利用实物投影机测量红外线及可见光的波长.PDFVIP

物理教育學刊物理教育學刊 71 利用實物投影機測量紅外線及可見光的波長 Chinese Physics EducationChinese Physics Education 2008,2010, 第九卷第一期第十一卷第一期, 1-16, 57-62 2010, 11(1), 57-622008, 9(1), 1-16 利用實物投影機測量紅外線及可見光的波長 李文堂 國立嘉義高中 （投稿日期：民國98 年 10 月 30 日，修訂日期：99 年 03 月 15 日，接受日期：99 年 03 月 29 日） 摘要 ：將發光二極體(LED)及紅外線二極體(IREED)並聯放在實物投影機的平台上，並 在二極體旁置放一把尺，在投影機的 CCD 鏡頭前黏貼一片光柵。逐漸調高連接二極體 的電壓，銀幕上會先出現 IRED 的白色亮點，接著出現紅色亮點，最後出現藍色亮點。 直接從銀幕上測量亮點間的距離，可以測量紅外線和可見光的波長。本教具除了可以 作為演示教學外，還可以讓學生分組操作實驗。 關鍵詞 ：實物投影機、紅外線、CCD ∆y 一般家電用品像電視、冷氣、音響和電 距離 ∆y ， 可求出θ ，由光柵的 tanθ 扇的遙控器所發射的紅外線，波長比可見光 繞射公式： r 長，肉眼看不見。在物理教學上，常提到紅 d sinθ mλ(m 0,±1,±2...) …(1) 可求出 外線；利用學校既有的視聽設備，製作成教 波長。 具，讓學生能測量紅外線和可見光的波長。 像燈泡、LED 等發出的可見光 LED 的亮 可見光的波長 375nm 至 700nm；近紅外 度比雷射光小，若沒有暗室設備，在光屏上 線波長 700nm 至 1000nm。數位相機、攝影機、 無法呈現繞射涉圖樣。如圖二所示，可見光 監控器、網路攝影機(Web. Cam.)和實物投影 經距離 r 後照射光柵，形成繞射涉條紋，進 機等都配有「電荷耦合二極體」(Charged 入緊貼著光柵的眼睛，由於光的可逆性，眼 coupled device, CCD)可把肉眼看不見的紅外 睛在前方的尺上，可看到繞射的條紋。 線轉成可看到的白色亮點。 將 LEDs 及 IREED 並聯放在實物投影機 圖 1 所示為物理課本所用來測量光波波 的平台上，並在二極體旁置放一把尺，在投 長的方法：已知波長 λ的雷射光，照射狹縫 影機的 CCD 鏡頭前黏貼一片光柵，CCD 如 距離 d 的光柵，在屏上出現亮點，光柵到屏 同圖 2 的眼睛，所以在銀幕上出現繞射的亮 的距離 r ，繞射角θ ，測量屏上相鄰兩亮點的 點，直接可在銀幕上測得相鄰兩亮點的距離 58 李文堂