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天体からの光を計測する可視光のフォトダイオードを用いた簡単な観測装置を製作し、測定を行う。光子の検出方法の原理を学習し、検出信号をデジタル信号に変換して計測する回路を理解する。さらに実際に増倍回路を製作し、性能を評価することを通して、天文学における実験観測に親しむことを目標とする。
An observational instrument with optical photo-diode will be made in the course. Understand the principles of photon counting system, and circuit to convert the detected photon analog signal into a digital signal. Make a circuit with amplifier, and evaluate the performance of the instrument with astronomical observation.
宇宙の観測において、天体からの信号を測定する基礎原理を理解し、特に可視光と近赤外線において用いられる装置の構成、天体の観測と解析方法、最近の天文学での観測手法の進展について勉強する。
講義内容
１）各種測定量の定義と理解
２）天体の位置と座標変換
３）望遠鏡と観測装置の構成
４）可視光と赤外線の検出器
５）撮像観測の原理
６）分光観測の原理
7）観測データ解析の統計的手法
８）可視赤外線観測天文学の進展
９) 衛星によるX線や赤外線での観測
Principles of signal measurements in optical and infrared astronomy are reviewed.
1) Definition of various observables
2) Coordinate system in astronomy
3) Telescope and instruments
4) Principles of optical and infrared photon detection
5) Principles of imaging observation
6) Principles of spectroscopic observation
7) Principles of data analysis with statistics
8) Modern astronomy with optical and infrared observations
9) Observation in X-ray and infrared from space
宇宙の観測において、天体からの信号を測定する基礎原理を理解し、現在の観測における限界を把握することを目的とする。
講義内容：
(1) 電磁波の基本的性質
(2) 光学系の構成と収差
(3) 光の回折と干渉
(4) 可視赤外線の検出器
(5) 光学素子
(6) 可視赤外線分光器の構成
(7) 面分光観測
(8) 撮像観測の信号と雑音
(9) 分光観測の信号と雑音
(10) 赤外線観測の基礎
(11) X線観測の基礎
Understand principles of measurements of astronomical signals, and associated uncertainty of the measurements.
Contents:
(1) Basic properties of electro magnetic wave
(2) Optical components and aberrations
(3) Light diffraction and interference
(4) Detectors for optical and infrared observations
(5) Optical elements
(6) Components in the optical and infrared spectrographs
(7) Integral field spectroscopy
(8) Signal and noise in the imaging observations
(9) Signal and noise in the spectroscopic observations
(10) Basics in the IR observations
(11) Basics in the X-ray observations
太陽系天体，すなわち惑星や衛星の周辺プラズマや大気の変動現象により生成される放射エネルギーは，可視・赤外・紫外線や電波の形で放射される．この観測から，天体やその周辺で発生する物理プロセスをリモートセンシングすることが可能である．東北大学は，オーロラや惑星微量気体の検出など地球・惑星電磁圏・大気圏の変動現象の観測や大気組成の地上と宇宙からの観測により，数々の成果を挙げてきた．
また，近年の計算機の性能向上とシミュレーション技術の発達により，太陽系天体近傍の物理現象を定量的に理解することが可能となってきた．
本講義では，太陽系天体の物理現象の解明を将来さらに発展させていくに必要な，光・赤外や電波・レーダー計測技術，地球・惑星観測に不可欠な人工衛星・惑星探査機技術，ならびにコンピュータシミュレーション技術について，その基礎を学ぶ．
Energy generated in the solar system, such as planetary atmospheres, small bodies, and surrounding plasmas is emitted as the electromagnetic waves in the visible, infrared, ultraviolet and radio ranges. Remote-sensing observations of these waves are useful to understand the physical processes in/around the solar system objects. Tohoku University has produced many results by the remote-sensing of physical processes in the earth, and planetary magnetospheres, such as the measurements of aurora, planetary trace gases, and atmospheric compositions from the ground and space.
In addition, recent improvements in computer performance and the development of simulation technology bring us quantitative understanding of physical phenomena in the solar system.
In this lecture, we will learn the basics of optical, infrared, ultra-violet, radio wave and radar measurement techniques and satellites and planetary probe engineering which are essential for the earth and planetary observations. We will also learn computer simulation techniques. These techniques are necessary for further elucidation of the physical phenomena in the solar system.
物理定数の測定や電子回路の実習を行う。実験・観測を通じて、地球物理学の基礎をよりよく理解することが第一の目的である。実験のテーマや方法の考案から、実験計画の策定、実験装置系の設計・製作、計測の実施、取得データの解析・考察、レポート作成および中間・最終発表までを、自主的に行い、実験・観測の進め方を実践的に学ぶことが第二の目的である。
The purpose of this course is to provide hands-on training in geophysical experiments and observations. A variety of modern and historical experiments and observations are covered, with emphasis on experimental design, experimental techniques, data acquisition and analysis, scientific communication, and time management.
物理定数の測定や電子回路の実習を行う。実験・観測を通じて、地球物理学の基礎をよりよく理解することが第一の目的である。実験のテーマや方法の考案から、実験計画の策定、実験装置系の設計・製作、計測の実施、取得データの解析・考察、レポート作成および中間・最終発表までを、自主的に行い、実験・観測の進め方を実践的に学ぶことが第二の目的である。
The purpose of this course is to provide hands-on training in geophysical experiments and observations. A variety of modern and historical experiments and observations are covered, with emphasis on experimental design, experimental techniques, data acquisition and analysis, scientific communication, and time management.
心理学では現象の解明のために，実験・調査・心理検査，あるいは事例研究など，さまざまな手法を活用する。その基本は現象の観察によるデータの収集と解析である。実験実習に参加することによって心理学実験の基本を学ぶとともに，心理学研究の進め方を習得し，活用できることを目指す。実習テーマは毎回異なる。心理学実験では主として実験的方法を用いたメニューを，心理学研究法では，調査・心理検査など，そのほかの手法についてのメニューを用意している。参加者は原則的に毎回レポート提出が義務付けられている。 なお，以下の授業計画は担当者の都合などによる変更の可能性がある。
Psychologists use various empirical methods like experimental method, survey method, interview method, psychological test, and case-study method to understand and explain behavior. The fundamentals are the observation of behavior and data collection and analysis. In this course, the students practically acquire the knowledge and skills essential for psychological research (psychological experiments, in particular). The students are required to submit the report for each class.
講義においては天体の測光、撮像、分光観測、データ解析の基本を学習する。
その知識を基に随時夜間の観測実習を行い、望遠鏡の原理と観測の手法を実際に学ぶ。
実習では合同C棟屋上ドームの51cm 望遠鏡にCCD カメラ及び分光装置を取り付けて行う。
この授業で習得を目指す知識と技術は、天文学において観測的な研究を行ってゆく上で必須のものである。
また理論的な研究を行う上でも観測の知識は不可欠である。
本授業は選択科目であるが、宇宙地球物理学科天文学コースの学生は履修することを強く推奨する。
This course provides a grounding in observations with photometric, imaging, and spectroscopic techniques, and analysis methods of the observed data set in modern astronomy.
With basic knowledge given in the lecture, students will experience operations of a 51-cm telescope and observational instruments (CCD camera and spectrograph) equipped on Science Complex C building during night-time aiming for practical understanding of telescope structure and mechanisms, and astronomical observing methods.
The knowledge and skills that students will acquire in this course are essential for observational research in astronomy and even for theoretical studies as well.
It is strongly recommended that students in the astronomy course take this class.
Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。
学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)
１．目的
具体的な基礎実験を通じて，電気工学，通信工学，電子工学および情報工学における重要な学術的原理や概念を幅広く体得することを目的とする．
２．概要
数人のグループを編成して実験を行う．実験テーマは電気工学，通信工学，電子工学および情報工学に関連する課題であり，１週に１回ずつ行うものと，3週にわたって行うものがある．また，実験課題に関する研究発表を行う．
３．達成目標等
実験結果に対する考察や，実験グループ内での討論を通じて，科学的な議論の進め方を身に付ける．また，実験の発表会を通じて，研究発表の手順や効果的な説明方法の基礎を習得する．
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of
the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)
1. Objective
To help students understand the important scientific principles and concepts in electrical engineering, communication engineering, electronic engineering, and information sciences through detailed fundamental experiments.
2. Overview
Students are divided into groups to conduct the experiments. The experiment topics are related to electrical engineering, communication engineering, electronic engineering, and information sciences. The experiments are done once a week and most are completed in one week except for one experiment which will be completed in three weeks. In addition, a presentation session on the experiment results will be held.
3. Achievement Target
By analyzing the experiment results and discussing in groups, students should acquire the ability to develop scientific discussions. Furthermore, by conducting the presentation session, students should learn the fundamentals of making a research presentation and explaining the research results effectively.
Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。
学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)
１．目的
具体的な基礎実験を通じて，電気工学，通信工学，電子工学および情報工学における重要な学術的原理や概念を幅広く体得することを目的とする．
２．概要
数人のグループを編成して実験を行う．実験テーマは電気工学，通信工学，電子工学および情報工学に関連する課題であり，１週に１回ずつ行うものと，3週にわたって行うものがある．また，実験課題に関する研究発表を行う．
３．達成目標等
実験結果に対する考察や，実験グループ内での討論を通じて，科学的な議論の進め方を身に付ける．また，実験の発表会を通じて，研究発表の手順や効果的な説明方法の基礎を習得する．
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of
the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)
1. Objective
To help students understand the important scientific principles and concepts in electrical engineering, communication engineering, electronic engineering, and information sciences through detailed fundamental experiments.
2. Overview
Students are divided into groups to conduct the experiments. The experiment topics are related to electrical engineering, communication engineering, electronic engineering, and information sciences. The experiments are done once a week and most are completed in one week except for one experiment which will be completed in three weeks. In addition, a presentation session on the experiment results will be held.
3. Achievement Target
By analyzing the experiment results and discussing in groups, students should acquire the ability to develop scientific discussions. Furthermore, by conducting the presentation session, students should learn the fundamentals of making a research presentation and explaining the research results effectively.