"光學現象與探討" 修訂間的差異

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== 現象說明： ==
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== 現象說明==
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當一平行光束斜向入射在一壓克力圓板，部分光線會折射並透射至平板另一側，另一部分光線則會被反射。若在反射線路徑上架設一屏幕(如圖一)，則能在屏幕上發現與圖二相似的現象。由實驗觀察可以發現圖中的光點，其亮度與相對位置都會受到壓克力圓板影響而有所不同。試探討此現象成因。
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當一平行光束斜向入射在一壓克力圓板，部分光線會折射並透射至平板另一側，另一部分光線則會被反射。若在反射線路徑上架設一屏幕(如圖一)，則能在屏幕上發現與圖二相似的現象。由實驗觀察可以發現圖中的光點，其亮度與相對位置都會受到壓克力圓板影響而有所不同。試探討此現象成因。<br>
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可以用引導式的方式說明主題現象（影片、漫畫或實驗）
  
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== 初探與假說：（此為引導，學習者必須要提出合理的假說）==
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== 探究問題（此為引導，學習者必須要提出合理的假說）==
  
 
*2.1 思考教師展示雷射打到鏡子與水中的現象，屬於反射還是折射? 並說明相關的物理。
 
*2.1 思考教師展示雷射打到鏡子與水中的現象，屬於反射還是折射? 並說明相關的物理。
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*2.5 從小組內討論的結果，思考用適當的物理量，做線性回歸並分析得到平板折射率n值
 
*2.5 從小組內討論的結果，思考用適當的物理量，做線性回歸並分析得到平板折射率n值
  
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== 設計實驗與執行 ==
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== 實作項目==
 
*3.1設計出一項實驗，探究雷射入射角θ和屏幕兩光點距離X的關係。  
 
*3.1設計出一項實驗，探究雷射入射角θ和屏幕兩光點距離X的關係。  
 
**3.1.1實驗數據圖  
 
**3.1.1實驗數據圖  
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*3.2取適當的物理量，線性回歸分析得出壓克力圓板折射率n值。  
 
*3.2取適當的物理量，線性回歸分析得出壓克力圓板折射率n值。  
 
**3.2.1實驗數據圖  
 
**3.2.1實驗數據圖  
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**<img  src='https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a4/%E5%85%89%E5%AD%B8%E7%8F%BE%E8%B1%A1%E8%88%87%E6%8E%A2%E8%A8%8E%E5%9C%96%E7%89%874.png'/>
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於 2021年5月28日 (五) 02:44 的最新修訂

原始設計者：彰師大


當一平行光束斜向入射在一透明有厚度之固體平板，部分光線會折射並透射至平板另一側，另一部分光線則會被反射。屏幕上的圖形亮度與相對位置都會受到透明平行板影響而有所不同。試探討此現象成因。


實驗材料：

  • 1. 固定鐵架座 1個
  • 2. 鐵柱 3個
  • 3. 固定夾 3個
  • 4. 游標卡尺 1支
  • 5. 壓克力圓板(單面鍍膜) 1個
  • 6. 油性細簽字筆 1支
  • 7. 方格紙 數張
  • 8. 紅光雷射筆 1支
  • 9. 長尾夾 5個
  • 10. 硬紙板 1張
  • 11. 鉛錘 1顆
  • 12. 三角板 1組


現象說明

當一平行光束斜向入射在一壓克力圓板，部分光線會折射並透射至平板另一側，另一部分光線則會被反射。若在反射線路徑上架設一屏幕(如圖一)，則能在屏幕上發現與圖二相似的現象。由實驗觀察可以發現圖中的光點，其亮度與相對位置都會受到壓克力圓板影響而有所不同。試探討此現象成因。


可以用引導式的方式說明主題現象（影片、漫畫或實驗）

探究問題（此為引導，學習者必須要提出合理的假說）

  • 2.1 思考教師展示雷射打到鏡子與水中的現象，屬於反射還是折射? 並說明相關的物理。
  • 2.2 思考教師展示雷射打到壓克力圓板，屏幕上看到的圖形是屬於繞射還是干涉?
  • 2.3 讓學生實驗雷射打到壓克力圓板，詳述實驗步驟，並從實驗中觀察雷射入射角θ和屏幕兩光點距離X的定性關係為何? (入射角度變大，兩點距離變小還是變大?)
  • 2.4 從光路思考屏幕兩光點距離X、入射角θ、平板折射率n和平板厚度t的關係式。小組討論後並每組給予五分鐘內發表討論結果。
  • 2.5 從小組內討論的結果，思考用適當的物理量，做線性回歸並分析得到平板折射率n值

實作項目

  • 3.1設計出一項實驗，探究雷射入射角θ和屏幕兩光點距離X的關係。
    • 3.1.1實驗數據圖


  • 3.1.2分析實驗結果


  • 3.2取適當的物理量，線性回歸分析得出壓克力圓板折射率n值。
    • 3.2.1實驗數據圖


  • 3.2.2分析實驗結果

分析與結論

  • 4.1 能從前述所記錄數據與繪製的數據圖中，分析出相關趨勢，結論出可能之定性關係。
  • 4.2 能進一步從記錄之數據與繪製之數據圖中，粹取出相關重要物理量，進一步繪製關係圖，結論出定量關係式。
  • 4.3 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 複習司乃耳定律(Snell’s law )和反射定律。
  • 5.2 從現象觀察中，分辨干涉與繞射。
  • 5.3 利用現有器材資源，與學習到的知識，設計實驗求得出折射率n。考驗學生能否融會貫通，以及取適當物理量來實驗分析。
  • 5.4 讓學生學習科學素養，即探究現象、提出假說、實驗證明假說，最後精緻化結果。

參考資料

[1] 2016科學能力競賽題目

取自 "http://science4everyone.net/MediaWiki/index.php?title=光學現象與探討&oldid=6221"