数を数10から数100個にすればいいと思います。

参考URL：

http://www8.plala.or.jp/ap2/chishiki/teizaiha.html

お礼

＞電子回路の定在波は、終端がミスマッチになっている伝送線路に交流信号を入力したと＞きに振幅が大ききなる点と小さくなる点があり、振幅のエンベロープを結んだ線を
＞描くと波のようになるのでこれを定在波と呼んでいるのです。

超伝導の定常波と別物かもしれませんが、取りあえず試してみたいです。是非、教えてください。

補足

懇切丁寧な回答をいただきありがとうございます。

＞超伝導リングのほうは、電子の量子状態を表す波動関数が定常状態にあると言うことです。

が定常状態にある電子の波動関数＝電子の存在確率＝電流のような気がするのですが、実際超伝導リングの中を、抵抗ゼロで電子がびゅんびゅん流れているのに、定常状態（進行してないイメージ）にあるとは矛盾しているように思えるのですが、、やはり量子力学は古典的なイメージでは上手く説明できないということなのでしょうか？

＞Pspiceで伝送線路が扱えるのであれば、信号源と抵抗、伝送線路、終端抵抗と接続し、
＞終端抵抗の値を伝送線路の特性インピーダンスと異なる値にすればシミュレーションで＞きると思います。
＞伝送線路が使えない場合には、ＬＣの逆Ｌ回路を代わりに使用すればいいでしょう。
＞具体的には、-L-L-L-L-L-のようにＬをシリーズにし、ＬとＬの接続点とアースの間にＣ＞を入れます。

すいません。電子回路の素人なのでどちらの場合もよくわかりません。恐れ入りますが、なにか図がありましたら非常に有り難いのですが、よろしくお願い致します。

参考URLに、分布定数回路とありますが、この回路が定常波を作る回路なのでしょうか？
定常波を作り出すこの回路の一番簡単な図を教えて頂ければ幸いです。

回答No.4

shironekoxxx

＞「定在波は反射を繰り返し波が行ったり来たりしてい
＞る状態」なのでしょうか？

電気に限らず一般的な用語としての定在波は進む波と反射で戻ってくる波の和で見かけ上振幅が小さい個所と大きい個所が発生する状態だと理解しています。「いったりきたり」は厳密には正しくない表現かも知れませんが、大きくは間違っていないと思います。

ちなみに超電導の輪ですが、（そのジャンルに関しては無知です）単に輪の中を定常電流が流れているだけだと思いますがどうでしょう？（定在波が発生しているとは思いにくい）＃３さんの意見のお仰っているのも同じ説明な気がします。

回答No.2

shironekoxxx

超伝動のリングがどのような状態になっているのかは全く知らないのですが、一般的なエミュレーターではまずはＳＧないしはそれに準じた入力を接続する必要があり、質問者さまのイメージする超電導リングに似た状態を作れるのか、私にはイメージが沸きません。

ちなみに定在波には方向がないとの件ですが、私の理解では反射を繰り返し波が行ったり来たりしている状態なので方向はあると思います。

お礼

＞電子回路の定在波は、終端がミスマッチになっている伝送線路に交流信号を入力したと＞きに振幅が大ききなる点と小さくなる点があり、振幅のエンベロープを結んだ線を
＞描くと波のようになるのでこれを定在波と呼んでいるのです。

超伝導の定常波と別物かもしれませんが、取りあえず試してみたいです。是非、教えてください。

補足

お返事ありがとうございます。

＞ちなみに定在波には方向がないとの件ですが、私の理解では反射を繰り返し波が行ったり来たりしている状態なので方向はあると思います。

本題と外れるかもしれませんが、「定在波は反射を繰り返し波が行ったり来たりしている状態」なのでしょうか？でも、リング（丸）なので反射できないと思うのですが、一方向にぐるぐると廻っているのでしょうか？

回答No.1

shironekoxxx

pspiceは解析ツールですので、エミュレートはできても実際に作る事はできないと思いますが・・・。

具体的にどんな事をしたいのでしょうか？

補足

お返事ありがとうございます。

＞具体的にどんな事をしたいのでしょうか？

興味があるのは、超伝導のリングの中で出来ている定常波の状態です。よくわからないのですが、定常波というのは、その場所で振動しているだけで、進行しないような気がしているのですが（つまり向きがない。）、超伝導はプラスからマイナスに電気が流れているので向きがあるはずです。
この矛盾というのか、そんなことはわかりきったことかもしれませんし、私が知らないだけかもしれませんが、電子回路での定常波（当然電子回路で超伝導状態は作れないので似たような状態）を作り、どのようになるのかをpspiceまたはその他の回路シミュレーションソフトで試してみたいのです。また、その他のことも含めて試してみたいのです。ピント外れかもしれないのですが、とにかく一度やってみたいのです。

もちろん、超伝導リングの中の状態と電子回路の状態は、等しくありませんが、面白そうなので是非試してみたいのです。

電子回路で定在波を作ることは可能であることはわかっているのですが、どの回路が定在波を生み出すのか、具体的にご教示頂きましたら幸いです。

「何を馬鹿げたことを言っているのだ！」と言わずに、何卒よろしく御願いいたします。何事も実際やってみたら、何か新しいことが直接的または間接的に得られるかもしれませんので、、、