Re: [問題] 請問示波器測定光速
※ 引述《ewana (腐女風骨不可搖)》之銘言：
: 因為自己本身並不是學物理相關的～
: 可是某些關係必須要操作到示波器，但卻完全不知道從和操作起～Orz（以前從沒用過也沒學過這機器...）
: 所以想請教一下有用過的版友一些問題～>＿<~
: 我的實驗是想利用示波器求打到不同介質後的光速值
: 我目前現有的儀器就是示波器一台和一些待測的介質
: 上網查找了一下資料，相關的實驗顯示應該要有個光接受器跟光發射器～
: 問了一下相關的人員，他是跟我說光發射器可以用投影筆或點光源代替就好
: 光接受器他就說找個光感應器就ok~
: 因為我對於物理並不瞭解，實在可說是一竅不通～><~
: 所以想請問一下版友～
: 請問光感應器很好獲得嗎？日常生活裡哪裡可以得到光感應器呢？
: 如果我用一般的光感應器＋投影筆，這樣能製作出發射跟接收嗎？
: 如果我只用一般的光感應器，這樣可以連接到示波器上面嗎？示波器能偵測的到嗎？
: 感謝了～<(_ _)>（鞠躬）
我猜你應該google過別人怎麼測光速的了吧? wiki上就有,除了
旋轉齒輪,旋轉鏡子等方法外,幾乎都需要精密的儀器.
因為光速太快了.
要測光速,當然,你需要知道光從A->B的時間,但你怎麼知道光現在
離開A了? 我是說,它一離開A點你的"碼表"就要開始計時了,直到它到達B,
碼表要立刻停下來. 你用投影筆是屬於連續光源,一直有光離開A也一直
有光到達B,你的碼表無所適從.
學術上的做法,你的光源需要受到外端儀器的控制,由一個訊號控制
光源的開關. 此訊號分兩道同時送給光源和示波器,一段時間後,接收器
的訊號出現在示波器的稍後位置,看看這兩個訊號差多遠就知道時間.
好,嘴砲打完. 實務上要怎麼做?
==================== 不想看細節的不要看 =================
首先,打開你的示波器電源,面板上應該有一個"Horizon"的旋鈕,
順時針轉個十來圈,把時間解析度調到最大,看一下面板中心十字座標
的y軸最底下應該有顯示 x-軸每格時間,如果沒有低於1 ns幾乎不用玩了.
這個值越大實驗誤差越大.
我猜,如果貴中學有示波器,也許也會有訊號產生器,去問一下.英文
叫function generator. 買個或從辦公室電器上拔個LED,最好是綠色的,
把LED的兩隻腳一支插在function generator 的"main output"中間那個洞,
一支用膠帶黏在"main output"的外殼上. 找一下"output pulse"之類的
改成"square",頻率調到10000,Amp調大約2~3 Volt,LED就亮了,每秒閃
一萬次. OK,我們知道光源哪時離開 "A" 了.
去買個光二極體, 買回來後把一隻腳插到示波器隨便一個channel中間的洞,
,另外一隻腳用膠帶黏在該channel外殼,用錫箔紙把接收端包起來,拿針
戳個小洞,把二極體對準天花板的燈,用手指遮住放開那個小洞,示波器
訊號有隨著手指位置改變表示二極體有在工作.沒有的話叫老闆賠錢.
現在我們有受控的光源,有良好的探測器,可以開始工作了.
把LED燈至少拿離二極體5公尺以上,這樣的話光子離開"A"到達"B"
至少需要16個ns,示波器應該看得出來有改變. 記得把LED和二極體
及之間的光的路徑用黑布包起來. 把function generator的"sync output"
(通常在main output的旁邊)接到示波器,sync output每輸出一個方波
表示LED亮一次. 二極體訊號應該在sync output後面16ns以上的地方
,讀出兩個訊號間的精確時間,把LED和二極體間的距離除以這個時間
就是答案了.
======================== 細節結束 ===================
我想對連示波器都不會用的人來說上面所寫跟天書沒兩樣,只是
如果你堅持使用示波器,那表示你要觀察電子訊號,所以其他都要
電子化了,一但如此,整個就很麻煩. 我要很坦白跟你說,這個實驗
要做得好並不簡單,連訊號在導線裡的傳播時間都要考慮,電訊號
跑20公分會耗掉一個ns,跟光速差不多(30公分). 就算有光電倍增管
這種高級玩具你還是不知道光碰到探測器到探測器吐出電訊號
花了多少時間(典型值是20ns).
這些沒搞好都會讓你的誤差直接 x2以上.
我想還是用復古一點的方法吧! 考慮一下旋轉鏡子法?
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