BÀI 1 ĐO ĐIỆN TRỞ BẰNG CẦU WHEASTONE 1 Mục đích bài thí nghiệm Đo giá trị điện trở chưa biết bằng mạch cầu Wheaston 2 Mạch điện 3 Các bước tiến hành − Bước 1 Mắc mạch − Bước 2 Chọn Ro + Để con chạy C.
BÀI 1: ĐO ĐIỆN TRỞ BẰNG CẦU WHEASTONE Mục đích thí nghiệm Đo giá trị điện trở chưa biết mạch cầu Wheaston Mạch điện Các bước tiến hành − Bước 1: Mắc mạch − Bước 2: Chọn Ro + Để chạy C vị trí 50cm thước đo (khi l3 ≈ l4) + Vặn núm R0 = 0Ω R0 = 200Ω quan sát lệch kim điện kế Nếu kim G lệch chiều ngược R0 có giá trị khoảng - 200Ω + Thay đổi núm Ro để G lệch khỏi vị trí cân − Bước 3: Đo Rx: + Di chuyển chạy chút cho IG = (cầu cân bằng) Đọc giá trị l3, l4 + Khi điện trở Rx tính cơng thức: Rx = Số liệu 4.1 Đo điện trở Rx Ry - Tìm Ro Đo l3, l4 - Tính: Rx = l3 R0 l4 4.2 Đo điện trở nối tiếp - Tìm Ro Đo l3, l4 - Tính: Rnt = l3 R0 l4 - Check: Rtd = Rx + Ry 4.3 Đo điện trở song song - Tìm Ro Đo l3, l4 l3 R0 l4 Đã thích [HN1]: BÀI 1: ĐO ĐIỆN TRỞ BẰNG CẦU WHEASTONE - Tính: R/ / = l3 R0 l4 - Check: R/ / = Rx Ry Rx + Ry Câu hỏi Thế mạch cầu? Điều kiện để mạch cầu cân bằng? - Mạch cầu Wheaston mạch điện gồm cặp điện trở mắc nối tiếp ghép song song với - Mạch cầu cân khơng có dịng điện chạy qua CD (tức IG = 0) VC =VD U AD =U AC hay U BD =U BC Khi đó: Gọi I1 dịng điện qua R1 R2 I dòng điện qua R3 R4 Ta có: Lấy (1) R1 ( ) R2 = U AD = U AC I1 R1 = I R3 (1) U BD = U BC I1 R2 = I R4 ( 2) R3 (đpcm) R4 Suy ra: Đây điều kiện cân mạch cầu Wheastone Các thao tác để chọn Ro? - Để chạy C vị trí 50cm thước đo (khi l3 ≈ l4) - Vặn núm R0 = 0Ω R0 = 200Ω quan sát lệch kim điện kế Nếu kim G lệch chiều ngược R0 có giá trị khoảng - 200Ω Ω - Thay đổi núm Ro để G lệch khỏi vị trí cân Vì ta di chuyển chạy để điện kế G 0? - Để mạch cầu cân Có phải lúc để chạy vị trí 50-50 ta làm khơng? 30-70 có hay khơng? Cách làm giảm sai số hơn? - Để vị trí vị trí 50-50 cho kết với sai số nhỏ Tại phải thay R3 R4 dây dẫn đồng chất có tiết diện đều? - Vì dây đồng để dễ thay đổi giá trị điện trở để tìm vị trí mà mạch cầu cân bằng.Có thể xác định tỉ lệ R3 thông qua tỉ lệ chiều dài R4 Tác dụng chạy C để điện trở R3 R4? - Để thay đổi giá trị R3, R4 tương ứng R3 = l3 l ; R4 = S S Vì phương pháp đo điện trở cầu Wheaston đo điện trở nhỏ có độ lớn xấp xỉ điện trở dây nối? - Đối với điện trở cần đo lớn điện trở dây nối xem không đáng kể → bỏ qua Nhưng điện trở cần đo nhỏ (xấp xỉ điện trở dây nối) bỏ qua điện trở dây nối dẫn đến kết đo bị sai lệch nhiều Đề xuất phương án khác? Cách 1: Sử dụng đồng hồ đa đo trực tiếp R Cách 2: Sử dụng đồng hồ đa đo gián tiếp qua U I theo định luật ohm U = IR - Nhược điểm: + Khi đo U cần điện trở nhỏ → Chính xác (Do vôn kế mắc // với điện trở cần đo có điện trở RV nên điện trở cần đo nhỏ (rất nhỏ so với RV) để dòng điện qua vôn kế gần → Không ảnh hưởng đến mạch + Khi đo I cần điện trở lớn → Chính xác (Do ampere kế mắc nt với điện trở cần đo có RA nên điện trở cần đo lớn (lớn nhiều so với RA) để coi hiệu điện đầu ampere kế = → Coi ampere kế đoạn dây nối) Cách 3: Sử dụng mạch cầu không cân - Chọn đại điện trở mẫu R0 (Không cần IG = 0) - Đặt thêm ampere kế để đo dòng I IG - Giải định luật Kirchoff: + Xét nút A: I = I1 + I3 + Xét nút D: I1 = I + IG + Xét nút C: I = IG + I3 + Xét vòng ADCA: I1R1 − I3 R3 = (coi điện trở RG nhỏ ~0) + Xét vòng DBCD: I R2 − I R4 = ➔ phương trình ẩn → giải BÀI 2: ĐO SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CỦA NGUỒN ĐIỆN MỘT CHIỀU BẰNG PHƯƠNG PHÁP XUNG ĐỐI Mục đích thí nghiệm Xác định giá trị suất điện động nguồn điện chiều chưa biết phương pháp xung đối Mạch điện Các bước tiến hành Bước 1: Mắc mạch điện hình 2.2 (chú ý cực dương nguồn 𝐸𝑥 𝐸 nối phía điểm A suất điện động nguồn E không thay đổi suốt q trình thí nghiệm) Bước 2: Tìm lỗ cắm Thay đổi lỗ cắm từ đến 10 Mỗi lần thay đổi lỗ cắm ta chạm chạy C vào hai đầu A, B quan sát chiều lệch kim điện kế Nếu thấy kim lệch theo hai chiều ngược lỗ cắm lỗ cần tìm Bước 3: Giữ nguyên lỗ cắm, di chuyển chạy C điện kế G số Đọc giá trị L1 Bước 4: Thay pin Ex pin mẫu E0 lặp lại thí nghiệm để đo L2 Bước 5: Tìm Ex theo cơng thức Ex = E0 L1 L2 Lưu ý: Đo chiều dài L1 ứng với nguồn Ex chiều dài L2 ứng với nguồn E0 xen kẽ để kết thu xác đảm bảo Số liệu - Có sẵn máy: Nguồn E; pin mẫu E0 - Đo: L1 Ex; L2 E0 - Tính : Ex = L1 E0 L2 Câu hỏi Tại lại làm hệ giống dây xích xắc? - Vì khơng có phịng thí nghiệm dài 11m nên phải làm ngắn lại Đã thích [HN2]: BÀI 2: ĐO SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CỦA NGUỒN ĐIỆN MỘT CHIỀU BẰNG PHƯƠNG PHÁP XUNG ĐỐI Thế mắc xung đối? - Mắc xung đối cách mắc cực dương nguồn với cực dương nguồn cực âm nguồn với cực âm nguồn hay tổng quát cực tên mắc với liên tiếp thành dãy không phân nhánh Điều kiện để áp dụng phương pháp mắc xung đối gì? Bản chất phương pháp đo suất điện động PP xung đối? - E Ex mắc vào mạch cho cực dấu nằm phía nhằm tạo hai dòng điện xung đối triệt tiêu mạch chứa nguồn cần đo Ưu điểm phương pháp xung phương pháp đo suất điện động vônkế? - Khi dùng Vôn kế, hiệu điện hai đầu Vôn kế U = E − Ir Như số Vôn kế sai lệch với suất điện động nguồn lượng Ir Hơn nữa, tỉ lệ điện trở Vôn kế điện trở nhỏ dẫn đến sai số tăng - Trong phương pháp xung đối, Ex xác định không phụ thuộc vào I , mà phụ thuộc vào sai số nguồn mẫu → Chính xác Chứng minh công thức E = IR - Áp dụng định luật Kirchhoff cho vịng mạch kín MExCM: Ex − IRMC = Ex = IRMC Dò chạy C để IG = làm gì? - Do chất phương pháp xung đối nhằm tạo dòng điện triệt tiêu nên cần phải tìm vị trí IG = Vì E nguồn không đổi? Tại giữ 3-7V mà thấp hơn? - Nguồn E cần nguồn chiều, có suất điện động lớn suất điện động cần đo lấy khoảng → 7V • Nếu E < 3V, để đảm bảo E > Ex phải điều chỉnh E khơng thấp q • Nếu E > 7V, lớn dẫn đến I lớn, dây điện trở bị nóng lên làm bỏng da Mặc khác, nguồn lớn kim điện kế G thay đổi nhiều di chuyển chạy C → khó quan sát → gây sai số đo Đề xuất phương án khác? Cách 1: Dùng đồng hồ đa (vôn kế) đo trực tiếp Cách 2: Dùng định luật Ohm - Mắc nguồn + ampere kế + biến trở (2 R1 R2) → Ampere kế: I1, I2 E − I1r = I1 R1 E = E − I r = I R r = 2 BÀI 3: XÁC ĐỊNH HẰNG SỐ FARADAY VÀ ĐIỆN TÍCH NGUYÊN TỐ THEO PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN PHÂN Mục đích thí nghiệm Xác định giá trị số Faraday điện tích nguyên tố electron dựa vào tượng dương cực tan đồng dung dịch CuSO4 Mạch điện Các bước tiến hành Bước 1: Mắc mạch điện theo sơ đồ Điều chỉnh đồng hồ đa mức 20A-DC Bước 2: + Vặn núm xoay CURRENT để tăng dần cường độ dòng điện I chạy qua bình điện phân ampekế A giá trị I không đổi 1A + Ngắt dòng điện + Tháo cực dương đồng khỏi bình điện phân Sau rửa sạch, sấy khơ đem cân m1 Bước 3: Lắp cực dương (anot) vào bình điện phân, đặt song song với hai cực âm (catot) Bật công tắc nguồn điện Bấm đồng hồ để đo khoảng thời gian t trình điện phân Bước 4: Chờ cho trình điện phân diễn t phút Chú ý: Cần giữ cho dịng điện ln ln khơng đổi I = 1A suốt khoảng thời gian điện phân Thường xuyên theo dõi ampe kế, cần điều chỉnh núm xoay nguồn điện U để giữ cho I không đổi Bước 5: + Ngắt điện, nhẹ nhàng tháo dương cực anot khỏi bình điện phân Rửa sấy khô + Dùng cân điện tử để đo khối lượng dương cực lúc ( m2 ) Đã thích [HN3]: BÀI 3: XÁC ĐỊNH HẰNG SỐ FARADAY VÀ ĐIỆN TÍCH NGUYÊN TỐ THEO PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN PHÂN Chú ý: Vì anơt làm đồng kỹ thuật có tỷ lệ đồng nguyên chất (độ tinh khiết) 98%, nên khối lượng đồng nguyên chất từ cực anơt tan vào dung dịch q trình điện phân tính theo công thức : mtan = 0,98 ( m1 − m2 ) Số liệu - Theo đề bài: I, t - Đo: m1; m2 - Tính: mtan = 0,98 ( m1 − m2 ) ; F = A It (Với A = 63,540; n = ) mtan n Câu hỏi Hiện tượng dương cực tan gì? - Là tượng cực dương bị tan (điện cực dương bị mòn dần, điện cực âm dày thêm), xảy kim loại làm cực dương trùng với kim loại muối dung dịch chất điện phân Bản chất dòng điện chất điện phân? - Bản chất dòng điện chất điện phân dịng dịch chuyển có hướng ion dương theo chiều điện trường ion âm ngược chiều điện trường Trình bày trình xảy điện cực? - Trong dung dịch CuSO4 , phân tử CuSO4 bị phân ly thành ion Cu 2+ SO42− - Tại điện cực âm: Cu 2+ nhận electron để trở thành Cu bám vào cực âm Cu 2+ + 2e → Cu - Tại điện cực dương: Cu nhường electron để trở thành Cu 2+ kết hợp với SO42− dung dịch tạo CuSO4 hòa tan vào dung dịch Cu − 2e → Cu 2+ Cu 2+ + SO42− → CuSO4 Nồng độ dung dịch tượng có thay đổi khơng? Vì sao? - Ở cực dương: Cu → Cu 2+ + 2e - Ở cực âm: Cu 2+ + 2e → Cu - ion Cu2+ dung dịch trở thành Cu bám vào cực âm lượng Cu cực dương tan trở thành Cu2+ lượng nhiêu → Nồng độ dung dịch không đổi Tại khơng tính mtan = m1 − m2 mà phải nhân 0,98? - Vì anơt làm đồng kỹ thuật có tỷ lệ đồng nguyên chất (độ tinh khiết) 98%, nên khối lượng đồng nguyên chất thoát từ cực anơt tan vào dung dịch q trình điện phân tính theo cơng thức : mtan = 0,98 ( m1 − m2 ) Tại dùng điện cực mà điện cực? - Khi sử dụng điện cực với anode dương cực tan đều, tránh trường hợp miếng đồng bị gãy tránh trường hợp tạp chất đồng ảnh hưởng đến dòng điện - Chỉ sử dụng điện cực bị sụt áp nhanh, cường độ dịng điện khơng ổn định Tại I lại sụt áp? Đề xuất phương án khác? - Đo số Faraday thí nghiệm điện phân nước Hoffman + Đổ dung dịch NaCl vào đầy ống + Sau điện phân khí H2 O2 bay lên đẩy dung dịch xuống → dung dịch ống nâng lên + Đo thể tích khí (1 khí) V = q RT z R pF (q = It) 3.1 Thấu kính hội tụ (TKHT) 3.1.1 Phương pháp tự chuẩn - Đo: f 3.1.2 Phương pháp Silberman - Đo: D - Tính: f = D 3.1.3 Phương pháp Bessel - Đo: D (nguồn đến màn), l (khoảng cách thấu kính) - Tính: f = D2 − l 4D 3.2 Thấu kính phân kỳ (TKPK) 3.2.1 Phương pháp tự chuẩn - Đo: L1S1, L1L2 - Tính: f = L1S1 - L1L2 3.2.2 Phương pháp điểm liên kết - Đo: d (L2S1), d’(L2,S2) (d < 0) - Tính: f = d d ' d +d' Câu hỏi Làm phân biệt TKHT TKPK TH sau: Dùng tay sờ Dùng chùm tia TKHT TKPK Phần rìa ngồi mỏng phần Phần rìa ngồi dày phần chính giữa Các tia ló hội tụ lại điểm Khơng tạo ảnh tới song song Để trước trang chắn (vì TKPK ln tạo ảnh ảo) Nhìn thấy dòng chữ to sách Phân loại TKHT TKPK dựa tiêu chí nào? - Dùng tay sờ - Dùng chùm tia tới song song - Để trước trang sách Trình bày tia đặc biệt vẽ hình TKHT, TKPK Đã thích [HN6]: Vơ thí nghiệm check lại * Thấu kính hội tụ: - Tia tới thấu kính qua tiêu điểm vật F ló song song với quang trục - Tia tới song song với quang trục ló qua thấu kính qua tiêu điểm ảnh F’ - Tia qua quang tâm O truyền thẳng * Thấu kính phân kỳ: - Tia tới song song quang trục qua thấu kính phân kỳ phần kéo dài qua tiêu điểm ảnh F’ - Ngược lại tia tới tia hội tụ, điểm hội tụ tiêu điểm vật, ló khỏi thấu kính song song với quang trục Vị trí vật ảnh hưởng đến vị trí, tính chất ảnh nào? * Thấu kính hội tụ: * Thấu kính phân kỳ: - Mọi vật sáng đặt trước TKPK cho ảnh ảo, chiều, nhỏ vật nằm khoảng tiêu cự thấu kính - Vật đặt xa thấu kính, ảnh ảo vật có vị trí cách thấu kính khoảng tiêu cự Nếu đưa vật xa thấu kính theo phương song song với trục ảnh nhỏ dần xa thấu kính dần - Vật đặt sát thấu kính cho ảnh ảo vật Trong phương pháp đo tiêu cự thấu kính hội tụ, phương pháp có độ xác cao nhất? Xét thực hành tính sai số? Vì sao? - Phương pháp Bessel đo khoảng cách tính nên hạn chế sai số - Đối với phương pháp tự chuẩn đo lần dẫn đến sai số nhiều - Đối với phương pháp Silberman sai số nhiều (ảnh vật, hai khoảng cách vật-TK = TKảnh, thước đo) Vì đo tiêu cự thấu kính phân kì, ta ln phải dùng thấu kính hội tụ? - Với TKPK, vật thật cho ảnh ảo TKPK cho ảnh thật với điều kiện sau: Vật ảo khoảng cách từ vật ảo đến thấu kính nhỏ tiêu cự - Để tạo ảnh thật TKPK, ta dùng thêm TKHT đặt phía trước với tác dụng tạo vật ảo cho TKPK Những sai số ảnh hưởng tới phép đo, cách khắc phục? * Nguyên nhân sai số: - Sai số dụng cụ đo (thước kẻ 100cm) - Trong trình đo, người thực hành thí nghiệm đặt mắt đọc giá trị dụng cụ đo không - Ảnh thu cịn mờ chưa hồn tồn rõ sắc nét - Đặt thước đo chưa chuẩn mép thấu kính/màn chắn - Trong q trình di chuyển thấu kính, việc đánh dấu vị trí thấu kính ban đầu cịn chưa chuẩn xác * Cách khắc phục: - Đặt thấu kính vị trí cho ảnh rõ nét - Đặt mắt đọc giá trị phải vng góc thẳng xuống Trình bày cách tính sai số f phương pháp? * Thấu kính hội tụ: - Phương pháp tự chuẩn: = f f - Phương pháp Silberman: f = - Phương pháp Bessel: f = D D2 − l 4D Ln vế: ln f = ln ( D − l ) − ln D Lấy vi phân vế: 2 df d ( D − l ) dD DdD 2ldl dD DdD + ldl dD = − = + − =2 − 2 f D −l D D2 − l D2 − l D D2 − l D Từ đó, ta có: = f DD + ll D =2 + 2 f D D −l * Thấu kính phân kỳ: - Phương pháp tự chuẩn: f = L2 S1 − L2 S2 Ln vế: ln f = ln ( L2 S1 − L2 S2 ) Lấy vi phân vế: Từ đó, ta có: = d ( L2 S1 ) d ( L2 S ) df d ( L2 S1 − L2 S2 ) = = − f L2 S1 − L2 S2 L2 S1 − L2 S2 L2 S1 − L2 S2 f ( L2 S1 ) + ( L2 S2 ) = f L2 S1 − L2 S2 - Phương pháp điểm liên kết: f = d d ' d +d' Ln vế: ln f = ln d + ln d '− ln ( d + d ') Lấy vi phân vế: df dd dd ' d ( d + d ') dd dd ' dd + dd ' = + − = + − f d d' d +d' d d' d +d ' Từ đó, ta có: = f d d ' d + d ' = + + f d d' d +d' CM công thức f PP Bessel: f = D2 − l 4D Nêu điều kiện D phương pháp này? Khoảng cách vật màn: D = d + d ' Khoảng cách vị trí TKHT: l = d '− d Ta có: d ' = D2 − l D+l D −l 1 ,d = , = + Suy ra: f = 4D 2 f d d' Vật AB (cố định) qua TKHT (di động được) cho ảnh thật A’B’ D (cố định), chúng phải thỏa mãn hệ thức (4) lập nhiệm vụ 2: 1 + = OA OA ' OF Trong có OA = x; OA ' = D − x , vậy: 1 + = → x − Dx + Df = x D−x f (1) Phương trình (1) có hai nghiệm ta thu hai vị trí đặt thấu kính để nhận ảnh rõ nét ảnh D (được cố định); điều kiện để (1) có hai nghiệm phân biệt: D2 − 4Df → D f BÀI 6: KHẢO SÁT HIỆN TƯỢNG GIAO THOA HỆ VÂN TRỊN NEWTON Mục đích thí nghiệm Biết sử dụng dụng cụ: kính hiển vi đo lường, thấu kính phẳng-lồi tạo nêm khơng khí, gương bán mạ phản xạ-truyền qua, nguồn sáng đơn sắc để quan sát tượng giao thoa cho vân tròn Newton ứng với ánh sáng đơn sắc khác Vận dụng kết đo để xác định bước sóng ánh sáng đơn sắc sai số phép đo Các bước tiến hành Số liệu - Có sẵn: R = 855.10−3 m - Đo: xk , xi , xk' , xi' - Tính: rk = xk − xk' x − x' Bb ; ri = i i ; B = rk + ri ; b = rk − ri = 2 (k − 1).R Câu hỏi Thế tượng giao thoa ánh sáng? Điều kiện để có giao thoa ánh sáng? - Định nghĩa: Giao thoa ánh sáng tổng hợp hai hay nhiều sóng ánh sáng kết hợp mà kết tạo trường giao thoa với vân sáng tối xen kẽ Những điểm cường độ sáng tăng cường gọi vân sáng, điểm cường độ sáng bị triệt tiêu gọi vân tối - Điều kiện: Hai nguồn phát ánh sáng hai nguồn kết hợp: + Cùng tần số + Cùng phương dao động + Hiệu số pha không đổi theo thời gian Phân loại tượng giao thoa ánh sáng? Đã thích [HN7]: BÀI 6: KHẢO SÁT HIỆN TƯỢNG GIAO THOA HỆ VÂN TRÒN NEWTON - Hiện tượng giao thoa ánh sáng chứng thực nghiệm chứng tỏ ánh sáng có tính chất sóng Hiện tượng giao thoa chia thành hai dạng là: + Giao thoa hai nguồn sáng điểm hay vân không định xứ + Giao thoa mỏng hay vân định xứ Nêu phận chủ yếu máy giao thoa Newton STT Tên dụng cụ Giá cặp vật bàn đặt mẫu Núm vặn Công dụng Nơi để đặt hệ thấu kính phẳng lồi cần quan sát, giữ cố định dụng cụ tạo vân Dùng để nâng hạ thấp ống ngắm lên xuống theo phương thẳng đứng để nhìn thấy hệ vân trịn rõ nét Dùng để dịch chuyển ngang ống kính để giao điểm X Núm xoay vạch chữ thập trắc vi thị kính trùng với tâm hệ vân trịn Newton, có thước trắc vi ( 0÷50mm , độ xác 0,01mm) Kính hiển vi đo lường Đèn chiếu ánh sáng đơn sắc (đỏ lục lam) Dùng để quan sát hệ vân trịn Newton thơng qua việc nhìn vào ống ngắm Phát ánh sáng đơn sắc để tạo vân trịn Newton từ đo bước sóng ánh sáng Để tạo ánh sáng chiếu thẳng góc lên hệ thấu kính phẳng lồi Gương bán mạ G tạo vân tròn Newton đồng thời quan sát đo bán kính vân Trong thí nghiệm Newton, làm để đo bán kính vân? - Vì đạt tiếp xúc điểm thủy tinh thấu kính nên vân tối trung tâm vệt hình trịn khơng phải điểm Vì khơng thể xác định xác tâm hệ vân nên ta khơng thể đo bán kính thơng qua tọa độ tâm hệ vân rìa đường trịn vân tối mà tìm đường kính vân tối thơng qua tọa độ hai rìa đường trịn vân tối Cơng thức dùng để đo bước sóng ánh sáng cần tìm? = Bb (k − i) R Nêu thang bước sóng ánh sáng khả kiến? - 380 – 440nm: Tím - 430 – 460nm: Chàm - 450 – 510nm: Lam - 500 – 575nm: Lục - 570 – 600nm: Vàng - 590 – 650nm: Cam - 640 – 760nm: Đỏ Giải thích tượng giao thoa cho nêm khơng khí, tạo thành hệ vân trịn Newton Tại thí nghiệm này, ảnh giao thoa lại hệ vân tròn đồng tâm? - Giải thích: + Nếu chiếu chùm sáng song song đơn sắc vng góc với mặt phẳng phẳng thuỷ tinh P tia sáng phản xạ từ mặt mặt nêm khơng khí giao thoa với + Hiệu quang lộ tia sáng phản xạ hai mặt nêm khơng khí vị trí ứng với độ dày d k bằng: = 2d k + + Đại lượng / xuất ánh sáng truyền qua nêm khơng khí tới mặt bản, bị phản xạ mặt phẳng thuỷ tinh P, chiết quang khơng khí + Khi = ( 2k + 1) với k = 0, 1, 2, 3, ta có cực tiểu giao thoa, ứng với độ dày: d k = k + Gọi R bán kính mặt lồi thấu kính L Vì dk R , nên áp dụng hệ thức lượng tam giác vng Hình 6.1, ta tính bán kính rk vân tối thứ k: rk2 = ( R − dk ) dk 2Rd k = rk2 k.R - Chúng ta quan sát thấy vân giao thoa đồng độ dày Hệ thí nghiệm bố trí đối xứng trịn xoay quanh trục CO lớp khơng khí mỏng độ dày có dạng vịng tròn đồng tâm O Vậy hệ vân vân tròn tâm O Tại phải xác định bước sóng ánh sáng theo cơng thức (5), mà không xác định trực công thức (4)? - Thực tế đạt tiếp xúc điểm mặt thấu kính phẳng-lồi L mặt phẳng thuỷ tinh P, nên vân tối hệ vân trịn Newton khơng phải điểm mà hình trịn Vì thế, để xác định xác bước sóng ánh sáng đơn sắc, người ta áp dụng công thức (6.4) hai vân tối thứ k thứ i: rk2 = k R ri = i R - Từ suy ra: rk2 − ri = ( k − i ) R hay = Bb (k − i) R (6.5) B = rk + ri b = rk − ri đo thước trắc vi kính hiển vi Hãy chứng tỏ cơng thức tính sai số tương đối phép đo bước sóng ánh sáng phương pháp giao thoa cho vân trịn Newton có dạng: = = B b R + + B b R Từ suy cách chọn vân thứ k thứ i nên để phép đo bước sóng theo phương pháp đạt độ xác cao - Ta có: = Bb (k − i) R - Lấy ln vế: ln = ln B + ln b − ln R - Vi phân vế: - Suy ra: = d = = dB db dR + − B b R B b R + + B b R - Nên chọn i = 1; k = 4, vân tối thứ có độ rõ nét cao, không gần vân tối bên cạnh nên dễ dàng xác định tọa độ xi Đối với vân tối k, không nên chọn gần vân tối thứ nhất, khoảng cách vân gần nhau, sai số lớn Tuy nhiên không chọn k lớn xa vân trung tâm vân sít lại, khó xác định tọa độ độ nét không thật cao 10 Có thể thay gương bán mạ gương soi khơng? Vì sao? - Khơng Vì gương bán mạ phản xạ xuống thấu kính cịn gương soi khơng 11 Tại phải quay gương bán mạ 45 độ? - Để chùm sáng tới thấu kính 90 độ - Có thể để nhiều góc khác cuối phải đảm bảo chùm sáng chiếu tới thấu kính 90 độ 12 Gương bán mạ có phản xạ hết ánh sáng không? - Gương bán mạ phản xạ nửa, nửa qua thấu kính ln 13 Giao thoa phải có nguồn có nguồn? - Giao thoa tia phản xạ (1 mặt lồi, mặt thẳng) định xứ đường cong 14 Hệ thống tạo vân trịn Newton gì? - Thấu kính phẳng lồi bảng có bề dày khơng đổi 15 Có phải vân trung tâm ln vân tối khơng? - Khơng tùy thuộc vào môi trường, tùy thuộc vào chiết suất mà hiệu quang lộ có cộng khơng 16 Đề xuất phương án khác? - Giao thoa khe Young: + Đặt khe Young đặt sát sau nguồn Laser → Di chuyển khe Young cho hình ảnh giao thoa lên rõ nét E → Di chuyển gắn E xa tiến hành đo khoảng vân i khoảng cách từ khe đến D (Khoảng cách vân sáng vân tối liên tiếp) i= D a = D Đã thích [HN8]: BÀI 7: CÁCH TỬ BÀI 7: CÁCH TỬ Mục đích thí nghiệm Xác định số vạch (khe hẹp) n milimet (mm) chiều dài cách tử truyền qua cách dùng ánh sáng biết trước bước sóng Đo giá trị bước sóng ánh sáng vạch màu quang phổ đèn Thủy ngân Các bước tiến hành 2.1 Xác định số vạch cách tử Phân biệt vạch vàng: o o Vì bước sóng vàng ( 5790 A ) dài bước sóng vàng ( 5769 A ) nên tia sáng vàng bị lệch nhiều tia sáng vàng Vì bậc phổ vạch vàng vạch xa vân trung tâm vạch vàng gần vân trung tâm Bước 1: Dùng kính ngắm để tìm vàng bên phải ( vang1 = 5790nm ) → Quay cách tử → Đọc vị trí góc lệch Bước 2: Dùng kính ngắm để tìm vàng bên trái ( vang1 = 5790nm ) → Quay cách tử → Đọc vị trí góc lệch n= − 0 sin k ( k = 1, ) 2.2 Xác định bước sóng Làm tương tự cách xác định số vạch n mm cách tử Tuy nhiên, sử dụng công thức: = − 0 sin kn Số liệu o o - Có sẵn: v1 = 5790 A; v = 5769 A - Đo: ;0 - Tính: + Bậc 1: n = − 0 sin ; k = − 0 sin kn + Bậc 2: n = − 0 sin ; k = − 0 sin kn ( k = 1, ) Câu hỏi Trình bày cấu tạo cách tử? Phân loại? - Cấu tạo cách tử: Cách tử nhiễu xạ hệ thống N khe hẹp giống hệt nhau, bề rộng a, cách nhau, khoảng cách khe liên tiếp l Cấu tạo cách tử nhiễu xạ tinh vi, milimet chiều dài cách tử có nhiều khe - Phân loại: + Cách tử truyền qua: mặt thủy tinh có rãnh khơng suốt, ánh sáng truyền qua phần suốt gây nhiễu xạ → Chỉ dùng để nghiên cứu ánh sáng khả kiến + Cách tử phản xạ: Tạo kim loại phẳng, nhẵn bóng có hệ số phản xạ cao, mặt vạch rãnh nhỏ cách → Dùng để nghiên cứu tia tử ngoại Em hiểu góc lệch cực tiểu? Vì góc lệch cực tiểu, quang phổ đổi chiều? Mô tả quang phổ mà em quan sát được? - Quang phổ quan sát quang phổ vạch phát xạ - Quang phổ cách tử gồm quang phổ đối xứng qua vân sáng trung tâm - Tại vân sáng trung tâm, vạch sáng có màu giống màu nguồn sáng chiếu tới - Hai bên vân trung tâm quang phổ nhiễu xạ bậc 1, 2, Các vạch màu mà quan sát tượng gì? Viết cơng thức vị trí? So sánh đặc điểm quang phổ cách tử lăng kính với nguồn đèn thủy ngân dùng thí nghiệm BÀI 8: KHẢO SÁT HIỆN TƯỢNG PHÂN CỰC QUAY (ĐƯỜNG KẾ) Mục đích thí nghiệm Khảo sát góc quay R mặt phẳng chấn động ánh sáng phân cực thẳng qua dung dịch quang hoạt để xác định suất triền quang riêng ( ) chất quang hoạt hòa tan Các bước tiến hành Bước Chỉnh máy: Nhìn vào kính ngắm thấy hai vùng sáng khơng đều, quay Nicol phân tích A núm vặn hai vùng sáng Ghi nhận giá trị Ro Bước Đổ dung dịch vào ống T (đổ nhẹ, hạn chế bọt khí) Bước Đo góc quay R - Sau đặt ống T lên máy, vặn núm để hai vùng sáng (lần 2) Ghi nhận R ' - Lấy R’ – R0 = R góc quay mặt phẳng chấn động sáng Bước Kết - Tính triền quang suất [] chất quang hoạt định luật Biot: R = .l.C C= m 100 Câu hỏi Hãy trình bày đặc điểm tính chất ánh sáng từ đèn Natri qua phận triền quang kế + Ánh sáng vừa phát từ đèn Natri ánh sáng tự nhiên + Ánh sáng từ đèn Natri qua Nicol phân cực P trở thành ánh sáng phân cực thẳng có vector chấn động sáng OP + Ánh sáng phân cực phần qua nửa sóng trở thành ánh sáng phân cực thẳng OP ' Phần khơng qua nửa sóng ánh sáng phân cực thẳng OP + Sau đó, qua ống đựng dung dịch triền quang T đến kính ngắm Trong q trình làm thí nghiệm cần ý điều để hạn chế sai số? * Nguyên nhân sai số: Đã thích [HN9]: BÀI 8: KHẢO SÁT HIỆN TƯỢNG PHÂN CỰC QUAY (ĐƯỜNG KẾ) + Người thực thí nghiệm đọc chưa giá trị góc quay R, R thước đo, du xích (có thể đặt mắt chưa vị trí, …) + Chưa xác định xác vị trí cho nửa thị trường sáng khơng có dung dịch đường có dung dịch đường cảm nhận mắt người làm thí nghiệm chưa tốt + Trong ống đựng dung dịch đường cịn số bọt khí làm cho khó nhìn vùng sáng + Trong q trình đo góc R, R0; người thực thí nghiệm vơ ý chạm vào núm xoay nicol phân tích làm góc R, R0 bị thay đổi dẫn đến việc đọc sai kết đo * Cách khắc phục: + Thực thí nghiệm nhiều lần để giảm sai số + Điều chỉnh tiêu cự kính ngắm để quan sát vùng thị trường rõ + Xoay nút điều chỉnh từ từ thước nhìn thẳng vng góc với thước du xích để đọc số liệu xác Khi hai nửa thị trường quan sát “sáng đều”? Gọi AA’ vết thiết diện Nicol phân tích A, Om Om’ hình chiếu OP OP’ lên mặt phẳng Nicol A Theo định luật Malus, cường độ sáng nửa thị trường bằng: I1 = k Om I = k Om' Muốn cho hai vùng thị trường có cường độ sáng ta phải quay Nicol để phương AA’ trùng với Ox Oy (hai phương ưu đãi nửa sóng D) Hình 8.5 Hình chiếu OP OP’ lên mặt phẳng AA’trong trường hợp hai nửa thị trường sáng Xét 8.5, ta thấy hai trường hợp ta có: Om2 =Om'2 I1 = I hai vùng có cường độ sáng Phân loại ánh sáng phân cực? - Ánh sáng phân cực thẳng, phân cực elip phân cực tròn Hiện tượng phân cực quay gì? Chất triền quang gì? - Hiện tượng phân cực quay tượng mặt phẳng chấn động sáng ánh sáng phân cực thẳng bị quay góc truyền qua chất triền quang (mơi trường quang hoạt) - Chất triền quang chất có khả tạo tượng phân cực quay (đường, rượu, nicotin lỏng,…) Ánh sáng truyền từ gì? Đây ánh sáng phân cực hay ánh sáng tự nhiên? - Đèn Natri (vàng) - Ánh sáng tự nhiên Sử dụng thiết bị để biến ánh sáng tự nhiên thành ánh sáng phân cực? - Nicol phân cực (kính phân cực) Năng suất triền quang phụ thuộc vào gì? - Phụ thuộc bước sóng nhiệt độ ... phương pháp đo suất điện động vônkế? - Khi dùng Vôn kế, hiệu điện hai đầu Vôn kế U = E − Ir Như số Vôn kế sai lệch với suất điện động nguồn lượng Ir Hơn nữa, tỉ lệ điện trở Vôn kế điện trở nhỏ dẫn... pháp đo điện trở cầu Wheaston đo điện trở nhỏ có độ lớn xấp xỉ điện trở dây nối? - Đối với điện trở cần đo lớn điện trở dây nối xem không đáng kể → bỏ qua Nhưng điện trở cần đo nhỏ (xấp xỉ điện. .. Vặn núm xoay DC nguồn điện để điều chỉnh hiệu điện U tăng dần vôn, từ đến 10V 3.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát mạch điện xoay chiều RC Bước 1: Mắc mạch điện: Vặn núm xoay AC nguồn điện Un đến vị trí 12V