(57)【要約】【課題】  室内で手軽に実験することができ、波の伝播の様子を一目で容易に観察して把握することができ、地球内部を伝わる波と地球内部の構造の関係を容易に理解すると共に、解析可能な波形を取得することが可能な地震波探査実習装置、地震波探査実習プログラム、地震波探査実習プログラムを記憶した記憶媒体、及び地震波探査実習キットを提供する。【解決手段】  地震波探査実習装置１は、光源２と、光源２に隣接して配置される透過弾性体３と、透過弾性体３に対して光源２と反対側に配置され、透過弾性体３を撮影する撮像装置４と、撮像装置４が撮影した映像を画像処理する地震波探査実習プログラムを記憶した記憶媒体と、記憶媒体に記憶された地震波探査実習プログラムを演算処理する演算部５と、演算部５によって画像処理された映像を表示する表示部６と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１
2015055760.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源に隣接して配置される透明弾性体と、
前記透明弾性体に対して前記光源と反対側に配置され、前記透明弾性体を撮影する撮像装置と、
前記撮像装置が撮影した映像を画像処理する地震波探査実習プログラムを記憶した記憶媒体と、
前記記憶媒体に記憶された前記地震波探査実習プログラムを演算処理する演算部と、
前記演算部によって画像処理された映像を表示する表示部と、
を備える
ことを特徴とする地震波探査実習装置。
【請求項２】
前記記憶媒体は、前記撮像装置が撮影した映像から前記透明弾性体の歪みによる明暗を数値化し、前記透明弾性体内の波形を取得する地震波探査実習プログラムを記憶する
ことを特徴とする請求項１に記載の地震波探査実習装置。
【請求項３】
前記透明弾性体は、弾性率の異なる複数の領域からなる
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の地震波探査実習装置。
【請求項４】
前記撮像装置と前記透明弾性体の間に設置される撮像装置側偏光板と、
前記光源と前記透明弾性体の間に設置される光源側偏光板と、
を備える
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の地震波探査実習装置。
【請求項５】
前記透明弾性体を支持する支持部材を備える
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載の地震波探査実習装置。
【請求項６】
光源と、
前記光源に隣接して配置される透明弾性体と、
前記透明弾性体に対して前記光源と反対側に配置され、前記透明弾性体を撮影する撮像装置と、
前記撮像装置が撮影した映像を処理する演算部と、
前記演算部によって画像処理された映像を表示する表示部と、
を備える地震波探査実習装置に用いられ、
前記演算部によって処理され、前記撮像装置が撮影した映像を画像処理する
ことを特徴とする地震波探査実習プログラム。
【請求項７】
前記演算部によって処理され、前記撮像装置が撮影した映像から前記透明弾性体の歪みによる明暗を数値化し、前記透過ゲル内の波形を取得する
ことを特徴とする請求項６に記載の地震波探査実習プログラム。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の前記地震波探査実習プログラムを記憶することを特徴とする記憶媒体。
【請求項９】
光源と、
透明弾性体もしくは透明弾性体の原料と、
前記透明弾性体もしくは前記透明弾性体の原料から作成された透明弾性体に前記光源の光を反対側から照射した状態で撮像装置が撮影した映像を画像処理する地震波探査実習プログラムを記憶する記憶媒体と、
を有する
ことを特徴とする地震波探査実習キット。
【請求項１０】
前記記憶媒体は、前記撮像装置が撮影した映像から前記透明弾性体の歪みによる明暗を数値化し、前記透明弾性体内の波形を取得する地震波探査実習プログラムを記憶する
ことを特徴とする請求項９に記載の地震波探査実習キット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、室内で手軽に実験することができ、波の伝播の様子を観察し、解析することが可能な地震波探査実習装置、地震波探査実習プログラム、及び地震波探査実習プログラムを記憶した記憶媒体、及び地震波探査実習キットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、地震波を用いて地下構造の推定を行う地震探査の実習は、屋外で行われていた。例えば、まず、地震計及びＧＰＳ等を所定の間隔で地面に設置する。続いて、地面をハンマー等によって打ち、振動を与えることで波を生じさせる。そして、地下を伝わった波を地震計で計測し、記録する。その後、装置を撤収し、研究室に戻ってデータ処理をして解析を行っていた（非特許文献１及び２参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】岡本義雄、数越達也、根本泰雄著、「２００３年度学校教育委員会活動報告その１」、公益社団法人日本地震学会、日本地震学会ニュースレターVol.15(2003年度)No.5、２００４年１月１０日発行、セクション４．
【非特許文献２】谷口慶祐著、「地震波を用いた地下構造の推定に関する実験の実践例」、京都教育大学環境教育研究年報第１３号、京都教育大学、２００５年３月３１日発行、ｐ１３１−１４４
【非特許文献３】狐崎長琅、「応用地球物理学の基礎」、古今書院、２００１年４月１８日発行、ｐ１５７−１６３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
非特許文献１及び２に記載されたような従来の地震波探査実習では、地震計及びＧＰＳ等を所定の間隔で地面に設置するための広大な場所、並びに、実習に用いるハンマー、地震計及びＧＰＳ等の多くの機器類を必要としていた。したがって、実習を行う際には、場所の選定及び運搬作業等に手間がかかると共に、多くの費用が必要であった。
【０００５】
また、非特許文献１及び２に記載されたような従来の観測実習では、実習者は、データを取得している最中に生じている事象、すなわち地震波の伝播の様子を把握することができなかった。
【０００６】
さらに、非特許文献１及び２に記載されたような従来の観測実習では、実習者は、研究室に戻ってデータ処理をして解析を行っていたので、実習後、結果を理解するまでに時間がかかってしまい、実習の内容を把握することが困難であった。
【０００７】
本発明は、室内で手軽に実験することができ、波の伝播の様子を一目で容易に観察して把握することができ、地球内部を伝わる波と地球内部の構造の関係を容易に理解すると共に、解析可能な波形を取得することが可能な地震波探査実習装置、地震波探査実習プログラム、地震波探査実習プログラムを記憶した記憶媒体、及び地震波探査実習キットを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明にかかる一実施形態の地震波探査実習装置は、
光源と、
前記光源に隣接して配置される透明弾性体と、
前記透明弾性体に対して前記光源と反対側に配置され、前記透明弾性体を撮影する撮像装置と、
前記撮像装置が撮影した映像を画像処理する地震波探査実習プログラムを記憶した記憶媒体と、
前記記憶媒体に記憶された前記地震波探査実習プログラムを演算処理する演算部と、
前記演算部によって画像処理された映像を表示する表示部と、
を備える
ことを特徴とする。
【０００９】
本発明にかかる一実施形態の地震波探査実習装置では、
前記記憶媒体は、前記撮像装置が撮影した映像から前記透明弾性体の変形又は歪みによる明暗を数値化し、前記透明弾性体内の波形を取得する地震波探査実習プログラムを記憶する
ことを特徴とする。
【００１０】
本発明にかかる一実施形態の地震波探査実習装置では、
前記透明弾性体は、弾性率の異なる複数の領域からなる
ことを特徴とする。
【００１１】
本発明にかかる一実施形態の地震波探査実習装置は、
前記撮像装置と前記透明弾性体の間に設置される撮像装置側偏光板と、
前記光源と前記透明弾性体の間に設置される光源側偏光板と、
を備える
ことを特徴とする。
【００１２】
本発明にかかる一実施形態の地震波探査実習装置は、
前記透明弾性体を支持する支持部材を備える
ことを特徴とする。
【００１３】
本発明にかかる一実施形態の地震波探査実習プログラムは、
光源と、
前記光源に隣接して配置される透明弾性体と、
前記透明弾性体に対して前記光源と反対側に配置され、前記透明弾性体を撮影する撮像装置と、
前記撮像装置が撮影した映像を処理する演算部と、
前記演算部によって画像処理された映像を表示する表示部と、
を備える地震波探査実習装置に用いられ、
前記演算部によって処理され、前記撮像装置が撮影した映像を画像処理する
ことを特徴とする。
【００１４】
本発明にかかる一実施形態の地震波探査実習プログラムは、
前記演算部によって処理され、前記撮像装置が撮影した映像から前記透明弾性体の変形又は歪みによる明暗を数値化し、前記透過ゲル内の波形を取得する
ことを特徴とする。
【００１５】
本発明にかかる一実施形態の記憶媒体は、
前記地震波探査実習プログラムを記憶することを特徴とする。
【００１６】
本発明にかかる一実施形態の地震波探査実習キットは、
光源と、
透明弾性体もしくは透明弾性体の原料と、
前記透明弾性体もしくは前記透明弾性体の原料から作成された透明弾性体に前記光源の光を反対側から照射した状態で撮像装置が撮影した映像を画像処理する地震波探査実習プログラムを記憶する記憶媒体と、
を有する
ことを特徴とする。
【００１７】
本発明にかかる一実施形態の地震波探査実習キットは、
前記記憶媒体は、前記撮像装置が撮影した映像から前記透明弾性体の変形又は歪みによる明暗を数値化し、前記透明弾性体内の波形を取得する地震波探査実習プログラムを記憶する
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の地震波探査実習装置、地震波探査実習プログラム、地震波探査実習プログラムを記憶した記憶媒体、及び地震波探査実習キットによれば、室内で手軽に実験することができ、波の伝播の様子を一目で容易に観察して把握することができ、地球内部を伝わる波と地球内部の構造の関係を容易に理解することが可能となる。例えば、速度境界だけでなく、境界の形状、断層や散乱体の存在等の効果を調査することも可能である。また、解析可能な波形を取得することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態の地震波探査実習装置を示す概略図である。
【図２】第１実施形態の地震波探査実習装置における透過ゲルを伝播する波の時間毎の波面を示す模式図である。
【図３】図２の各仮想観測点での波形の模式図である。
【図４】第１実施形態の地震波探査実習装置の演算部によって出力された所定の仮想観測点の輝度波形を示すグラフである。
【図５】第１実施形態の地震波探査実習装置の複数の仮想観測点における輝度波形を並べた図である。
【図６】第２実施形態の地震波探査実習装置を示す概略図である。
【図７】第２実施形態の地震波探査実習装置における撮像装置が撮影した画像である。
【図８】図７の状態の第２実施形態の地震波探査実習装置における波面を示す模式図である。
【図９】第２実施形態の地震波探査実習装置における透過ゲルの時間毎の波面を示す模式図である。
【図１０】図９の各仮想観測点での波形の模式図である。
【図１１】第２実施形態の地震波探査実習装置の演算部によって出力された波形のグラフである。
【図１２】他の実施形態の地震波探査実習装置１を示す図である。
【図１３】他の例の透過ゲル３を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明にかかる地震波探査実習装置１について説明する。ここで、地震波は、弾性波の意味で用いる。
【００２１】
図１は、第１実施形態の地震波探査実習装置１を示す概略図である。
【００２２】
第１実施形態の地震波探査実習装置１は、光源２と、透過ゲル３と、撮像装置４と、演算部５と、表示部６と、記憶媒体７と、プリンタＰと、を備える。
【００２３】
光源２は、白色光源であって、透過ゲル３に白色光を照射する。なお、光源２は、単波長の光を照射するものであってもよい。
【００２４】
第１実施形態の透過ゲル３は、アガロースゲルからなる。透過ゲル３の濃度を約１ｗｔ％とすると、波の速度が４〜５ｍ／ｓとなり、波形を肉眼で観察させることが可能となる。なお、透過ゲル３の濃度は、波の速度の設定に応じて変更してもよい。なお、第１実施形態では、透明弾性体としてアガロースゲルを用いたが、他の実施形態として、透明な寒天ゲル、透明なシリコーンゲル、又は透明なゴム等を用いてもよい。なお、透過ゲル３は、弾性波速度が毎秒数メートルから数十メートルオーダーと遅い材料が好ましい。
【００２５】
撮像装置４は、毎秒２００〜１０００コマ程度の撮影が可能な市販のビデオカメラ等でよい。なお、高速撮影機能付きの産業用又は研究用高速度撮像装置であればより好ましい。
【００２６】
演算部５は、パーソナルコンピュータのＣＰＵ等から構成される。演算部５は、撮像装置４が撮影した映像を画像処理して、表示部６に出力することが可能である。また、演算部５は、透過ゲル３の予め定められた所定の位置に仮想振動計が存在するものとして、透過ゲル３の歪みによる明暗の時間変化を数値化して時間ごとの輝度値を求め、仮想振動計の位置の波形を取得することが可能である。なお、記録された映像に対して後から仮想振動計の位置を設定してもよい。
【００２７】
表示部６は、撮像装置４が撮影した映像及び演算部５が演算した演算結果等を表示するディスプレイ等から構成される。プリンタＰは、表示部６が表示した映像や演算結果を印刷する。
【００２８】
記憶媒体７は、演算部５が画像を処理するためのプログラム及び演算部５が波形を取得するためのプログラム等を記憶する。記憶媒体７は、フラッシュメモリ、ディスク又はカード等でよい。
【００２９】
このように、本実施形態の記憶媒体７は、地震波探査実習プログラムを記憶するので、様々な場所で手軽に実験することが可能となる。
【００３０】
第１実施形態の地震波探査実習装置１は、撮像装置４、演算部５、表示部６、及びプリンタＰに対して既存のものを用いてもよい。この場合、光源２と、透過ゲル３もしくは透過ゲル３の原料と、透過ゲル３もしくは透明弾性体３の原料から作成された透過ゲル３に光源２の光を反対側から照射した状態で撮像装置４が撮影した映像から透過ゲル３の歪みによる明暗を数値化し、透過ゲル３内の波形を取得する地震波探査実習プログラムを記憶する記憶媒体７と、を有する地震波探査実習キットとして用いてもよい。
【００３１】
なお、以下の実施形態でも同様に、光源２と、透過ゲル３と、記憶媒体７と、をまとめて地震波探査実習キットとして用いてもよい。また、地震波探査実習キットは、透過ゲル３を作成する前の原料の状態で提供する場合、透過ゲル３の作成時に使用する型を同梱することが好ましい。
【００３２】
このように、本実施形態の地震波探査実習キットによれば、光源２と、透過ゲル３と、地震波探査実習プログラムを記憶する記憶媒体７と、を有するので、既存の撮像装置４、
演算部５、及び表示部６を使用することができ、さらに手軽に実験することが可能となる。
次に、第１実施形態の地震波探査実習装置１の使用方法について説明する。
【００３３】
図２は、第１実施形態の地震波探査実習装置における透過ゲルを伝播する波の時間毎の波面を示す模式図である。図３は、図２の各仮想観測点での波形の模式図である。図４は、第１実施形態の地震波探査実習装置の演算部によって出力された所定の仮想観測点の輝度波形を示すグラフである。図５は、第１実施形態の地震波探査実習装置の複数の仮想観測点における輝度波形を並べた図である。
【００３４】
第１実施形態の地震波探査実習装置１では、波形を観察するために透過ゲル３を加振し、波の伝播を取得する。例えば、図２に示すように、加振点Ｓをハンマー等によって叩くと、加振点Ｓで生じた波面は、時間ｔ１からｔ４に示したように伝播する。
【００３５】
なお、第１実施形態では、ハンマー等の加振手段１１によって透過ゲル３を加振したが、他の実施形態として、予め定めた所定の振幅及び周波数で加振する加振装置を用いてもよい。また、第１実施形態では、透過ゲル３の表面を加振したが、他の実施形態として加振する位置は、透過ゲル３の側面や内部等を加振してもよい。
【００３６】
演算部５は、第１仮想観測点Ｒ１から第４仮想観測点Ｒ４に、それぞれ仮想振動計が存在するものと仮定している。そして、演算部５は、撮像装置４が撮影した映像から各点の明暗の時間変化を数値化することで、図３に示すような各仮想観測点での波形を出力する。
【００３７】
なお第１実施形態の仮想観測点は、例として、透過ゲル３の表面の４つの点を選択した。他の実施形態では、透過ゲル３内で自由に設定してよい。例えば、仮想観測点は、撮像装置４の任意のピクセルを選択して設定することも可能である。任意のピクセルの出力は、１つのピクセルの出力でもよいし、複数のピクセルの平均値を出力としてもよい。
【００３８】
表示部６は、撮像装置４が撮影した映像を表示することが可能である。例えば、表示部６が所定の時間毎の透過ゲル３の歪みによる明暗の変化をそれぞれ表示することで、波の伝播の様子を観察させることが可能となる。なお、透過ゲル３の弾性波速度が毎秒数メートルから数十メートルオーダーと遅いため、表示部６を用いず、肉眼での直接観察も可能である。
【００３９】
また、表示部６は、演算部５が演算したグラフ等を表示することもできる。例えば、表示部６は、図４に示すような所定の位置での輝度波形を示すグラフを表示することも可能である。さらに、表示部６は、図５に示すように、複数の波形を並べて表示させることも可能である。
【００４０】
このように、地震波探査実習装置１によれば、室内で手軽に実験することができ、波の伝播の様子を観察し、解析可能な波形を出力することができる地震波探査実習装置を提供することが可能となる。
【００４１】
次に、第２実施形態の地震波探査実習装置１について説明する。
【００４２】
図６は、第２実施形態の地震波探査実習装置１を示す概略図である。
【００４３】
第２実施形態の地震波探査実習装置１は、透過ゲル３を第１透過ゲル３ａと第２透過ゲル３ｂの２層で形成したものであり、他の構成は第１実施形態の地震波探査実習装置１と
同様である。第２実施形態の地震波探査実習装置１の第１透過ゲル３ａと第２透過ゲル３ｂは、弾性率が異なり、第２透過ゲル３ｂの弾性波速度Ｖ2の方が第１透過ゲル３ａの弾
性波速度Ｖ1よりも速い材料を用いる。
【００４４】
次に、第２実施形態の地震波探査実習装置１の使用方法について説明する。
【００４５】
図７は、第２実施形態の地震波探査実習装置における撮像装置が撮影した画像である。図８は、図７の状態の第２実施形態の地震波探査実習装置における波面を示す模式図である。図９は、第２実施形態の地震波探査実習装置における透過ゲルの時間毎の波面を示す模式図である。図１０は、図９の各仮想観測点での波形の模式図である。図１１は、第２実施形態の地震波探査実習装置の演算部によって出力された波形のグラフである。なお、図９において、太い実線は波形、一点鎖線の矢印は直接波の波線、二点鎖線の矢印は屈折波の波線を示す。
【００４６】
第２実施形態の表示部６は、撮像装置４が撮影した映像を表示することが可能である。例えば、図７に示すように、表示部６が所定の時間毎の撮像装置が撮影した画像をそれぞれ表示することで、波の伝播の様子を観察することが可能となる。なお、透過ゲル３の弾性波速度が毎秒数メートルから数十メートルオーダーと遅いため、表示部６を用いず、肉眼での直接観察も可能である。
【００４７】
第２実施形態の地震波探査実習装置１では、図７を模式した図８に示すように、透過ゲル３を第１透過ゲル３ａと第２透過ゲル３ｂの２層で形成したので、第１透過ゲル３ａを直接伝播する直接波と、第１透過ゲル３ａ及び第２透過ゲル３ｂを伝播する屈折波と、が生じる（非特許文献３参照）。そして、加振点Ｓから生じた波は、図９に示すように、第１透過ゲル３ａ及び第２透過ゲル３ｂを伝播する。
【００４８】
なお、第２実施形態では、ハンマー等によって透過ゲル３を加振したが、他の実施形態として、予め定めた位置を予め定めた所定の振幅と周波数で加振する加振装置を用いてもよい。また、第２実施形態では、第１透過ゲル３ａの表面を加振したが、他の実施形態として、第１透過ゲル３ａ若しくは第２透過ゲル３ｂの側面や内部等を加振してもよい。
【００４９】
演算部５は、第１仮想観測点Ｒ１から第４仮想観測点Ｒ４に、それぞれ仮想振動計が存在するものと仮定している。そして、演算部５は、撮像装置４が撮影した映像から各点の明暗の時間変化を数値化することで、波の伝播による透過ゲル３の変形又は歪みを取得し、各仮想観測点の波形を取得する。なお、仮想観測点は、撮像装置４の任意のピクセルを選択して設定することも可能である。任意のピクセルの出力は、１つのピクセルの出力でもよいし、複数のピクセルの平均値を出力としてもよい。
【００５０】
図９及び図１０に示すように、加振点Ｓから生じた波は、加振点Ｓから第４仮想観測点Ｒ４の手前の位置までは、直接波が屈折波よりも速く到達する。また、第４仮想観測点Ｒ４では、時間ｔ６で、直接波と屈折波が同時に到達する。そして、第４仮想観測点Ｒ４より遠い位置では、屈折波が直接波よりも速く到達する。
【００５１】
また、表示部６は、演算部５が演算したグラフ等を表示することもできる。例えば、表示部６は、図１１に示すような複数の仮想観測点における輝度波形を並べたグラフを表示することも可能である。
【００５２】
そして、図１１のグラフから距離ｘ÷時間ｔを計算することで、波の速さＶを求めることが可能となる。例えば、図１１のグラフを読み取ると、直接波は、Ｔ1＝ｘ／Ｖ1となり、屈折波は、Ｔ2＝ｘ／Ｖ2＋Ｔ0となる。
【００５３】
さらに、以下の式（１）から第１透過ゲル３ａの層の厚さＨを求めることが可能となる。
【数１】
2015055760.tif 000003
【００５４】
このように、第１透過ゲル３ａの層の厚さＨと第１透過ゲル３ａの速度Ｖ1及び第２透
過ゲル３ｂの速度Ｖ2を求めることで、地球内部の層の厚さと速度を求めることを模擬す
ることが可能となる。
【００５５】
このように、第２実施形態の地震波探査実習装置１によれば、室内で手軽に実験することができ、波の伝播の様子を観察し、解析可能な波形を出力することが可能な地震波探査実習装置を提供することが可能となる。また、透過ゲル３を２つの層とすることで、波の伝播の様子を観察し、波形を解析することが可能となり、地球内部のような波の伝播速度の異なる層の構造を模擬することが可能となる。
【００５６】
図１２は、他の実施形態の地震波探査実習装置１を示す図である。
【００５７】
図１２に示す他の実施形態の地震波探査実習装置１は、第１実施形態及び第２実施形態の地震波探査実習装置１の構造に加えて、透過ゲル３を支持する支持部材１０と、撮像装置側偏光板８と、光源側偏光板９と、を備える。なお、支持部材１０、撮像装置側偏光板８、及び光源側偏光板９は、すべてを備える必要はなく、個別に備えてもよい。
【００５８】
支持部材１０は、透過ゲル３の光源２側及び撮像装置４側の両側に接触して透過ゲル３を支える。支持部材１０は、透過ゲル３が軟らかく、自立が困難で不安定な場合に、透過ゲル３を支えることができ、透過ゲル３を安定に支持することが可能となる。
【００５９】
また、図１２に示す実施形態では、透過ゲル３の光弾性を利用するので、透過ゲル３の歪みに応じて複屈折した光を干渉させることによって、明暗が変化する。
【００６０】
撮像装置側偏光板８は、撮像装置４と透過ゲル３の間に設置される。偏光板は、円偏光板、又は直線偏光板のいずれでもよい。撮像装置側偏光板８を設置することで、透過ゲル３の歪みによって生じる明暗を明確にすることができ、撮像装置４によって波面を明確に撮影することが可能となる。
【００６１】
光源側偏光板９は、光源２と透過ゲル３の間に設置される。偏光板は、円偏光板、又は直線偏光板のいずれでもよいが、撮像装置側偏光板８との関係を考慮して選択することが好ましい。光源側偏光板９を設置することで、透過ゲル３の歪みによって生じる明暗を明確にすることができ、撮像装置４によって波面を明確に撮影することが可能となる。
【００６２】
図１３は、他の例の透過ゲル３を示す図である。
【００６３】
透過ゲル３は、弾性率の異なる複数の領域が存在してもよい。また、透過ゲル３は、２層に限らず、３層又は４層以上であってもよい。さらに、弾性率が異なる透過ゲル３の境界は、平面でなくてもよい。例えば、図１３に示すように、透過ゲル３には、気体や液体で満たされた領域３１、切り込み３２、石又はガラス等の異物３３が存在してもよい。
【００６４】
このように、本実施形態の地震波探査実習装置１によれば、光源２と、光源２に隣接して配置される透過ゲル３と、透過ゲル３に対して光源２と反対側に配置され、透過ゲル３を撮影する撮像装置４と、撮像装置４が撮影した映像を画像処理する地震波探査実習プログラムを記憶した記憶媒体７と、記憶媒体７に記憶された地震波探査実習プログラムを演算処理する演算部５と、演算部５によって画像処理された映像を表示する表示部６と、を備えるので、室内で手軽に実験することができ、波の伝播の様子を一目で容易に観察して把握することができ、地球内部を伝わる波と地球内部の構造の関係を容易に理解することが可能となる。また、透過ゲル３の弾性波速度が毎秒数メートルから数十メートルオーダーと遅いため、表示部６を用いず、肉眼での直接観察も可能である。
【００６５】
また、本実施形態の地震波探査実習装置１によれば、記憶媒体７は、撮像装置４が撮影した映像から透過ゲル３の歪みによる明暗を数値化し、透過ゲル３内の波形を取得する地震波探査実習プログラムを記憶するので、波形を解析することが可能となる。
【００６６】
また、本実施形態の地震波探査実習装置１によれば、透過ゲル３は、弾性率の異なる複数の領域からなるので、異なる層内の波の伝播の様子を観察し、波形を解析することが可能となり、地球内部のような速度の異なる層の構造を模擬することが可能となる。
【００６７】
また、本実施形態の地震波探査実習装置１によれば、撮像装置４と透過ゲル３の間に設置される撮像装置側偏光板８と、光源２と透過ゲル３の間に設置される光源側偏光板９を備えるので、透過ゲル３の歪みによって生じる明暗をより明確にすることができ、撮像装置４によって波面をより明確に撮影することが可能となる。
【００６８】
また、本実施形態の地震波探査実習装置１によれば、透過ゲル３を支持する支持部材１０を備えるので、透過ゲル３が軟らかく、自立が困難で不安定な場合に、透過ゲル３を支えることができ、透過ゲル３を安定に支持することが可能となる。
【００６９】
さらに、本実施形態の地震波探査実習プログラムによれば、光源２と、光源２に隣接して配置される透過ゲル３と、透過ゲル３に対して光源２と反対側に配置され、透過ゲル３を撮影する撮像装置４と、撮像装置４が撮影した映像を処理する演算部５と、演算部５によって画像処理された映像を表示する表示部６と、を備える地震波探査実習装置１に用いられ、演算部５によって処理され、撮像装置４が撮影した映像を画像処理するので、室内で手軽に実験することができ、波の伝播の様子を一目で容易に観察して把握することができ、地球内部を伝わる波と地球内部の構造の関係を容易に理解することが可能となる。
【００７０】
また、本実施形態の地震波探査実習プログラムによれば、前記演算部によって処理され、撮像装置４が撮影した映像から透過ゲル３の歪みによる明暗を数値化し、透過ゲル３内の波形を取得するので、波形を解析することが可能となる。
【００７１】
さらに、本実施形態の記憶媒体７は、前記地震波探査実習プログラムを記憶するので、様々な場所で手軽に実験することが可能となる。
【００７２】
さらに、本実施形態の地震波探査実習キットによれば、光源２と、透過ゲル３もしくは透過ゲル３の原料と、透過ゲル３もしくは透過ゲル３の原料から作成された透過ゲル３に光源２の光を反対側から照射した状態で撮像装置４が撮影した映像を画像処理する地震波探査実習プログラムを記憶する記憶媒体７と、を有するので、既存の撮像装置４、演算部５、及び表示部６を使用することができ、室内でさらに手軽に実験することができ、波の伝播の様子を一目で容易に観察して把握することができ、地球内部を伝わる波と地球内部の構造の関係を容易に理解することが可能となる。
【００７３】
また、本実施形態の地震波探査実習キットによれば、記憶媒体７は、撮像装置４が撮影した映像から透過ゲル３の歪みによる明暗を数値化し、透過ゲル３内の波形を取得する地震波探査実習プログラムを記憶するので、波形を解析することが可能となる。
【００７４】
なお、本実施形態によって本発明は限定されるものではない。すなわち、実施形態の説明に当たって、例示のために特定の詳細な内容が多く含まれるが、これらの詳細な内容に色々なバリエーションや変更を加えたり、各内容を選択して組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００７５】
１…地震波探査実習装置
２…光源
３…透過ゲル（透明弾性体）
４…撮像装置
５…演算部
６…表示部
７…記憶媒体
８…撮像装置側偏光板
９…光源側偏光板
１０…支持部材
１１…加振手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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