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高中職組
「 DNA繞射與普朗克常數的邂逅」

  • 參賽者:
    • 嘉義縣立永慶高級中學(含附中) 陳祐鈞 同學
    • 嘉義縣立永慶高級中學(含附中) 陳奕豪 同學
    • 嘉義縣立永慶高級中學(含附中) 朱珮綸 同學
    指導老師:
    • 嘉義縣立永慶高級中學(含附中) 方文宗 老師
  • 作品說明

    探究與實作中,我們使用了生活中常見的雷射筆想確認在產生繞射的情況下,是否符合普朗克-愛因斯坦關係式,即E=hν。在雷射筆部分,實驗設計上,利用光的繞射原理,藉由DNA繞射模擬實驗組將光打在內徑極小的彈簧上,屏幕會顯現出其似DNA外型的X型光點,透過測量兩暗紋中點的距離,計算波長等數值,進而比較與普朗克常數的理論值和實際值的誤差。

    然而,在測量方面,我們竭盡所能將數據準確化。我們使用USB數位顯微鏡測量亮紋間距,但因器材會擋到光點的呈現,因此,我們設計了3D列印三角體(與地面夾60°角),如此便可使其不受影響,但所測量之數值會因斜面而導致亮帶變長,故乘上cos60°才是準確的暗紋間隔數值(Δy),再以捲尺測量狹縫至屏幕的距離(L)。

    最後將個數值代入公式(2n+1)λ(波長)/2 = a(狹縫寬度)*Δy(第n亮帶寬度)/L(狹縫至屏幕距離),便可求出波長,再反推即可求得普朗克常數。以不同色光重複實驗,探討不同色光的差異,進而比較準確值。


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