你是否曾好奇，為什麼汽車頭燈在遠處看起來暗淡，但在近距離卻非常明亮？或者，太陽眼鏡是如何阻擋刺眼的光線？透過 Go Direct^® 光與色度感應器，學生可以探索這些真實世界中的現象。這款多功能工具結合多種感應器，可測量電磁光譜中可見光與紫外線的光強度，適用於各種科學應用。我們特別介紹三個實作實驗，讓學生探討真實世界的現象，並探索光與波動背後的物理原理。

1. 光、亮度和距離

基礎物理實驗手冊 實驗29

適用等級：高中和大學

透過光學擴充套件，學生可以測量光強度隨距離的變化，將 Go Direct^® 光與色度感應器沿著導軌滑動，記錄從固定光源發出的照度數據。

你是否注意到，汽車頭燈在遠處看起來較暗，但隨著車輛接近卻變得更亮？如果駕駛沒有調整燈光設定，究竟是什麼在改變？這項實驗能幫助學生探索光強度隨距離變化的原因及其原理。

學生首先以肉眼觀察，當他們逐漸遠離光源時，光亮度是如何改變的。接著，利用 Go Direct^® 光感應器，他們測量光強度（單位為照度，lux），並在固定導軌上逐步將感應器遠離光源進行數據記錄。這項實作探究讓學生親身體驗光如何在空間中擴散，並推導出距離與照度之間的數學關係。

透過將最初的觀察與數據進行比較，學生能更深入理解光在日常情境中的行為，例如汽車頭燈或恆星發出的光線。

目標

• 探討光強度如何隨距離變化。
• 將真實觀察與數學模型進行比較。

額外設備

• 光學擴充套件
• 組合軌道/光學支架（包含於動力學小車與軌道系統中）

2. 光的偏振

基礎物理實驗手冊 實驗28A

適用等級：高中和大學

將兩個可調偏光鏡安裝在光源與 Go Direct^® 光與色度感應器之間（感應器放於光學擴充套件中附帶的光感應器支架上），學生可以測量穿過交叉偏振濾光片的光強度，並與馬呂斯定律(Malus's Law)進行比較。

偏光太陽眼鏡在晴朗的日子裡能有效減少眩光，但你是否曾經試過同時看穿兩副太陽眼鏡？當你將其中一副旋轉 90° 時，鏡片似乎變成全黑。這項實驗透過探討光偏振的物理原理，來解釋這種現象為什麼會發生。

學生將學習光如何可以被視為電磁波，其中電場與磁場以垂直於傳播方向的方式振盪。偏振濾光片的作用在於阻擋特定方向的電場振盪。在這個實驗中，學生使用兩片偏振濾光片，觀察光強度隨濾光片之間的相對旋轉角度如何變化，並驗證馬呂斯定律。

這項探究幫助學生理解日常技術中偏振的應用，例如太陽眼鏡和 LCD 螢幕。

目標

• 觀察光通過交叉偏振濾光片時光強度的變化。
• 測量光穿過兩片偏振濾光片的透射率，並與馬呂斯定律進行比較。

額外設備

• 光學擴充套件
• 光學擴充套件用偏光鏡組
• 組合軌道/光學支架（包含於動力學小車與軌道系統中）

3. 波的通訊傳播

探究物理和專案實驗手冊 實驗31

適用等級：高中和大學

我們如何將想法轉化為可以傳遞和解碼的信號，例如電話交談中的對話？在這項挑戰中，學生將探索資訊技術的複雜性，並設計一種基於波動的通訊方法，傳遞訊息穿越房間——且不使用聲波作為媒介。靈感來源可以參考電影《絕地救援》（2015），其中太空人馬克·瓦特尼利用攝影機與 NASA 通訊。

學生以小組形式合作，建立一個系統，利用任意波類型（例如光波、機械波或水波）來編碼、傳輸和解碼訊息。他們將測試自己的設計，考慮可能出現的錯誤，並通過傳輸一則獨特訊息來展示其方法。

這項實作活動鼓勵學生像工程師一樣思考，並探索基於波動的通訊在現實技術中的運作原理。

目標

• 開發一種基於波動的通訊方法。
• 使用設計的方法成功傳遞並接收訊息。

額外設備

• 作為開放式探究活動，其他感應器或設備可視需求增加使用。

Go Direct^® 光與色度感應器提供了一個動態的方式，讓學生在探索基本物理概念的同時，與現實世界建立聯繫。從研究光強度和偏振現象，到設計創新的基於波動的通訊系統，這些實作實驗讓學生深入了解物理與科技的原理。

你將如何使用 Go Direct^® 光與色度感應器來啟發你班級或實驗室的學習呢？讓我們知道並在社群平台上與我們分享！我們的支援團隊也隨時可以協助您—請撥打 02-23822027、發送郵件至 support@vernier.com.tw，或在即時聊天Line中給我們留言！