JP2000086394A - 氷の結晶成長方向制御方法および氷の結晶成長実験装置 - Google Patents
氷の結晶成長方向制御方法および氷の結晶成長実験装置Info
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Abstract
されかつ電荷結合素子23,コンパレータ25を有する
結晶成長セル2と、一端側が結晶成長セル2内の水中に
挿入されかつ結晶成長セル2の外部に位置する他端側が
冷却されるガラスキャピィラリ3を備え、ガラスキャピ
ィラリ3の他端側に、ガラスキャピィラリ3の一端側に
生成する薄板状の氷の結晶Cがコンパレータ25に対し
て平行をなすように成長させる薄板状の水槽41Aを有
する核生成セル4を設けた。
Description
氷の結晶が成長するメカニズムを解明するのに用いられ
る氷の結晶成長方向制御方法および氷の結晶成長実験装
置に関するものである。
しては、例えば、水を充填してこの水の凝固点以下に冷
却されかつ内部の水を観察するための観察窓を側面に具
備した結晶成長セルと、一端側を結晶成長セル内の水中
に挿入したガラスキャピィラリを備えたものがあり、こ
の結晶成長実験装置では、結晶成長セルの外部に位置す
るガラスキャピィラリの他端側を液体窒素などの冷却手
段により十分に冷却して、ガラスキャピィラリの一端側
に氷の核を生成し、この核を起点にして成長する氷の結
晶を観察窓から観察するようにしていた。
の結晶成長実験装置では、核を起点にして薄板状に成長
する氷の結晶の成長方向を定めることができないことか
ら、氷の結晶が観察窓を通して行う観察に適していない
方向に向いてしまった場合には、ガラスキャピィラリを
手で回すなどといった方向修正操作を行わなくてはなら
ず、したがって、観察の自動化が困難であるという問題
を有しており、この問題を解決することが課題となって
いた。
てなされたもので、薄板状の氷の結晶が成長する方向を
制御することができ、その結果、結晶成長の観察の自動
化を実現することが可能である氷の結晶成長方向制御方
法および氷の結晶成長実験装置を提供することを目的と
している。
る氷の結晶成長方向制御方法は、水を充填して当該水の
凝固点以下に冷却されかつ内部観察窓を有する結晶成長
セル内の水中にキャピィラリの一端側を挿入し、キャピ
ィラリの他端側を冷却してキャピィラリの一端側で氷の
結晶を成長させるに際して、キャピィラリの他端側に成
長方向制御手段を設けて、キャピィラリの一端側に生成
する薄板状の氷の結晶を内部観察窓に対して所定の方向
に成長させる構成としており、この氷の結晶成長方向制
御方法の構成を上記した従来の課題を解決するための手
段としている。
向制御方法は、内部観察窓に対して所定の方向に向けて
キャピィラリの他端側に設けた薄板状の水槽を有する核
生成セルを成長方向制御手段とし、キャピィラリの一端
側に生成する薄板状の氷の結晶を核生成セルの水槽と略
同一平面内で成長させる構成としている。
成長実験装置は、水を充填して当該水の凝固点以下に冷
却されかつ内部観察窓を有する結晶成長セルと、一端側
が結晶成長セル内の水中に挿入されかつ結晶成長セルの
外部に位置する他端側が冷却されるキャピィラリを備え
た氷の結晶成長実験装置において、キャピィラリの一端
側に生成する薄板状の氷の結晶を内部観察窓に対して所
定の方向に成長させるべく制御可能とした構成としてお
り、この氷の結晶成長実験装置の構成を上記した従来の
課題を解決するための手段としている。
験装置は、水を充填して当該水の凝固点以下に冷却され
かつ内部観察窓を有する結晶成長セルと、一端側が結晶
成長セル内の水中に挿入されかつ結晶成長セルの外部に
位置する他端側が冷却されるキャピィラリを備えた氷の
結晶成長実験装置において、キャピィラリの他端側に、
キャピィラリの一端側に生成する薄板状の氷の結晶を内
部観察窓に対して所定の方向に成長させる成長方向制御
手段を設けた構成とし、発明の請求項5に係わる氷の結
晶成長実験装置において、成長方向制御手段を薄板状の
水槽を有する核生成セルとし、水槽を内部観察窓に対し
て所定の方向に向けてキャピィラリの他端側に設けた構
成としている。
方向制御方法では、冷却されるキャピィラリの他端側に
成長方向制御手段を設けているので、キャピィラリの一
端側に生成する薄板状の氷の結晶は、内部観察窓に対し
て所定の方向に成長することとなり、キャピィラリを手
で回して内部観察窓に対する氷の結晶の向きを調整する
操作を行う必要がなくなり、その結果、観察の自動化が
図られることとなる。
向制御方法において、キャピィラリの他端側に位置する
薄板状の水槽を有する核生成セルを冷却すると、キャピ
ィラリの一端側に生成する薄板状の氷の結晶は、核生成
セルの水槽と略同一平面内で成長するので、すなわち、
内部観察窓に対して所定の方向に成長するので、請求項
1に係わる氷の結晶成長方向制御方法と同じく、観察の
自動化が図られることとなる。
氷の結晶成長実験装置において、上記した構成としてい
るので、キャピィラリの他端側を冷却すると、キャピィ
ラリの一端側に生成する薄板状の氷の結晶は、内部観察
窓に対して所定の方向に成長することから、内部観察窓
に対する氷の結晶の向きを調整する必要がなく、したが
って、観察の自動化が図られることとなり、本発明の請
求項5に係わる氷の結晶成長実験装置において、上記し
た構成としたため、キャピィラリの他端側に位置する薄
板状の水槽を有する核生成セルを冷却すれば、キャピィ
ラリの一端側に生成する薄板状の氷の結晶は、核生成セ
ルの水槽と略同一平面内で成長することから、すなわ
ち、内部観察窓に対して所定の方向に成長することか
ら、観察の自動化が図られるのに加えて、氷の結晶成長
の方向制御が簡単かつ確実になされることとなる。
結晶成長方向制御方法では、上記した構成としたから、
キャピィラリの一端側に生成する薄板状の氷の結晶を内
部観察窓に対して所定の方向に成長させることができ、
したがって、キャピィラリを手で回したりして内部観察
窓に対する氷の結晶の向きを調整する操作を行う必要が
なく、その結果、観察の自動化を実現することが可能で
あるという著しく優れた効果がもたらされる。
氷の結晶成長実験装置では、上記した構成としたから、
内部観察窓に対して所定の方向にキャピィラリの一端側
に生成する薄板状の氷の結晶を成長させることが可能で
あり、言い換えれば、内部観察窓に対する氷の結晶の向
きを調整する必要がなく、したがって、観察の自動化を
実現でき、本発明の請求項5に係わる氷の結晶成長実験
装置において、上記した構成としたため、本発明の請求
項3および4に係わる氷の結晶成長実験装置と同じ効果
が得れるうえ、氷の結晶成長の方向制御を簡単かつ確実
に行うことができるという著しく優れた効果がもたらさ
れる。
長方向制御方法に用いる氷の結晶成長実験装置、すなわ
ち、本発明に係わる氷の結晶成長実験装置の一実施例を
示している。
装置1は、結晶成長セル2と、ガラスキャピィラリ3
と、成長方向制御手段としての核生成セル4を備えてい
る。
略直方体形状をなす結晶成長セル本体21を備えてい
る。この結晶成長セル本体21の4つの側壁のうちの図
2(b)上下方向に位置する対向側壁に設けた小径開口
21a,21aにはホルダ22を介して電荷結合素子
(内部観察窓)23がそれぞれ嵌め込んであると共に、
図2(b)左右方向に位置する対向側壁に設けた大径開
口21b,21bにはホルダ24を介してコンパレータ
(内部観察窓)25がそれぞれ嵌め込んであり、4つの
側壁および上下の壁で囲まれる水槽(図1(b)に示す
口径が30mmでかつ厚みが30mmの水槽21A)に
水が充填されるようになっている。
上下方向に位置する対向側壁には、ペルチェ素子26を
介してヒートシンク27がそれぞれ取り付けてあり、こ
れによって、結晶成長セル2は、セル内部に充填した水
の凝固点以下に冷却されるようになっている。
り、図4にも示すように、外径1.1mm,内径0.4
mm,長さ38mmの寸法で形成されており、結晶成長
セル2における結晶成長セル本体21の上壁の中心を貫
通して一端側を水槽21Aに挿入した状態で装着される
ようになっている。
生成セル本体41と、一対のインナサイドプレート4
2,42と、同じく一対のアウタサイドプレート43,
43(図1では省略)を備えている。
おける結晶成長セル本体21の上壁に固定されるベース
41aと、このベース41aの図3(a)左右方向中央
から上方に延出する立壁41bと、この立壁41bに形
成した貫通孔41cと、立壁41bの上端部に設けたベ
ース対向フランジ41dの中心で上方に向けて開口しか
つキャップ44で閉塞される注入孔41e(図1では省
略)と、貫通孔41cおよび注入孔41eを連通する連
通孔41fを具備している。
核生成セル本体41の貫通孔41cと嵌合する円柱部4
2aを有しており、図1(a)に示すようにして一対の
インナサイドプレート42,42の各円柱部42a,4
2aを核生成セル本体41の貫通孔41cに両側からシ
ールリング45を介してそれぞれ嵌合することにより、
円柱部42a,42aの互いに対向する各先端面間に、
注入孔41eおよび連通孔41fを通して水が充填され
る薄板状の水槽(図1(b)に示す口径が10mmでか
つ厚みが1mmの水槽41A)が形成されるようになっ
ていて、この水槽41Aには、核生成セル本体41のベ
ース41aおよび立壁41bの下端部に連続して形成さ
れてガラスキャピィラリ3の他端側が挿入されるキャピ
ィラリ装着孔41gが連通させてある。
本体41の立壁41bの両側に取り付けられるようにな
っており、水槽41Aを冷却するためのペルチェ素子4
6をインナサイドプレート42とともに挟み込んで固定
するものとなっている。
が凝固する際における氷の結晶の成長を観察する場合に
は、図1(b)に示すように、水槽41Aが結晶成長セ
ル2のコンパレータ25に対して所定の方向を向くよう
に核生成セル4をセットし、すなわち、核生成セル4の
水槽41Aが結晶成長セル2のコンパレータ25と平行
をなすようにセットし、ガラスキャピィラリ3の他端側
に連通する核生成セル4の水槽41Aを冷却すると、ガ
ラスキャピィラリ3の一端側に生成する薄板状の氷の結
晶Cは、核生成セル4の水槽41Aと略同一平面内で成
長することから、氷の結晶Cは、結晶成長セル2のコン
パレータ25に対して平行をなすこととなって、図1
(b)矢印方向の観察中にこのコンパレータ25に対す
る氷の結晶Cの向きを調整する必要がなくなり、その結
果、結晶Cの観察の自動化をなし得ることとなる。
て、成長方向制御手段を薄板状の水槽41Aを有する核
生成セル4としているので、氷の結晶成長の方向制御が
簡単かつ確実になされることとなる。
例を示す一部を省略した全体斜視説明図(a)および結
晶成長セルの水槽と核生成セルの水槽との位置関係を簡
略的に示す斜視説明図(b)である。
晶成長セルの正面説明図(a),部分破断平面説明図
(b)および部分破断側面説明図(c)である。
生成セルの部分破断正面説明図(a),底面説明図
(b)および側面説明図(c)である。
ラスキャピィラリの側面説明図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 水を充填して当該水の凝固点以下に冷却
されかつ内部観察窓を有する結晶成長セル内の水中にキ
ャピィラリの一端側を挿入し、キャピィラリの他端側を
冷却してキャピィラリの一端側で氷の結晶を成長させる
に際して、キャピィラリの他端側に成長方向制御手段を
設けて、キャピィラリの一端側に生成する薄板状の氷の
結晶を内部観察窓に対して所定の方向に成長させること
を特徴とする氷の結晶成長方向制御方法。 - 【請求項2】 内部観察窓に対して所定の方向に向けて
キャピィラリの他端側に設けた薄板状の水槽を有する核
生成セルを成長方向制御手段とし、キャピィラリの一端
側に生成する薄板状の氷の結晶を核生成セルの水槽と略
同一平面内で成長させる請求項1に記載の氷の結晶成長
方向制御方法。 - 【請求項3】 水を充填して当該水の凝固点以下に冷却
されかつ内部観察窓を有する結晶成長セルと、一端側が
結晶成長セル内の水中に挿入されかつ結晶成長セルの外
部に位置する他端側が冷却されるキャピィラリを備えた
氷の結晶成長実験装置において、キャピィラリの一端側
に生成する薄板状の氷の結晶を内部観察窓に対して所定
の方向に成長させるべく制御可能としたことを特徴とす
る氷の結晶成長実験装置。 - 【請求項4】 水を充填して当該水の凝固点以下に冷却
されかつ内部観察窓を有する結晶成長セルと、一端側が
結晶成長セル内の水中に挿入されかつ結晶成長セルの外
部に位置する他端側が冷却されるキャピィラリを備えた
氷の結晶成長実験装置において、キャピィラリの他端側
に、キャピィラリの一端側に生成する薄板状の氷の結晶
を内部観察窓に対して所定の方向に成長させる成長方向
制御手段を設けたことを特徴とする氷の結晶成長実験装
置。 - 【請求項5】 成長方向制御手段を薄板状の水槽を有す
る核生成セルとし、水槽を内部観察窓に対して所定の方
向に向けてキャピィラリの他端側に設けた請求項4に記
載の氷の結晶成長実験装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10263448A JP2000086394A (ja) | 1998-09-17 | 1998-09-17 | 氷の結晶成長方向制御方法および氷の結晶成長実験装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10263448A JP2000086394A (ja) | 1998-09-17 | 1998-09-17 | 氷の結晶成長方向制御方法および氷の結晶成長実験装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000086394A true JP2000086394A (ja) | 2000-03-28 |
Family
ID=17389661
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10263448A Pending JP2000086394A (ja) | 1998-09-17 | 1998-09-17 | 氷の結晶成長方向制御方法および氷の結晶成長実験装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000086394A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003003072A2 (en) * | 2001-06-27 | 2003-01-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical element and manufacturing method therefor |
US7126765B2 (en) | 2001-05-15 | 2006-10-24 | Carl Zeiss Smt Ag | Objective with fluoride crystal lenses |
US7239447B2 (en) | 2001-05-15 | 2007-07-03 | Carl Zeiss Smt Ag | Objective with crystal lenses |
-
1998
- 1998-09-17 JP JP10263448A patent/JP2000086394A/ja active Pending
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7126765B2 (en) | 2001-05-15 | 2006-10-24 | Carl Zeiss Smt Ag | Objective with fluoride crystal lenses |
US7145720B2 (en) | 2001-05-15 | 2006-12-05 | Carl Zeiss Smt Ag | Objective with fluoride crystal lenses |
US7180667B2 (en) | 2001-05-15 | 2007-02-20 | Carl Zeiss Smt Ag | Objective with fluoride crystal lenses |
US7239447B2 (en) | 2001-05-15 | 2007-07-03 | Carl Zeiss Smt Ag | Objective with crystal lenses |
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WO2003003072A3 (en) * | 2001-06-27 | 2003-10-30 | Canon Kk | Optical element and manufacturing method therefor |
US7102828B2 (en) | 2001-06-27 | 2006-09-05 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical element and manufacturing method thereof |
US7262920B2 (en) | 2001-06-27 | 2007-08-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical element and manufacturing method therefor |
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