TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA VẬT LÝ TỔ VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG THÍ NGHIỆM VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG 2 LƯU HÀNH NỘI BỘ Thành phố Hồ Chí Minh năm 2022 1 MỤC LỤC MỤC LỤC 1 PHẦN 1 GIỚI THIỆU 2 PHẦN 2.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA VẬT LÝ TỔ VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG THÍ NGHIỆM VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG LƯU HÀNH NỘI BỘ Thành phố Hồ Chí Minh - năm 2022 MỤC LỤC MỤC LỤC PHẦN GIỚI THIỆU PHẦN CÁC BÀI THÍ NGHIỆM 20 BÀI – ĐO ĐIỆN TRỞ BẰNG CẦU WHEASTONE 20 BÀI – ĐO SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CỦA NGUỒN ĐIỆN MỘT CHIỀU BẰNG PHƯƠNG PHÁP XUNG ĐỐI 28 BÀI – XÁC ĐỊNH HẰNG SỐ FARADAY VÀ ĐIỆN TÍCH NGUYÊN TỐ THEO PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN PHÂN .34s BÀI - KHẢO SÁT MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ MỘT CHIỀU 43 BÀI - TIÊU TRẮC 56 BÀI - KHẢO SÁT HIỆN TƯỢNG GIAO THOA 67 HỆ VÂN TRÒN NEWTON 67 BÀI - CÁCH TỬ 73 BÀI - KIỂM CHỨNG ĐỊNH LUẬT MALUS 88 - KHẢO SÁT HIỆN TƯỢNG PHÂN CỰC QUAY (ĐƯỜNG KẾ) 88 BÀI - XÁC ĐỊNH HẰNG SỐ PLANCK 103 PHỤ LỤC 111 PHẦN GIỚI THIỆU Thí nghiệm Vật lý Vật lý khoa học dựa thực nghiệm Các lý thuyết khoa học kiểm tra, hiệu chỉnh giữ lại chúng chứng minh mô tả xác giới tự nhiên Trong dạy học vật lý, thí nghiệm phần khơng thể thiếu việc đưa điểm xuất phát việc hình thành phát triển kiến thức Việc thực lại thí nghiệm quan trọng lịch sử phát triển vật lý học giúp người học hiểu khắc sâu nội dung lý thuyết, đồng thời tạo động lực để khôi phục lại việc sử dụng phổ biến thí nghiệm giảng dạy Vật lý dựa quan sát tượng vật lý nghiên cứu lý thuyết mà hai nhằm giải thích tượng dự đoán tượng Phương pháp nghiên cứu khoa học tượng có liên quan đến việc: • Thu thập liệu • Đưa giả thuyết để giải thích liệu • Thiết kế thử nghiệm để kiểm tra giả thuyết, thu thập liệu từ thử nghiệm so sánh liệu với dự đoán giả thuyết Việc phân tích liệu để so sánh với dự đốn thường địi hỏi số tiến trình phân tích thống kê để xác định giá trị ước tính sai số tốt giá trị đại lượng đo Quá trình gọi phân tích liệu Nếu giả thuyết giải thích liệu ban đầu đưa dự đoán liệu cách xác, trở thành chấp nhận sau gọi lý thuyết Một giả thuyết cần phải có tính sai để xem giả thuyết khoa học; tức giả thuyết khoa học phải bao gồm quan sát mà dự đốn khơng Việc tập liệu có mô tả tốt giả thuyết hay không phụ thuộc vào phù hợp liệu thu dự đoán giả thuyết, điều phụ thuộc vào sai số liệu dự đốn Ví dụ: giãn nở tương đối sắt nhiệt độ tăng lên từ 20°C đến 22°C đo 0,20%, dự đoán lý thuyết 0,245% Việc cho lý thuyết thực nghiệm có phù hợp với hay không phụ thuộc vào không đảm bảo kết dự đoán phép đo ta Để chấp nhận kết thí nghiệm, trước hết phải xác định thí nghiệm tiến hành tốt kết xác có thể, với độ khơng đảm bảo đo ước lượng hợp lý Để vậy, sinh viên cần thí nghiệm thiết kế tốt, tức phải thỏa mãn yêu cầu sau: • Đặc biệt nhạy với hiệu ứng đo; • Được hiệu chỉnh để đảm bảo độ xác - cách so sánh với chuẩn với kết thí nghiệm khác; • Có kiểm sốt, tức thiết kế để giảm thiểu ảnh hưởng biến khác so với biến đo; • Có thể tái lập - yêu cầu tất liệu phương pháp thực thí nghiệm phải ghi cẩn thận; • Được tối ưu hóa để có độ nhạy độ xác tốt nhất; • Các sai số xác định rõ; • Khơng thiên vị - sinh viên cần thận trọng để tránh thiên vị Phân tích “mù” cách tối ưu để giảm loại bỏ thành kiến người làm thí nghiệm (một thiên vị vơ tình người làm thí nghiệm để kết thu theo hướng cụ thể đó) Học phần Thí nghiệm Vật lý Đại cương bao gồm thí nghiệm đa dạng liên quan đến Điện từ học Quang học nhằm mục đích chứng minh làm rõ nguyên lý vật lý giới thiệu học phần lý thuyết để rèn luyện sinh viên kỹ thuật phân tích liệu thực hành cụ thể Mục đích học phần Học phần Vật lý đại cương học phần thực hành thí nghiệm sau sinh viên kết thúc học phần Điện Từ học học phần Quang học Đại cương Học phần bao gồm thí nghiệm tĩnh điện, dịng điện khơng đổi, từ trường, quang hình học, quang học sóng quang lượng tử giúp cho sinh viên củng cố vận dụng số kiến thức học học phần trước vào việc thực thí nghiệm Thơng qua hoạt động thực hành thí nghiệm, học phần góp phần rèn luyện cho sinh viên kĩ sử dụng số dụng cụ thí nghiệm, phương pháp đo đạc xử lý số liệu thực nghiệm phục vụ cho công tác dạy học công việc liên quan sau này; đồng thời học phần góp phần phát triển số phẩm chất lực chung đáp ứng chuẩn đầu chương trình đào tạo ngành Sư phạm Vật lý Vật lý học Thơng qua học phần Thí nghiệm Vật lý Đại cương 2, sinh viên có hội để: － Rèn luyện đạo đức tác phong sư phạm － Thể u thích với mơn học, trau dồi khả tự học để phục vụ cho trình dạy học nghiên cứu khoa học sau － Rèn luyện lực tự chủ tự học, lực giao tiếp hợp tác, giải vấn đề sáng tạo － Trang bị kiến thức vật lý thực nghiệm, trình bày định luật học học phần Điện Từ học Quang học Đại cương Đồng thời biết sử dụng dụng cụ, máy thông thường để đo đạc giá trị đại lượng vật lý điện, quang so sánh chúng với công thức lý thuyết － Rèn luyện đức tính nhà vật lý thực nghiệm phát triển hai phương diện: lý thuyết thực nghiệm Ngoài việc giúp sinh viên rèn luyện phương pháp khoa học bản, học phần cho phép sinh viên: － Nhìn thấy, khảo sát hiểu số tượng quan trọng vật lý; － Làm quen với thiết bị đo đạc phép đo lường thường thường sử dụng vật lý; － Làm quen với số kỹ bổ sung cần thiết cho công việc thực nghiệm như: + Thu thập liệu lập trình máy tính; + Học cách ghi chép rõ ràng cơng việc sinh viên vào nhật ký thí nghiệm; + Học cách phân tích liệu thực nghiệm; + Học cách trình bày cơng việc sinh viên cách rõ ràng, lời nói văn bản; + Tìm hiểu cách làm việc an tồn; + Học cách đánh giá rủi ro/nguy hiểm; + Học cách thiết kế phát triển thí nghiệm Các yêu cầu học phần Sinh viên lưu ý yêu cầu sau học phần: － Tham gia đầy đủ buổi học học phần Trong trường hợp vắng buổi thực hành, sinh viên phải chấp thuận giảng viên đó, giảng viên phụ trách lớp xếp cho bạn buổi thực hành thay lớp khác － Hoàn thành đầy đủ tất thí nghiệm học phần Một thí nghiệm hồn thành thí nghiệm thực hiện, đánh giá cho điểm từ điểm trở lên giảng viên hướng dẫn điểm nhập vào hồ sơ học sinh hệ thống － Hoàn thành phần việc chuẩn bị trước thí nghiệm － Trình bày báo cáo hồn thành nhiệm vụ học tập báo cáo － Viết nhật kí thí nghiệm nộp lên hệ thống online trước kết thúc buổi làm thực hành － Tiến hành kiểm kê dụng cụ thí nghiệm kí nhận với giảng viên phụ trách vào đầu cuối buổi học Trong học phần Thí nghiệm Vật lý đại cương 2, có tổng cộng thí nghiệm Mỗi thí nghiệm bị bỏ lỡ bị điểm, tính điểm trung bình báo cáo thí nghiệm để làm cột điểm q trình Nếu sinh viên khơng hồn thành đủ thí nghiệm bắt buộc, sinh viên khơng phép tham dự thi kết thúc học phần Điểm thưởng: Điểm trung bình thực hành ngồi việc để tính điểm q trình cịn dùng để xác định nhận điểm thưởng cho học phần thí nghiệm 10% sinh viên có điểm q trình cao cộng thêm 5% vào số điểm trình có (nhưng điểm cuối khơng vượt q 10 điểm) Cách tổ chức học phần Bảng Tiến độ học tập học phần Thí nghiệm Vật lý đại cương Thời gian Tuần Nội dung thực Giới thiệu học phần, qui định lớp học Đánh giá q trình Tuần đến tuần 10 Thực thí nghiệm đến Tuần 11 Dự trữ (sinh viên làm bù) Tuần 12 Ôn tập Tuần 13 Thi kết thúc học phần Mỗi tuần, sinh viên có tiết (theo thời khóa biểu lớp học phần mà sinh viên đăng kí) để thực thí nghiệm Sinh viên thực thí nghiệm theo kiểu chiếu xoay vòng Sinh viên làm thí nghiệm theo nhóm, tối đa người/nhóm Giảng viên phụ trách lớp người hướng dẫn tổ chức hoạt động học tập lớp, tiến hành đánh giá kết học tập sinh viên Cách thức liên hệ Sinh viên dùng địa email Trường cấp (…@hcmue.edu.vn) để liên hệ với giảng viên vấn đề liên quan đến học phần Đăng kí thực lại/bổ sung thí nghiệm Nếu sinh viên muốn thực lại thí nghiệm bị bỏ lỡ phải làm lại, sinh viên đăng kí vào buổi có giảng viên phụ trách (không thiết phải Thầy/Cô lớp bạn) vào tuần thứ 11 học phần Khi sinh viên chọn thí nghiệm, sinh viên cần đăng ký theo đường link giảng viên cung cấp Nếu sinh viên khơng có mặt vịng 10 phút đầu buổi đăng kí, thí nghiệm coi trống sinh viên khác sử dụng Do đó, sinh viên làm thí nghiệm mà hơm khơng bố trí cho bạn: sinh viên có mặt phịng thí nghiệm sau 10 phút đầu buổi để xem sinh viên (đã đăng kí thành cơng) có sử dụng dụng cụ thí nghiệm hay khơng Tất thí nghiệm thực vào tuần thứ 11 bị trừ 5% số điểm Thực thí nghiệm 7.1 Bài thí nghiệm Các thí nghiệm mơ tả chi tiết tài liệu học phần, bao gồm dụng cụ, thiết bị hướng dẫn sử dụng máy móc, dụng cụ, giải thích thêm, lý thuyết bổ sung, hoạt động nhiệm vụ học tập,… Sinh viên phải chuẩn bị cho thí nghiệm cách đọc trước tài liệu Nếu sinh viên khơng tìm hiểu thí nghiệm chu đáo không trả lời nhiệm vụ phần “Chuẩn bị”, sinh viên bị Thầy/Cơ hướng dẫn u cầu rời khỏi phịng thí nghiệm 7.2 Nhật ký phịng thí nghiệm Một phần quan trọng q trình thực hành sinh viên ghi nhật ký phịng thí nghiệm Việc giữ nhật ký phịng thí nghiệm tốt quan trọng công việc sinh viên tham gia học phần thí nghiệm nhà nghiên cứu chuyên nghiệp Chất lượng tất ghi chép nhật ký phần đánh giá sinh viên nhận cho hoạt động học phần thực hành i) Vì sinh viên cần lưu giữ nhật ký phịng thí nghiệm? Một mục đích nhật ký nhật ký tốt cho phép người khác sinh viên tái tạo kết sinh viên chí nhiều năm sau thí nghiệm thực Khơng có kết khoa học chấp nhận khoa Vật lý trừ tái tạo Vì lý này, hồ sơ vĩnh viễn việc sinh viên thực hiện, thử nghiệm chi tiết, quy trình vận hành, cần phải có sẵn, quan trọng nhất, người khác phải hiểu điều sinh viên viết Hơn nữa, thí nghiệm nhiều thời gian sinh viên không giữ sổ nhật ký viết tốt hoàn chỉnh, sinh viên khơng nhớ sinh viên làm Thậm chí vài ngày sau thí nghiệm, sinh viên không nhớ tất chi tiết quan trọng khơng có ghi chép để lại Sinh viên thường khơng tìm điểm tới hạn sinh viên hồn thành thí nghiệm Ở phạm vi gần hơn, Thầy/Cô hướng dẫn đánh giá hoạt động sinh viên ghi nhật ký phòng thí nghiệm sinh viên cuối buổi học phần điểm trình Một phần đánh giá chất lượng tất nhật ký bạn Ngoài ra, sinh viên phải trả lời câu hỏi thao tác cụ thể sinh viên làm thí nghiệm Nếu sinh viên có ghi chép tốt q trình thực thí nghiệm giúp sinh viên trả lời câu hỏi ii) Đặc điểm sổ nhật ký phịng thí nghiệm tốt Khơng sử dụng folder tài liệu để chứa tờ giấy rời làm sổ ghi nhật ký Ln sử dụng sổ tay đóng gáy Cuốn sổ nhật ký phịng thí nghiệm phải ghi thời gian thực sinh viên thực làm phịng thí nghiệm Nó phải thỏa u cầu sau: • Đầy đủ: Nhật ký phịng thí nghiệm phải chứa thứ sinh viên làm quan sát được, bao gồm sai lầm sinh viên mắc phải Nếu có sai, gạch bỏ theo cách mà sinh viên cịn đọc Khơng xóa thứ sinh viên viết, khơng xé bỏ trang khỏi nhật ký sinh viên làm cho thứ đọc Dán ghim thứ vào nhật ký sinh viên cách chắn Các số cần ghi kèm theo sai số (nếu có) đơn vị Các đồ thị phải có sai số (nếu có) nhãn tên • Rõ ràng: Nhật ký cần phải rõ ràng chứa đầy đủ chi tiết cho sinh viên người khác hiểu nội dung ghi chép nhiều năm sau Nếu sinh viên có sử dụng phần hướng dẫn thí nghiệm, đảm bảo ghim vào nhật ký Thay sử dụng hướng dẫn, sinh viên cắt dán phần có liên quan từ báo cáo thí nghiệm sinh viên vào nhật ký Nhật ký phải cấu trúc tốt, phải chứa ngày tháng, tiêu đề, bảng phụ đề/tiêu đề, đơn vị đo khơng đảm bảo đo • Đúng thật: Nhật ký cần phải chứa thực xảy quan sát thí nghiệm khơng phải sinh viên mong đợi để thấy Không thay đổi điểm liệu bỏ qua phép đo chúng khơng theo mong đợi bạn Ghi chúng cách cẩn thận đề cập đến hoàn cảnh điều kiện mơi trường liên quan đến phép đo sinh viên thực Gợi ý: Sinh viên dùng Excel để vẽ đồ thị vẽ thủ công tay Lưu ý: Biểu diễn sai số phép đo đồ thị 7.Kết luận cần đạt Giá trị đo [] không sai 10% so với giá trị thực cần đo 8.Tài liệu tham khảo Nguyễn Trần Trác (Chủ biên) (2005) Giáo trình Quang học NXB ĐH Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh, tr.144-207 Kí hiệu kệ thư viện: 535.07 D307A-gi Lương Dun Bình (2007) Vật lý đại cương Tập NXB Giáo dục Kí hiệu kệ thư viện: 530 L561B-v Polarimeter experiment http://satish0402.weebly.com/uploads/9/4/6/7/9467277/polarimeter.pdf How to use the polarimeter https://www.youtube.com/watch?v=y1P8rC_Tuq8 102 BÀI - XÁC ĐỊNH HẰNG SỐ PLANCK Mục đích Xác định số Planck tượng quang điện tế bào quang điện từ hiệu điện hãm ứng với bước sóng khác ánh sáng kích thích Giới thiệu chung Bài thí nghiệm thực dựa lý thuyết tượng quang điện ngoài: dựa hiệu điện hãm đặt vào hai điện cực âm - dương tế bào quang điện chiếu sáng bước sóng khác nhau, ta xác định số Planck Chuẩn bị - Sinh viên đọc kĩ phần tóm tắt lí thuyết mục - Sinh viên tìm hiểu trước nhiệm vụ học tập hoạt động học An tồn thực thí nghiệm Trong q trình làm thí nghiệm, sinh viên khơng để ánh sáng từ đèn Thủy ngân chiếu thẳng vào mắt gây nguy hiểm Tóm tắt lý thuyết Hằng số Planck (h) đo dựa tượng quang điện ngồi tế bào quang điện Hình 9.1 Hiện tượng quang điện với tế bào quang điện 103 Khi chiếu vào cathode xạ có bước sóng thích hợp mạch xuất dịng quang điện Ngay khơng có hiệu điện cực dương cực âm tế bào quang điện, cần ánh sáng thích hợp chiếu tới cực dương tế bào quang điện, số electron với động ban đầu bay sang cực âm tế bào quang điện tạo thành dòng quang điện Muốn cho dòng quang điện triệt tiêu hồn tồn phải đặt vào cực dương cực âm tế bào quang điện hiệu điện hãm (Uh) Hiệu điện gây điện trường cản mạnh đến mức electron có vận tốc ban đầu lớn v0 không bay đến cực dương tế bào quang điện Theo đó, ta có max phương trình Einstein tượng quang điện là: = h = A + mv0max 2 = hc 0 + eU h (9.1) với lượng photon có tần số , h số Planck có giá trị khoảng 6,625.10−34 J s , A cơng quang electron khỏi kim loại, m khối lượng quang electron khoảng 9,109.10−31 kg , v0 vận tốc ban max đầu cực đại quang electron, c vận tốc ánh sáng khoảng 2,998.108 m / s , 0 giới hạn quang điện kim loại, e độ lớn điện tích quang electron 1,602.10−19 C U h hiệu điện hãm Suy ra: h A Uh = − e e (9.2) Với ánh sáng đơn sắc có tần số , , hiệu điện hãm tương ứng là: h A U h1 = − e e (9.3) h A U h2 = − e e (9.4) Từ (9.3) (9.4) suy giá trị số Planck: h=e U h1 − U h2 − (9.5) 104 Thực thí nghiệm 6.1 Dụng cụ, thiết bị Bảng 9.1 Dụng cụ thí nghiệm dùng thí nghiệm Tên dụng cụ Hình ảnh minh họa Cơng dụng Tế bào quang điện chân khơng loại Cs – Sb, dịng điện tối đa khơng lớn 3nA Lăng kính Thấu kính hội tụ tiêu cự f = +100mm Khe hẹp Đèn thủy ngân 12V/ 35W 105 Kính lọc sắc Nguồn điều chỉnh điện áp chiều Micro Ampere kế Công tắc đảo chiều điện áp Giá đỡ Dây nối 106 6.2 Hoạt động học tập 1: Tìm hiểu dụng cụ thí nghiệm u cầu cần đạt: Sau kết thúc hoạt động học tập này: + Sinh viên nêu tên công dụng dụng cụ thí nghiệm + Sinh viên tiến hành lắp đặt dụng cụ lên giá quang học Nhiệm vụ học tập 1: Sinh viên quan sát dụng cụ thí nghiệm kết hợp đọc tài liệu thí nghiệm giới thiệu thí nghiệm để hồn thành yêu cầu sau: Nêu tên trình bày rõ vai trò phận đánh số từ đến Hình 9.2 Tiến hành lắp đặt dụng cụ lên giá quang học Giải thích cần bố trí dụng cụ Hình 9.2 Hình 9.2 Bố trí thí nghiệm Gợi ý: Bật đèn thủy ngân, kiểm tra đường truyền ánh sáng đèn thủy ngân quan dụng cụ tờ giấy trắng 107 6.4 Hoạt động học tập 2: Đo hiệu điện hãm với kính lọc sắc khác xử lý số liệu xác định giá trị số Planck Yêu cầu cần đạt: Sau kết thúc hoạt động học tập này: + Sinh viên bố trí thí nghiệm; trình bày bước thực thí nghiệm thực thí nghiệm đo hiệu điện hãm + Sinh viên trình bày kết thí nghiệm xử lý số liệu Nhiệm vụ học tập 2: Sinh viên sau lắp đặt dụng cụ thí nghiệm giá, hoàn thành yêu cầu sau: Lựa chọn kính lọc màu bất kì, ghi nhận giá trị bước sóng kính Trình bày ngắn gọn bước tiến hành thí nghiệm Tiến hành thí nghiệm đo hiệu điện hãm với kính lọc màu kẻ bảng số liệu giá trị cần đo đạc, tính giá trị trung bình sai số phép đo Lưu ý: sinh viên lấy số liệu 10 lần cho lần đo Lập bảng số liệu tính số Planck dựa vào cơng thức 9.5 Trình bày kết số Planck đo được, đối chiếu với giá trị lý thuyết Nhận xét kết thí nghiệm Gợi ý: － Cấp điện cho đèn thủy ngân (điện xoay chiều 220V – 50Hz), mắc nối tiếp nguồn điều chỉnh điện chiều với chốt đổi hai cực điện áp, tế bào quang điện Micro Ampere kế － Bật nguồn điều chỉnh điện áp chiều Micro Ampere kế Vặn nút điều chỉnh tăng điện thế, quan sát dòng điện tăng đến đạt giá trị định khơng tăng Đây giá trị dịng điện bão hòa (Ibh) 108 － Gạc chốt đổi hai cực điện nguồn với tế bào quang điện Vặn nút để giảm dần điện đến Micro Ampere kế Số hiển thị hình lúc hiệu điện hãm U h － Thực nhiều lần đo với bước sóng ứng với kính lọc màu thực thí nghiệm với nhiều bước sóng khác 6.5 Hoạt động học tập 3: Xác định giá trị số Planck theo đồ thị đường thực nghiệm biểu diễn phụ thuộc hiệu điện hãm theo tần số Yêu cầu cần đạt: Sau kết thúc hoạt động học tập này: + Sinh viên trình bày phương pháp thứ hai từ số liệu thu thập để xác định số Planck + Sinh viên trình bày kết thí nghiệm xử lý số liệu đưa nhận xét kết hai phương pháp xác định số Planck hoạt động học tập 2, Nhiệm vụ học tập 3: Sinh viên hoàn thành yêu cầu sau: Lập bảng số liệu hiệu điện hãm theo tần số kính lọc màu Vẽ đồ thị phụ thuộc hiệu điện hãm theo tần số ứng với tần số kính lọc màu Gợi ý: Vẽ Excel Xác định số Planck sau khớp hàm với đồ thị Nhận xét kết số Planck hoạt động học tập với giá trị số Planck hoạt động học tập Gợi ý: Vẽ đồ thị phụ thuộc hiệu điện hãm theo tần số ứng với tần số kính lọc màu Đồ thị hàm tuyến tính y = a + bx Từ đồ thị, ta xác 109 định số Planck cách khớp hàm dạng tuyến tính x = = y = Uh , a = − c , Ath h ,b = e e Thử thách: sinh viên đề xuất phương pháp khác để xác định số Planck? 7.Kết luận cần đạt Giá trị đo số Planck thực nghiệm không sai 10% so với giá trị lí thuyết Tài liệu tham khảo Nguyễn Trần Trác (Chủ biên) (2005) Giáo trình Quang học NXB ĐH Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh, tr.144-207 Kí hiệu kệ thư viện: 535.07 D307A-gi Lương Duyên Bình (2007) Vật lý đại cương Tập NXB Giáo dục Kí hiệu kệ thư viện: 530 L561B-v Trần Gia Linh (2020) Thiết kế chế tạo nguồn ổn định cho thí nghiệm xác định số Planck Luận văn tốt nghiệp đại học, Trường ĐH Sư phạm TP Hồ Chí Minh Bùi Lê Hồng Nghĩa (2015) Thiết kế thí nghiệm đo số Planck Luận văn tốt nghiệp đại học, Trường ĐH Sư phạm TP Hồ Chí Minh Zechariah Thurman (2013) Determining Planck's Constant Using LEDs https://works.bepress.com/zechariah_thurman/2/ 110 PHỤ LỤC PHỤ LỤC CÁCH SỬ DỤNG CÂN ĐIỆN TỬ Hình minh họa cân điện tử phịng thí nghiệm Điện - Quang 1- Đĩa cân 2- Công tắc nguồn điện (on/off) 3- Nút đổi đơn vị - Nút CAL (calibrate) 4- Nút TARE (quy 0, trừ bì) 5- Màn hình Quy tắc sử dụng bảo quản cân điện tử Cân điện tử hiển thị số dụng cụ đo khối lượng đại, xác tiện dụng, đòi hỏi chế độ sử dụng, bảo quản nghiêm ngặt sau: Cân phải lắp đặt mặt bàn vững không rung động, mặt bàn sẽ, khơ ráo, khơng bụi bậm, khơng có gió thổi Mặt cân phần tử nhạy cảm, tuyệt đối không để vật nặng ( vật cần cân) lên mặt cân Khơng cân vật có khối lượng vượt giới hạn cân Nên dùng miếng lót mỏng (bì) cách li vật cần cân khỏi mặt cân để giữ cho mặt bàn cân luôn Để tránh sai số ảnh hưởng gió, tồn mặt cân vật cân phải đặt hộp che gió nhựa suốt có trang bị kèm theo 111 Tiến hành sử dụng cân điện tử 1- Kiểm tra thăng bằng, lệch điều chỉnh lại Đĩa cân để khơng tải, hộp che gió 2- Chuẩn bị cân: cắm phích điện cân vào ổ điện lưới 220V Bật công tắc cân: xuất số “0.00” cân sẵn sàng hoạt động 3- Trong trường hợp đĩa cân không tải mà hình lệch khỏi điểm “0.00”, ấn phím “TARE” ( trừ bì) để quy “0.00” - Để cân vật, đặt miếng lót mỏng đĩa thủy tinh nhỏ lên mặt cân làm “bì” Khối lượng bì hiển thị hình Nhấn nút “TARE” để trừ bì, hình lại dãy số “0,00” Bây đặt vật cần cân lên “bì”, đậy nắp che gió, giá trị khối lượng tịnh m vật hiển thị hình Sau nhấc vật bì khỏi mặt cân, hình xuất gía trị âm bì Ấn nút “TARE” trở lại “0.00” 5- Kết thúc phép cân, tắt công tắc rút phích cắm điện khỏi ổ điện 220V, phủ cân áo che bụi 112 PHỤ LỤC CÁCH SỬ DỤNG ĐỒNG HỒ ĐO HIỆN SỐ Đồng hồ đo điện số Đồng hồ đo số loại dụng cụ đo điện đa có độ xác cao nhiều tính ưu việt so với đồng hồ thị kim Nó dùng để đo hiệu điện cường độ dòng điện chiều, xoay chiều, điện trở, điện dung, Nhờ núm chuyển mạch chọn thang đo X, ta chọn thang thích hợp với đại lượng cần đo X Hình minh họa đồng hồ đa phịng thí nghiệm Điện - Quang Cách tính sai số dụng cụ Đồng hồ dụng cụ đo điện đa số loại 1/2 digit có 2000 điểm đo (từ đến 1999) Giả sử chuyển mạch chọn thang đo X đặt dải đo hiệu điện chiều (V=) vị trí 20 (ứng với giới hạn đo U max =20V) Nếu giá trị hiệu điện đo hiển thị đồng hồ U, sai số dụng cụ phép đo U tính theo cơng thức: U = (%).U + n. độ phân giải thang đo, tính giá trị điểm đo : = 20V = 0, 01V 2000 cịn (%) cấp xác thang đo (tính sai số tỉ đối giới hạn thang đo) n = 1, 2, số nguyên Giá trị , n nhà sản xuất qui định cho thang đo, ghi tài liệu hướng dẫn sử dụng đồng hồ Với thang đo dòng khác, sai số tính tương tự 113 Cách sử dụng đồng hồ Cần thận trọng sử dụng thang đo hiệu điện thế, dòng điện nhỏ (thang 200 mV, mA ) Nếu sơ ý để hiệu điện dòng điện lớn giới hạn thang đo này, gây cháy hỏng đồng hồ Vì vậy, thiết phải tuân thủ quy tắc sau : − Không chuyển đổi thang đo có điện đặt đầu vào đồng hồ − Khơng đặt điện áp dịng điện vượt giới hạn thang đo Khi chưa biết giá trị đại lượng đo, ta phải đo thăm dị với thang đo lớn Sau đó, ngắt đồng hồ khỏi mạch điện, vặn núm chuyển mạch X để chọn thang đo thích hợp − Để đo dòng điện nhỏ 200mA ta dùng hai dây đo cắm vào lổ “COM“ lổ “mA” đồng hồ Hai đầu lại dây đo mắc nối tiếp với đoạn mạch Chuyển mạch chọn thang đo X đặt “200” dải đo dòng điện chiều (kí hiệu A=), dải thang đo dịng điện xoay chiều (kí hiệu A~) tùy theo đại lượng cần đo Sau lỗ cắm “mA”, đồng hồ có cầu chì bảo vệ : dịng điện đo vượt giới hạn thang đo, cầu chì bị cháy đứt thang đo dịng nhỏ ngưng hoạt động cầu chì thay Điều tai hại tương tự xảy ta mắc ampekế song song với hai đầu đoạn mạch có hiệu điện khác khơng Hãy thận trọng sử dụng thang đo dịng, khơng để cháy cầu chì ! − Để đo dịng điện có cường độ I > 200 mA, ta cắm hai dây đo vào lỗ “COM“ “10A” đồng hồ, mắc hai đầu dây lại nối tiếp với mạch điện cần đo Vặn núm chọn thang đo X đến vị trí 10 dải thang đo dịng chiều (A=), vị trí 10 thang đo dịng xoay chiều (A~) Sau lỗ “10A”, khơng có cầu chì bảo vệ, nên xảy đoản mạch thường gây cháy nổ mạch ngồi nguồn điện Tóm lại, chọn thang đo không nhầm lẫn thao tác đo dòng hai yếu tố cần thiết để bảo vệ đồng hồ 114 − Để đo hiệu điện chiều, xoay chiều, đo điện trở, ta cắm hai dây đo vào hai lổ “COM “ “V” đồng hồ, mắc hai đầu dây lại song song với đoạn mạch cần đo Vặn núm chọn thang đo X đến vị trí thích hợp dải thang đo hiệu điện chiều (V=), xoay chiều (V~) , thang đo điện trở () thích hợp 115 PHỤ LỤC CẤU TRÚC CỦA BÀI BÁO CÁO BÀI BÁO CÁO THÍ NGHIỆM VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG MÃ SỐ - TÊN BÀI THÍ NGHIỆM Họ tên sinh viên: MSSV: Lớp: Thơng tin bổ sung (nếu cần) Tên thí nghiệm Giới thiệu chung1 Bố trí thiết bị, dụng cụ thí nghiệm2 Thực đo đạc3 Kết thảo luận Tài liệu tham khảo4 Phục lục5 Tóm tắt ngắn gọn nội dung lý thuyết thí nghiệm Trình bày bố trí, giải thích bước, cẩn thận tránh làm bể dụng cụ thí nghiệm; chụp hình minh chứng cho q trình thí nghiệm Trình bày vắn tắt bước cần làm trả lời nhiệm vụ học tập Để trả lời câu hỏi tìm tài liệu tham khảo Số liệu phụ số liệu kết thí nghiệm nhiều; tài liệu dùng trả lời nhiệm vụ học tập 116 ... trừ (sau kết thúc buổi làm thí nghiệm) 25 – 36 10% 36 – 48 20 % 48 - 60 30% 60 - 72 40% 72 - 96 50% 96 - 120 60% 120 - 144 70% 144 - 168 80% 168 - 1 92 90% >1 92 100% 16 Lưu ý: Sinh viên có báo cáo... có U MC = VM − VC = Ex − I G rx = Ex (do IG = ) (2. 1) Ngồi ra, I G = U MC = VM − VC = IRMC (2. 2) Từ (2. 1) (2. 2) ta rút mối liên hệ Ex = IRMC (2. 3) Giữ nguyên giá trị suất điện động nguồn (E,... Halliday, 20 10): i = I sin 2? ?? ft = I 2. sin 2? ?? ft Khi đó: u = uR + ur + uL (4.8) (4.9) Vì uR ur pha với i , uL nhanh pha / so với i, nên ta viết: u = U R sin 2? ?? ft + U r sin 2? ?? ft + U L sin 2? ??