第五章 結論與建議
第三節 未來建議
根據本論文研究可以發現探究與實作課程─「螺旋結構繞射」能大幅提升學生的學 習表現，但跟局研究的結果未來在實施本課程時應安排充足之授課時數，並且於課程一 開始加入些許先備知識的教學，能使教學成果更顯著。最後於實驗開始前亦需要提供學 生豐富的測量工具，讓學生根據自己的實驗訴求進行工具選擇。
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參考文獻
中文部分：
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附錄一：課後學習單
活動 1：認識繞射
1. 以「直線型起波器」振動水面，可以產生直線形狀的行進波，請觀察行進中波前的 形狀，請寫下你的發現？根據你的觀察，你想提出的問題是…？
2. 以「點狀起波器」振動水面，可以產生圓形的行進波，請觀察行進中波前的形狀，
是不是也有相同的結果？請猜猜看，為什麼會這樣？
3. 以「兩個點狀起波器」振動水面，請觀察水波槽中水面的波形分布圖案，請說出你 看到什麼？請猜猜看，為什麼會這樣？
4. 要解釋問題(1) ﹠(2)，請 1〜4 組的同學上網查詢「惠更斯原理」並和同學討論，
請寫下討論的結果並上台與同學分享你們的看法。
5. 要解釋問題(3)，請 5〜8 組的同學上網查詢「重疊原理」並和同學討論，請寫下討 論的結果並上台與同學分享你們的看法。
6. 若以雷射光照射雙狹縫，請你預測你將在光屏看到什麼樣的現象？
7. 若以雷射光照射雙狹縫，請觀察光屏並記錄觀察結果。根據你的觀察，你想提出的 問題是…？
※由於雷射光源的亮度很強，所以不可以直視光源，也不要久看屏幕，以免 視網膜受損。
8. 如何說明光屏上為什麼會出現這樣的圖案？
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9. 請同學上網查詢並寫下「繞射（英語：diffraction）」的意思。
10. 請同學利用水波槽觀察水波經過狹縫的繞射現象，你覺得該如何解釋你看到的現 象？
11. 你覺得那些是影響「繞射明不明顯的程度」的變因？
12. 請你利用水波經過狹縫的實驗操作，找出「水波經過狹縫後能出現明顯的繞射現象」
的方法。
13. 請同學上網查詢生活中還有哪些現象與繞射有關？並上台報告與同學分享。
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活動 2：認識光的繞射
1. 下圖(1)為光照射「單狹縫」所形成的繞射條紋。如何安排實驗裝置才能在光屏上看 到單狹縫繞射條紋？請討論並畫出你們設計的實驗裝置圖。
（圖 1）
2. 觀察上圖(1)的繞射條紋，中間較寬的明亮部分稱為中央亮紋，中央亮紋兩旁各有一 系列暗線、亮紋，中央亮紋兩旁的其他暗、亮條紋，依序編號為第一暗線（或第一 亮紋）、第二暗線（或第二亮紋）…。
※ 由於雷射光源的亮度很強，因此建議不要久看繞射條紋，以免視網膜受損。
問題
(1) 請你紀錄觀察的結果並彼此討論，上台報告你們的發現。
(2) 請利用上週學習的概念，說明光屏上的繞射條紋為什麼會出現這樣的明暗分布的原 因。
(3) 若要你再為「繞射」做一次的定義或說明，你想怎麼說？
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活動 3:尋找影響單狹縫繞射中央亮帶寬度的變因 由《活動 2》中各組建構的實驗裝置簡圖如下：
若定義：
(1)入射光波長為λ (2)狹縫寬度為 b，
(3) LASER 與狹縫的距離為 S (4)屏幕與狹縫的距離為 r
(5)暗紋中線距離中心軸的距離為 y
(6)中央亮帶兩旁暗紋中線間的寬度為中央亮帶的寬度為Δy 問題
請動手操作實驗器材並仔細觀察後，寫下影響「繞射條紋中央亮帶寬度」的變因有哪些？
並上台報告你們的結果。
L 狹 屏
屏
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活動 4： 尋找單狹縫繞射實驗中，光屏與狹縫間的距離 r 與中央亮帶的寬度Δy 的數學關係。
問題 1
若想知道「屏幕與狹縫間距 r」與「中央亮帶的寬度Δy」的數學關係，實驗該如何操 作？請在下表中記錄實驗的控制變因(需記錄數值)、操縱變因、應變變因。
※由於雷射光源的亮度很強，因此建議不要久看，以免視網膜受損，可以用手 機拍攝好照片後，再從照片中讀取數據。
請討論實驗中該記錄那些數據？如何記錄那些數據？如何分析數據？
數據圖名稱：
趨勢線方程式：
錯 誤 ! 物 件 無 法 用 編 輯 功 能 變 數 代 碼 來 建 立 。
問題 2
根據數據分析，請寫出「屏幕與狹縫間距 r」與「中央亮帶的寬度Δy」的數學關係式。
控制變因(需記錄數值) 操縱變因 應變變因
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活動 5：尋找單狹縫繞射實驗中，狹縫的寬度 b 與中央亮帶的寬度Δy的數學關 係。
問題 1
若想知道「狹縫的寬度 b」與「中央亮帶的寬度Δy」的數學關係，實驗該如何操作？
請在下表中記錄實驗的控制變因(需記錄數值)、操縱變因、應變變因。
請討論實驗中該記錄那些數據？如何記錄那些數據？如何分析數據？
數據圖名稱：
趨勢線方程式：
錯 誤 ! 物 件 無 法 用 編 輯 功 能 變 數 代 碼 來 建 立 。
問題 2
根據數據分析，請寫出「狹縫寬度 b」與「中央亮帶的寬度Δy」的數學關係式。
問題 3
根據活動 4 ﹠活動 5，請寫Δ 與 r、b 的數學關係式。 y
問題 4
根據問題 3 的結果，請檢查Δ 與 r、b 的數學關係式中，等號兩邊物理量單位的關係。y 根據以上結果，請想想看除了 r、b 是影響Δ 的變因外，我們還漏掉了什麼變因？y
控制變因(需記錄數值) 操縱變因 應變變因
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活動 6： 尋找單狹縫繞射實驗中，雷射光的波長與中央亮帶的寬度Δ y 的數學關係。
因次分析
利用 EXCEL 求出公式常數練習實驗：單擺
l g T (l/g)^1/2 T
數據圖名稱：
趨勢線方程式：
錯 誤 ! 物 件 無 法 用 編 輯 功 能 變 數 代 碼 來 建 立 。
活動 7：建構單狹縫繞射實驗中，中央亮帶的寬度Δ 的數學公式。y 問題 1
請根據《活動 4〜6》中的探索過程，歸納出繞射條紋的中央亮帶寬度Δy的數學關係式。
問題 2
請各組討論「如何確定《問題 1》中央亮帶寬度Δy的數學關係式中的常數 k」？過程中 需要知道那些物理量？
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問題 3
根據《問題 2》的討論結果，請完整記錄你們求得 k 值的過程（請自行設計所需的表格 並紀錄完整數據）。
問題 4
想想看，「繞射條紋的中央亮帶寬度Δy的數學關係式」在生活中可有哪些應用？
問題 5
你能利用之前探究歷程所得的結果，求出綠色雷射筆的綠光波長？請寫下完整過程。
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活動 8：狹縫與細線的比較。
問題 1
在單狹縫繞射實驗中，我們若將狹縫片上的「單狹縫」改成「與狹縫同粗
在單狹縫繞射實驗中，我們若將狹縫片上的「單狹縫」改成「與狹縫同粗