Bg thuc tap vat ly 2 7518

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VÕ TRƯỜNG TOẢN KHOA DƯỢC  BÀI GIẢNG MÔN HỌC THỰC TẬP VẬT LÝ Giảng viên biên soạn: Ths LÂM VĂN NGOÁN Đơn vị: Khoa Dược Bộ môn: Khoa học sở - Hậu Giang – Năm 2015 Trang Bài : SỬ DỤNG THƯỚC KẸP - PANME A/ THỰC HÀNH THƯỚC KẸP I/ MỤC ĐÍCH Nắm nguyên tắc cấu tạo du xích thước kẹp Biết cách sử dụng thước kẹp để đo kích thước số vật động tác xác II/ CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1/ Mô tả dụng cụ cách sử dụng D L 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 d A L2 E d B d Hình Thước kẹp có hai hàm A B (Hình 1) Hàm A đứng yên gắn liền với thước thường L1 Hàm B chuyển động dọc theo chiều dài thước L1, gắn liền với thước nhỏ L2 gọi du xích (thước chạy) Thước L1 chia đến mm đánh số cm (1; 2; 3cm…) Khi hai hàm khít nhau, vạch L1 trùng với vạch du xích L2 Khi hai hàm A B cách khoảng d khoảng chiều dài từ điểm thước thường đến điểm du xích (Hình 1.1) Muốn đo kích thước vật, ta đặt vật hàm A B khẽ đẩy hàm B sát vào vật Lúc ốc D mở lỏng Để đảm bảo hai hàm A B kẹp chặt vật mà không làm biến dạng vật, ta cho hàm B tiến khít đến vật cách nhẹ nhàng vặn ốc C từ từ Khi việc xoay ốc C không nhẹ nhàng trước tức vật bị kẹp chặt hai hàm A B Khi muốn lấy vật khỏi hàm A B ta lại xoay ốc ngược chiều với trước để kéo hai hàm xa vật Trang Để đọc kết đo thước kẹp, ta phải nắm nguyên tắc cấu tạo du xích thước kẹp 2/ Nguyên tắc cấu tạo du xích Trên thước L1 lấy đoạn a mm chia làm b khoảng Mỗi khoảng dài Trên du xích L2 lấy đoạn dài (a-1) chia làm b khoảng Mỗi khoảng dài a mm b a 1 mm b Vậy khoảng du xích ngắn khoảng thước thường là: a a 1 mm mm = mm b b b b   mm đại lượng đặc trưng cho du xích Dựa vào giá trị  , ta phân loại du xích: - Du xích 0,02 mm tức có   0,02 mm - Du xích 0,05 mm tức có   0,05 mm - Du xích 0,1mm tức có   0,1 mm Ví dụ: Ta dùng thước kẹp có du xích 0,1 mm Cấu tạo du xích sau: Trên thước thường L1 lấy đoạn a = 10mm chia làm b = 10 khoảng Mỗi khoảng dài a  mm Trên du xích L2 lấy đoạn dài (a-1) = 9mm chia làm b = 10 b khoảng Mỗi khoảng dài a 1  0,9 mm Vậy khoảng du xích ngắn b khoảng thước thường là:   mm - 0,9 mm = 0,1mm Nếu xét n khoảng du xích n khoảng thước thường (mỗi khoảng dài 1mm) n khoảng du xích ngắn hơn: n  0,1n mm Chẳng hạn theo hình 1.2, số du xích trùng với số thước thường (n=5) nên khoảng du xích ngắn hơn: 0,1n  0,5 mm Trang Hình Hình 3/ Cách đọc kết quả: Như ta nói trên, muốn đo vật, ta kẹp chặt vật hai hàm A B Khoảng cách hai hàm A B kích thước vật khoảng cách d vạch thước thường L1 vạch du xích L2 Chẳng hạn theo hình 1.3 ta có d = 9mm + n (9mm phần nguyên tính từ vạch thước thường đến vạch gần vạch du xích phía bên trái) Để tính n , ta tìm du xích thước thường hai vạch trùng Giả sử vạch số (n=6) du xích trùng với vạch 15mm thước thường Vậy du xích kể từ vạch trùng (vạch 6) đến vạch du xích có khoảng, thước thường kể từ vạch trùng (vạch 15) đến vạch 9mm có (15-9)/1=6 khoảng Như vậy, khoảng dài khoảng du xích đoạn n n  0,1.6  0,6 mm Khi đó: d = 9mm + 0,6mm = 9,6mm Như vậy, cấu tạo thước kẹp có du xích 0,1 mm, ta đưa cách đọc đơn giản: d = 9mm + n n: số thứ tự vạch du xích trùng với vạch thước thường Ví dụ: vạch thứ du xích trùng với vạch thước thường  d  mm+8.0,1mm=9,8mm Tóm lại, cách đọc kết đo kích thước vật sử dụng thước kẹp phát biểu sau: + Phần nguyên (phần mm) đọc thước thường, vạch phía trái gần vạch du xích + Phần thập phân đọc du xích, vạch trùng với vạch thước thường ( n ) Trang + Kết phép đo tổng hai kết III/ THỰC HÀNH 1/ Hiệu chỉnh số Nếu hai hàm A B khít mà số du xích nằm phía bên phải số thước thường kích thước vật kết đọc trừ khoảng cách hai số Nếu hai hàm A B khít nhau, mà số du xích nằm phía bên trái số thước thường kết đọc phải cộng thêm khoảng cách hai số hai hàm khít 2/ Thực hành đo Đo đường kính (d1), đường kính ngồi (d2) hình trụ rỗng Mỗi đường kính đo lần vị trí khác Lập bảng Chú ý: Để đo đường kính hình trụ, ta đặt thước kẹp hình 1.4 Đường kính khoảng cách từ số thước thường đến số du xích Hình Kích thước cần đo (mm) Đo lần Đo lần Đo lần d d d = d  d Đường kính (d1) Đường kính (d2) Bảng Trang B/ THỰC HÀNH PANME I/ MỤC ĐÍCH Nắm nguyên tắc cấu tạo thước vòng panme Biết cách sử dụng panme để đo kích thước số vật động tác nhẹ nhàng xác II/ CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1/ Mô tả dụng cụ cách sử dụng Panme có hai A B (Hình 5) Thanh A (cố định) trụ tròn ngắn gắn liền với đai sắt hình chữ U Thanh B (di động) trụ tròn dài A nhiều, có tiết diện ngang A Thanh B gắn đồng trục với hệ thống hình trống C, D E Khi ta xoay hệ thống hình trống nói B xoay theo đồng thời hệ thống hình trống lẫn B lại chuyển động dọc theo trục chúng Trên trục G cố định có thước dài L1 chia vạch 0,5mm Các vạch phía tương ứng với trị số nguyên 1, 2, 3mm,… Các vạch phía tương ứng giá trị số lẻ 0,5; 1,5; 2,5; 3,5mm;… (Hình 6) Trên cổ hình trống C, có thước vịng L2 chia thành 50 khoảng (sẽ nói chi tiết phần sau) Khi hai đầu A B khít mép hình trống C trùng với vạch số thước vòng L1, đồng thời đường dọc thước dài L1 trùng với vạch số thước vòng L2 Khi hai đầu A B cách khoảng d khoảng chiều dài từ vạch số thước L1 đến mép hình trống C (Hình 6) Hình Trang Muốn đo kích thước vật, ta đặt vật hai A B Lúc đầu ta vặn hình trống D để di chuyển B cho nhanh Khi B gần chạm vào vật, đề đảm bảo hai A B kẹp chặt vật mà không làm biến dạng vật, ta khơng vặn hình trống D mà chuyển sang vặn hình trống E Khi chặt, hình trống E quay B khơng tiếp tục di chuyển Khi nghe thấy tiếng “cắc cắc” lúc khơng vặn Để sử dụng panme, ta phải nắm nguyên tắc cấu tạo thước vòng panme Hình 2/ Ngun tắc cấu tạo thước vịng panme Khi quay hình trống C vịng B di chuyển đoạn h mm gọi bước di chuyển B Trên cổ trống C người ta kẻ thước vòng L2 cách chia cổ trống thành q khoảng Như hình trống C quay q khoảng đầu B di chuyển đoạn h mm Do hình trống C quay khoảng chia đầu B di chuyển đoạn:  h mm q  : đại lượng đặc trưng cho panme, cho ta biết mức xác phép đo kích thước panme Trong thực hành, ta dùng panme có bước di chuyển h  0,5 mm số khoảng q  50 , vậy:   h 0,5   0,01 mm q 50 Nghĩa panme đo kích thước vật tới mức xác 0.01mm Trên cổ hình trống C ứng với 50 khoảng chia có 50 vạch đánh số vạch từ 0; 5; 10;… đến 45 (vạch số trùng với vạch số 50) Những vạch tạo thành thước vịng L2 Khi hình trống C quay n khoảng chia tức n vạch đầu B di chuyển đoạn: n  0,01n mm Trang 3/ Cách đọc kết Muốn đo vật, ta kẹp chặt hai đầu A B Khoảng cách hai đầu A B (là kích thước vật) khoảng cách d vạch số thước dài L1 mép hình trống C Chẳng hạn theo hình 1.6: ta có d = 3,5mm + n (3,5mm phần nguyên tính từ vạch số phía hình trống C phía bên phải) Để tính n , ta tìm thước vịng L2 vạch trùng hoàn toàn với đường kẻ dọc thước L1 (Hình 1.6) Giả sử vạch số 30 (n=30) thước vòng L2 trùng với đường kẻ dọc, nghĩa để di chuyển đoạn n (kể từ vạch số 3,5 thước L1) hình trống C quay 30 khoảng chia Vậy ta có: n  30.0,01  0,3 mm Nghĩa là: d = 3,5mm + 0,3mm=3,8 mm Cách đọc kết thước đo sau: + Kết đọc thước dài L1 (tính theo mm) vào vạch phía trái gần mép hình trống C (có thể vạch phía phía đường kẻ dọc) + Kết đọc thước vịng L2 (tính theo 0,01mm) vào vạch thước vòng trùng với đường kẻ dọc thước dài L1 + Kết phép đo tổng hai kết III/ THỰC HÀNH 1/ Hiệu chỉnh số Nếu hai đầu A B khít vạch số thước vịng L2 chưa tới đường kẻ dọc thước dài L1 kết đọc phải trừ số phần trăm mm tính từ vạch số thước vịng L2 đến đường kẻ dọc Nếu hai đầu A B khít vạch số thước vịng L2 qua đường kẻ dọc thước dài L1 kết đọc phải cộng thêm số phần trăm mm tính từ vạch số thước vịng L2 đến đường kẻ dọc 2/ Thực hành đo Đo đường kính d1 que kim loại đường kính d2 viên bi kim loại Mỗi đường kính đo lần vị trí khác Lập bảng Trang Kích thước cần đo (mm) Đo lần Đo lần Đo lần d d d  d Đường kính d1 que Đường kính d2 viên bi Bảng HẾT Bài 2: XÁC ĐỊNH NHIỆT DUNG RIÊNG CỦA VẬT RẮN I/ MỤC ĐÍCH Nắm phương pháp xác định nhiệt dung riêng vật rắn II/ CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1/ Nguyên tắc Nhiệt dung riêng chất đại lượng vật lý có giá trị nhiệt lượng cần truyền cho đơn vị khối lượng chất để làm tăng nhiệt độ lên độ bách phân Giả sử vật rắn khảo sát có khối lượng M, nhiệt độ T, nhiệt dung riêng X Cho vật rắn vào nhiệt lượng kế (có que khuấy) chứa nước nhiệt độ T1 Gọi: - m1: khối lượng nhiệt lượng kế que khuấy - C1=0,22 cal/gđộ: nhiệt dung riêng chất làm nhiệt lượng kế que khuấy - m2: khối lượng nước chứa nhiệt lượng kế - C2=1 cal/gđộ: nhiệt dung riêng nước Nếu T>T1 vật rắn tỏa nhiệt lượng Q1 nhiệt độ vật giảm từ T xuống T2 (nhiệt độ cân hệ thống) Q1  MX(T  T2 ) Đồng thời nhiệt lượng kế que khuấy nước nhận số nhiệt lượng để tăng nhiệt độ từ T1 đến T2 Q2  (m1C1  m2C2 )(T2  T1 ) Khi hệ cô lập đạt trạng thái cân nhiệt, ta có: Suy ra: Q1  Q2 (m C  m2C2 )(T2  T1 ) X 1 M(T  T2 ) Trang 2/ Thiết bị thí nghiệm - Một nhiệt lượng kế dùng đựng nước que khuấy - Một bình nhơm có hai lớp vỏ A B Giữa hai lớp vỏ nước đổ đến gần đầy Mặt đáy vỏ A nghiêng có ống G nghiêng, thơng ngồi Đầu ống nghiêng G có nắp đậy mở cách kéo lên cao - Một nhiệt kế chia tới 0,1 độ để đo nhiệt độ nước nhiệt lượng kế - Một nhiệt kế dài chia tới độ để đo nhiệt độ vật rắn - Một bếp điện để đun - Một cân Roberval hộp cân III/ HƯỚNG DẪN CÁC BƯỚC THỰC HÀNH - Bước 1: Đổ gần đầy nước vào bình hai vỏ đun bếp điện Trong chờ đợi nước sôi, dùng cân Roberval tiến hành cân đại lượng sau đây: - Khối lượng M vật rắn (các viên bi kim loại), - Khối lượng NLK que khuấy, - Khối lượng nước phương pháp cân Mendeleev Phép cân 1: Bì (500g) cân với cân M1 (1) Phép cân 2: Bì (500g) cân với cân M2+vật (khối lượng M) (2) Phép cân 3: Bì (500g) cân với cân M3 + NLK que khuấy (khối lượng m1) (3) Phép cân 4: Bì (500g) cân với cân M4 + NLK que khuấy chứa nước (khối lượng m2) (4) Ta có cân vế phải: - Từ (1) (2) suy ra: M (khối lượng vật rắn) = M1 – M2 - Từ (1) (3) suy ra: m1 (khối lượng NLK que khuấy) = M1 – M3 - Từ (3) (4) suy ra: m2 (nước) = M3 – M4 Ghi kết vào bảng - Bước 2: Sau cân xong, bỏ vật vào bình A, nắp ống G đậy kín Cắm nhiệt kế dài cho đầu nhiệt xúc với vật - Bước 3: Dùng que khuấy khuấy nước nhiệt lượng kế Cắm nhiệt kế vào nhiệt lượng kế đọc nhiệt độ T1 nước nhiệt lượng kế - Bước 4: Theo dõi nhiệt độ bình hai vỏ, nhiệt độ lên tới khoảng 96 – 980 không thay đổi, đọc nhiệt độ T vật Đưa nhiệt lượng kế vào sát ống G Mở nắp thả vật thật nhanh vào nhiệt lượng kế, khuấy nước, theo dõi nhiệt độ nước nhiệt kế cắm nhiệt lượng kế Khi nhiệt độ không thay đổi, đọc nhiệt độ T2 Sai số phép đo nhiệt độ sai số dụng cụ Ghi giá trị T, T1, T2 vào bảng Chú ý: - Chỉ nên đổ nước vào nhiệt lượng kế với lượng vừa phải (khoảng lần tổng thể tích viên bi) - Cho vật rắn vào nhiệt lượng kế thật nhanh để tránh thất thoát nhiệt cẩn thận tránh làm gãy nhiệt kế Trang 10 CÁCH XÁC ĐỊNH SAI SỐ CỦA CÁC ĐẠI LƯỢNG VẬT LÝ 49 PHẦN MỞ ĐẦU Vật lý ngành khoa học thực nghiệm, sinh viên khoa Vật lý Trường Đại học Sư phạm việc làm quen với tượng thí nghiệm Vật lý phịng thí nghiệm cần thiết Trước vào thực hành, phần mở đầu thực hành Vật lý đại cương nhằm giúp sinh viên hiểu rõ mục đích, yêu cầu cách thức làm thí nghiệm Vật lý, đồng thời giới thiệu vấn đề chung sai số, phép làm tròn số, cách vẽ đồ thị vật lý cách viết kết thí nghiệm Đó kiến thức cần thiết cho thí nghiệm MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA CỦA THỰC HÀNH VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG Ta biết, tiến hành thí nghiệm nghiên cứu, giảng dạy Vật lý khâu quan trọng thiếu Tất định luật vật lý công nhận thực nghiệm kiểm nghiệm Trong thực tế, đa số định luật vật lý xây dựng thực nghiệm Ngay định luật xây dựng đường lý thuyết tuý có ý nghĩa thực thực nghiệm vật lý xác nhận Đối với sinh viên Trường Đại học Sư phạm, thực hành Vật lý Đại cương có mục đích sau: Khảo sát tượng, kiểm nghiệm định luật học giáo trình Vật lý Đại cương Làm quen biết cách sử dụng dụng cụ, máy thông thường Kỹ kinh nghiệm sử dụng thiết bị thí nghiệm bổ ích cơng tác nghiên cứu khoa học giảng dạy người giáo viên Vật lý sau Biết phương pháp nghiên cứu làm công tác thực nghiệm Vật lý (xác định mục đích tiến hành thí nghiệm, phương pháp đạt mục đích đó, lựa chọn dụng cụ, xử lý số liệu, phân tích độ xác kết đo,…) Rèn luyện tác phong đức tính cần thiết người nghiên cứu khoa học thực nghiệm: cần cù, nhẫn nại, khách quan, trung thực I SAI SỐ CỦA CÁC PHÉP ĐO CÁC ĐẠI LƯỢNG VẬT LÝ A Phép đo đại lượng Vật lý Phép đo đại lượng Vật lý 50 Vật lý học ngành khoa học định lượng, liên quan đến giới thực Vật lý học khoa học xác, Vật lý học để đặc trưng cho tượng, tính chất vật người ta dùng đại lượng đo (vận tốc, khối lượng, nhiệt độ, lượng,…) Mọi đại lượng Vật lý đo qua phép đo Phép đo đại lượng Vật lý phép so sánh đại lượng cần đo với đại lượng loại quy ước chọn làm đơn vị đo Phép đo đại lượng Vật lý độ dài 5,2 m bao gồm thứ nguyên, đơn vị độ xác Ký hiệu “m” cho ta biết thứ nguyên độ dài, đơn vị đo mét, số 5,2 đặc trưng cho độ xác phép đo Phép đo đại lượng Vật lý chia thành hai loại: Phép đo trực tiếp phép đo gián tiếp * Phép đo trực tiếp: Đại lượng cần đo so sánh trực tiếp với đại lượng chọn làm đơn vị, kết đo đọc trực tiếp dụng cụ đo Thí dụ: Đo chiều dài vật thước mét, đo cường độ dòng điện ampe kế,… * Phép đo gián tiếp: Đại lượng cần đo xác định thông qua công thức Vật lý diễn tả mối quan hệ đại lượng cần đo với đại lượng khác đo trực tiếp Ví dụ: Vận tốc vật chuyển động thẳng xác định gián tiếp s s quãng đường vật đo trực t tiếp thước mét t thời gian chuyển động vật đo trực tiếp thông qua công thức v  đồng hồ bấm giây đồng hồ đo thời gian số Đơn vị đo lường Kết phép đo đại lượng Vật lý biểu diễn giá trị số kèm theo đơn vị đo lường tương ứng Ví dụ: Chiều dài cạnh bàn L = 1,22 mét, cường độ dòng điện đoạn mạch I = 0,5 Ampe,… Về nguyên tắc chọn đơn vị cho đại lượng Vật lý, đại lượng liên hệ với công thức, định luật người ta cần chọn đơn vị cho số đại lượng đơn vị đo đại lượng khác suy từ đơn vị chọn 51 Những đơn vị chọn cho đại lượng gọi đơn vị đơn vị khác gọi đơn vị dẫn xuất Tập hợp tất đơn vị đơn vị dẫn xuất thành hệ đơn vị đo lường Hiện nay, dùng đơn vị đo quy định bảng đơn vị đo lường hợp pháp nước Việt nam dựa sở hệ đo lường quốc tế SI (System International d’Unites) bao gồm: + Các đơn vị bản: độ dài mét (m), khối lượng kilogram (kg), thời gian giây (s), nhiệt độ Kenvin (K), cường độ dòng điện Ampe (A), cường độ sáng cadenla (Cd), lượng chất kilômol (kmol) đơn vị phụ góc khối steradian (Sr) + Các đơn vị dẫn xuất: vận tốc m/s, đơn vị lực (N), đơn vị cường độ điện trường (V/m),… Có thể nói, đơn vị đại lượng đo gián tiếp đơn vị dẫn xuất B SAI SỐ CỦA PHÉP ĐO CÁC ĐẠI LƯỢNG VẬT LÝ Định nghĩa Khi đo đại lượng Vật lý, nhiều lý khách quan chủ quan ta không đo xác tuyệt đối giá trị đại lượng Vật lý cần đo Độ sai lệch giá trị thực giá trị đo đại lượng cần đo gọi sai số ∆x = |x1 – x| (1) Trong đó: ∆x sai số phép đo x1 giá trị đo qua phép đo x giá trị thực đại lượng cần đo Phân loại sai số a Sai số dụng cụ Là sai số thân dụng cụ gây ra.Dụng cụ hoàn thiện,sai số dụng cụ nhỏ,nhưng nguyên tắc khơng khử sai số dụng c,chỉ khắc phục cách thay dụng cụ có độ xác cao Ví dụ: Trên thước đo nhiệt biểu ghi 0,050, thước đo chiều dài ghi 0,001m nghĩa sai số cực đại nhiệt biểu 0,050 thước 0,001m.v.v b Sai số ngẫu nhiên Gây nguyên nhân chủ quan khách quan khác nhau, tác động cách ngẫu nhiên lên kết đo Sai số ngẫu nhiên có dấu độ lớn khác lần đo nói cách khác làm cho kết đo lớn hơn, nhỏ giá trị thực đại lượng cần đo 52 Ví dụ: Dùng đồng hồ bấm giây để đo nhiều lần chu kỳ lắc Do bấm, ngắt đồng hồ không lúc, gió ảnh hưởng tới dao động lắc, số kết đo có giá trị lớn hơn, số khác lại có giá trị nhỏ chu kỳ dao động thực lắc Rõ ràng, khử sai số ngẫu nhiên, giảm nhỏ giá trị cách thực đo cẩn thận, nhiều lần điều kiện xác định giá trị trung bình dựa sở phép tính xác suất thống kê c Sai số hệ thống Sai số hệ thống dụng cụ: Là sai số làm cho kết đo, lớn hơn, nhỏ giá trị thực đại lượng cần đo Có thể khử sai số hệ thống cách hiệu chỉnh lại dụng cụ đo, thay dụng cụ đo Sai số hệ thống tính chất vật đo: Thí dụ: Khi đo khối lượng riêng chất rắn dựa theo cơng thức   V m m V khối lượng thể tích chất Nhưng bên vật khuyết tật, có khoảng trống dẫn đến thể tích V đo lớn thể tích thực vật Do khối lượng riêng xác định chắn nhỏ khối lượng riêng thực vật Loại sai số hệ thống không thấy rõ chất độ lớn Người ta khắc phục loại sai số cách đo nhiều mẫu vật khác nhau, lấy giá trị trung bình loại mẫu có sai số nhỏ Tóm lại: Khi làm thí nghiệm để thực phép đo, cần biết cách xác định hai loại sai số: sai số ngẫu nhiên phép đo sai số dụng cụ II CÁCH XÁC ĐỊNH SAI SỐ CỦA PHÉP ĐO TRỰC TIẾP A Phép đo trực tiếp đại lượng vật lý Phép đo trực tiếp đại lượng vật lý phép đo mà kết đọc trực tiếp dụng cụ đo Ví dụ: Độ dài đọc thước milimet, thời gian đọc đồng hồ bấm giây, nhiệt độ đọc nhiệt kế.v.v B Cách xác định sai số phép đo trực tiếp 1.Sai số ngẫu nhiên (∆An) Giả sử đại lượng cần đo F có giá trị thực A Khi tiến hành đo đại lượng n lần điều kiện, với phương pháp ta thu 53 giá trị A1, A2, …An khác với giá trị A, nghĩa lần đo có sai số Loại sai số tuân theo quy luật thống kê tượng ngẫu nhiên: Nếu ta đo nhiều lần (n số lớn) giá trị A1, A2, …An phân bố đặn hai phía lân cận giá trị thực A Khi giá trị trung bình số học (gọi tắt giá trị trung bình) ký hiệu A gần với giá trị thực A - Giá trị trung bình xác định theo cơng thức: A  A  A   A n n   Ai (1) n n i 1 Sai số ngẫu nhiên tính theo bước sau: - Sai số tuyệt đối đại lượng cần đo lần đo (∆Ai) Sai số tuyệt đối lần đo giá trị tuyệt đối hiệu số giá trị đo A1, A2, A3, … , An giá trị trung bình A A A  A  A sai số lần đo thứ A  A  A sai số lần đo thứ hai (2) … A n  A n  A sai số lần đo thứ n - Sai số tuyệt đối trung bình A Sai số tuyệt đối trung bình n lần đo giá trị trung bình số học sai số tuyệt đối lần đo A  A  A   A n n   A i n n i 1 Sai số tuyệt đối trung bình sai số ngẫu nhiên phép đo A  (3) Sai số dụng cụ (∆Adc) Sai số dụng cụ nhỏ độ xác (hay sai số) dụng cụ Độ xác dụng cụ giá trị nhỏ đại lượng cần đo mà dụng cụ đo - Thơng thường độ xác dụng cụ đo ghi dụng cụ Thí dụ: Thước kẹp có độ xác 0,1mm (được ghi thước) dùng thước đo kích thước vật l ≥ 0,1mm sai số dụng cụ ∆Adc = 0,1mm Tương tự, cân phân tích có độ xác 0,001g (1mg) sai số dụng cụ ∆Adc = 0,001g v.v… 54 - Trường hợp dụng cụ khơng ghi rõ độ xác sai số dụng cụ lấy giá trị độ chia nhỏ dụng cụ Thí dụ, độ chia đồng hồ bấm giây 0,2s sai số dụng cụ ∆Adc = 0,2s Nhưng độ chia nhỏ dụng cụ có kích thước lớn nhiều so với khả phân giải mắt người làm thí nghiệm lấy sai số dụng cụ 1/2 độ chia nhỏ dụng cụ Thí dụ, nhiệt kế có độ chia 10 khoảng cách vạch liên tiếp lớn (hơn 1mm) sai số dụng cụ nhiệt kế lấy 0,50 - Đối với đồng hồ đo điện (ampe kế, vôn kế…), sai số hệ thống xác định dựa cấp xác dụng cụ ghi rõ đồng hồ dụng cụ Cấp xác dụng cụ khác với độ xác dụng cụ Cấp xác dụng cụ biểu thị sai số tương đối, tính phần trăm giá trị cực đại Amax mà thang đo Trong trường hợp sai số dụng cụ tính theo cơng thức: A dc  A max (4) Thí dụ 1: Một mili Ampe kế có cấp xác δ = 1% thang đo sử dụng có giá trị cực đại Imax = 100mA, sai số tuyệt đối giá trị mà đo thang có giá trị bằng: I dc  1%.100  0,01.100  1mA Nếu thang đo có 100 vạch chia độ chia nhỏ thang đo mili ampe kế có giá trị 1mA Trong trường hợp sai số tính theo cấp xác sai số dụng cụ lấy theo giá trị độ chia nhỏ Thí dụ 2: Một mili ampe kế có cấp xác δ = 1,5% thang đo sử dụng có giá trị cực đại Imax = 100mA, sai số dụng cụ (sai số mili ampe kế) dùng thang đo là: I dc  1,5%.100  0,015.100  1,5mA Nếu thang đo có 100 vạch chia độ chia nhỏ thang đo có giá trị 1mA Khi khơng phép lấy sai số dụng cụ độ chia nhỏ thang đo mili ampe kế (bằng 1mA) mà phải lấy sai số dụng cụ 1,5mA - Sai số dụng cụ thiết bị đo số xác định tổng sai số tính theo cấp xác tuỳ thuộc vào thang đo đồng hồ đo điện (công thức (4)) cộng với đơn vị chữ số có cấp nhỏ hình Thí dụ, vơn kế số có cấp xác δ = 1%, ta dùng thang đo có giá trị cực đại Um = 10V, giá trị hiệu điện hình 55 5,7V Một đơn vị chữ số cuối (số 7) tương ứng với 0,1V Sai số dụng cụ ∆Udc = 1%.10 + 0,1 = 0,2V Sai số tuyệt đối phép đo (∆A) Sai số tuyệt đối phép đo trực tiếp ∆A xác định tổng số học sai số tuyệt đối trung bình lần đo A sai số dụng cụ ∆Adc A  A  A dc (đơn vị) (5) Viết kết phép đo Kết phép đo viết dạng: A  A  A  (đơn vị) (6) Công thức (6) hiểu: giá trị thực A nằm khoảng từ A  A đến A  A , nghĩa là: A   A  A  A  A (7) Sai số tương đối phép đo Dùng để đánh giá mức độ xác kết phép đo Sai số tương đối phép đo định nghĩa tỉ số sai số tuyệt đối ∆A với giá trị trung bình A : A (%) (8) A Trong thí nghiệm, sai số tương đối ε nhỏ phép đo xác  Thí dụ tính sai số phép đo trực tiếp Dùng thước kẹp có độ xác 0,1mm đo lần đường kính D ống hình trụ kim loại, ta giá trị ghi bảng sau (Bảng 1): Lần đo D(mm) 21,5 ∆Di(mm) 0,02 21,4 21,4 0,08 0,08 21,6 21,5 - Giá trị trung bình đường kính D tính theo cơng thức (1): 0,12 0,02 21,5  21,4  21,4  21,6  21,5  21,48mm - Sai số tuyệt đối lần đo (∆Di) tính theo cơng thức (2) ghi D cột Bảng - Sai số tuyệt đối trung bình đường kính D tính theo cơng thức (4) 56 D  0,02  0,08  0,12  0,02  0,08  0,064mm - Sai số dụng cụ độ xác thước kẹp D dc  0,1mm - Sai số tuyệt đối phép đo xác định theo công thức (5): D  0,064  0,1  0,164mm Sau làm tròn ta ∆D = 0,2mm - Kết phép đo: D  (21,5  0,2)mm - Sai số tương đối phép đo tính theo cơng thức (8):  0,2  0,0093    0,009  0,9% 21,5 Kết quả: Giá trị thực đường kính D nằm khoảng giá trị: 21,3mm ≤D ≤ 21,7mm C NGUYÊN TẮC LÀM TRÒN SỐ Bậc số Số A viết dạng: A = a.10n Trong < a