檢視利用光源投影測量表面張力的原始碼

<table style='border:none'>
<tr>
<td style="vertical-align:text-top;">
<font size="4" color="blue">利用喇叭在液體表面產生毛細波(capillary wave)並利用光源投影的方式測量波長進而求得表面張力。</font>


<font size="4"></font>
</td>
<td rowspan="2">

<div style="border-style: double;">
實驗材料：
*1.7吋喇叭 1個
*2.雙面膠(勿貼在隔板上)與無痕膠帶各1 卷
*3.訊號產生器1 台
*4.壓克力盒1 個
*5.壓克力板1個
*6.計算機1 台
*7.尺1 個
*8.白紙5 張
*9.漆包線1條
*10.支架2 組包含菱形夾與三叉夾各2 個
*11.BNC 線1 條
*12.電源線1 條
*13.木塊 14個
*14.燈源1個
*15.剪刀1 把
*16.抹布1 條
*17.塑膠收納盒1 個

</div>

</td>
</tr>
<tr>
<td>
</td>
</tr>
</table>
<hr>



==	現象說明： ==

<img style="height:20%;" src='https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/6d/%E5%88%A9%E7%94%A8%E5%85%89%E6%BA%90%E6%8A%95%E5%BD%B1%E6%B8%AC%E9%87%8F%E8%A1%A8%E9%9D%A2%E5%BC%B5%E5%8A%9B-4.jpg'/>　<img style="width:50%;" src='https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/59/%E5%88%A9%E7%94%A8%E5%85%89%E6%BA%90%E6%8A%95%E5%BD%B1%E6%B8%AC%E9%87%8F%E8%A1%A8%E9%9D%A2%E5%BC%B5%E5%8A%9B-3.jpg'/>




==	探究問題：（此為引導，學習者必須要提出合理的假說）==

*2.1思考點波源在水中如何形成水波。
*2.2思考毛細波與繩波的共通點。
*2.3思考繩波波長的定義與測量。
*2.4思考毛細波波長的定義與測量。
*2.5思考如何藉由投影的方式得到毛細波波長。
 
==	實作項目 ==
*3.1試著取適當的物理量，線性回歸出表面張力 
**3.1.1實驗數據圖 
<img  src='https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/87/%E5%88%A9%E7%94%A8%E5%85%89%E6%BA%90%E6%8A%95%E5%BD%B1%E6%B8%AC%E9%87%8F%E8%A1%A8%E9%9D%A2%E5%BC%B5%E5%8A%9B-2.png'/>
:*3.1.2分析實驗結果 

==	分析與結論==

*4-1 能藉由觀察公式來推論並分析出相關趨勢線。
*4-2 能從所記錄數據與繪製的數據圖中，瞭解還有需要設計實驗與執行的項目。



==	教學目標與評量==

*5.1	利用現有器材資源，與學習到的知識。考驗學生能否融會貫通，以及取適當物理量來實驗分析。
*5.2	讓學生學習科學素養，即探究現象，最後精緻化結果。

==參考資料==
Problem for the IYPT 2014 http://iypt.org/Home

==參考說明==
*2.1思考點波源在水中如何形成水波。
:藉由示範影片中以常見的點波源去擾動水面形成水波，再進而引導學生認識到水波的形成主要原因，主要是因為水分子彼此間之吸引力所引起的表面張力。

*2.2思考毛細波與繩波的共通點。
:手拉動繩子產生繩波，如同這實驗的漆包線拉動水波表面產生水波，表面張力波其實就類似水面上的漣漪，產生原因也包含表面張力，如同上下振動繩子產生繩波一般，繩波波速和繩張力、線密度相關，漣漪的波速也和表面張力、液體密度相關。

*2.3思考繩波波長的定義與測量。
:複習過去所學波的單元內容，引導學生說出波的構造有波峰、波谷、振福，再進而得出兩波峰或者兩波谷間的距離為繩波波長。

*2.4思考毛細波波長的定義與測量。
:由於毛細波在水表面傳遞會造成水面上下震盪，將相鄰且有相同的震盪相位的波連線會形成一波前，兩相鄰波前之距離就剛好為毛細波波長。

*2.5思考如何藉由投影的方式得到毛細波波長。
:將一光源擺放於水波槽下方並將一白紙至於水波槽上方，當光源透過波谷時會匯聚在白紙上形成亮紋，則當光源透過波谷時會發散所以在白紙上形成暗紋，再去量測所觀測到之兩亮紋或兩暗紋間距就可以得毛細波波長。



*3.1	試著取適當的物理量，線性回歸出表面張力
**3.1.1 實驗數據圖
<img style="width:700px;" src='https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/56/%E5%88%A9%E7%94%A8%E5%85%89%E6%BA%90%E6%8A%95%E5%BD%B1%E6%B8%AC%E9%87%8F%E8%A1%A8%E9%9D%A2%E5%BC%B5%E5%8A%9B1.png'/>

:*3.1.2	分析實驗結果
::表面張力實驗值= 0.07 N/m，30°C 條件下理論值=0.0710 N/m，誤差1.41%