物理教學演示再進化- 即時數位分析技術 楊仲準 中原大學物理系 物理教學演示再進化- 即時數位分析技術 楊仲準 中原大學物理系 Department of Physics, Chung Yuan Christian University
Outline 1. Introduction 2. Examples a.拋體問題 3. Demonstration a. Tracker軟體的介紹 b. Tracker軟體的取得 c. Tracker軟體的準備 2. Examples a.拋體問題 b.二維碰撞 c.沙擺 d.光譜分析 3. Demonstration Department of Physics, Chung Yuan Christian University
Tracker軟體的介紹 1. Tracker軟體是一個建立於Open Source Physics (OSP) Java 架構下的免費影像分析與建模工具。 2. 透過影像的捕捉，定位影像的時空位置，便可以用來分析運動學模式、光譜。 Department of Physics, Chung Yuan Christian University
Tracker軟體的介紹 Department of Physics, Chung Yuan Christian University 2013物理年會 物理教育類優勝 2014物理年會 物理教育類優勝 Department of Physics, Chung Yuan Christian University
Tracker軟體的取得 1. Tracker軟體可以由”http://www.cabrillo.edu/~dbrown/tracker/”網頁下載。 適合的作業系統有Windows、MacOS、Linux。 2.全中文圖文並茂，一步步指引無痛Tracker軟體學習使用手冊可以在”http://140.135.72.1/~QMLab/AssistanceHandBook/Tracker%E8%BB%9F%E9%AB%94%E5%AE%89%E8%A3%9D%E8%88%87%E4%BD%BF%E7%94%A8.pdf”取得。或是e-mail: chunchuenyang@cycu.edu.tw索取。 Department of Physics, Chung Yuan Christian University
Tracker軟體的準備 Tracker軟體需要準備一個良好的錄影檔案。在一般的運動學實驗中，大至需要準備如圖： Webcam 黑色或是素色布幕 布尺 乒乓球 秤 鋼珠 水平儀 3M透明膠帶 筆電 線 數位相機 其中Webcam與數位相機只要有其中一個可供錄影即可。電腦中需要Tracker軟體與一個可以錄影的程式(使用Webcam的話，一般Webcam均有附），如果用數位相機就不需錄影程式。 Department of Physics, Chung Yuan Christian University
Examples Department of Physics, Chung Yuan Christian University
拋體問題 Department of Physics, Chung Yuan Christian University
二維碰撞 Department of Physics, Chung Yuan Christian University
沙擺 Department of Physics, Chung Yuan Christian University x0 = -0.0382 ± 0.0005 m Ax = 0.3405 ± 0.0007 m ωx = 0.7349 ± 0.0002 rad/sec ϕx = 2.2721 ± 0.0039 rad x=x0 + Axsin (ωxt + ϕx) y=y0 + Aysin(ωyt + ϕy) y0 = 0.0127 ± 0.0002 m Ay = 0.1498 ± 0.0003 m ωy = 1.0343 ± 0.0002 rad/sec ϕy = 2.559 ± 0.004 rad Department of Physics, Chung Yuan Christian University
光譜分析 Department of Physics, Chung Yuan Christian University
光譜分析 4. 光譜分析 這次使用http://www.cabrillo.edu/~dbrown/tracker/網站的運動學錄影檔： spectroscopy_videos.zip來作為範例。 這個檔案中包含了許多錄影片段。為了研究為光譜問題，因此選擇了3500K_fluor_lamp_color.mov這一個螢光燈的光譜，來做為分析的影片。同時透過此一案例的分析，了解Tracker所具有的光譜儀模擬功能。 基礎的概念為，使用紅光(650 nm)與綠光(532 nm)雷射代替傳統的汞燈特徵光譜。去校正所收集的光譜波長。 一般可將待測入射光與紅綠雷射光同時透過狹縫組，並入射到光柵或是三稜鏡將光譜分光。 狹縫1 狹縫2 光柵 650 nm 入射光譜 532 nm 收到的光譜 紅、綠雷射光 Department of Physics, Chung Yuan Christian University
光譜分析 Department of Physics, Chung Yuan Christian University
光譜分析 Department of Physics, Chung Yuan Christian University
光譜分析
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光譜分析
光譜分析
光譜分析 Chung Yuan Christian University 中原大學磁性奈米實驗室製 光路與樣品架
光譜分析
光譜分析 紅鳳菜 車前草 蒸餾水 車前草 紅鳳菜 (a) (b) (c)
光譜分析 532 nm 650 nm 蒸餾水 車前草 紅鳳菜
光譜分析 (a) (b) …(1) … (2)
光譜分析 電子繞射 Zeeman效應
光譜分析 進階設計_CCD+Labview http://www.u-mall.com.tw/Prod.aspx?sc=00480403 http://ackermann-automation.de/eoslv_en.htm http://www.u-mall.com.tw/Prod.aspx?sc=00480403
應用 生物 比色法
Demonstration Department of Physics, Chung Yuan Christian University