Câu 1: Các phương pháp quan sát các vật thể bao gồm: Phương pháp đường đạn (ballistic) hay phương pháp rơi tự do: Phương pháp này dựa trên việc quan sát đường chuyển động của vật thể rơi tự do. Phương pháp con lắc được xây dựng dựa trên việc quan sát dao động riêng của con lắc có chiều dài không đổi. Phương pháp dây căng được xây dựng dựa trên việc xác định tần số dao động của sợi dây căng có vật nặng treo ở dưới. Ba phương pháp nêu trên được gọi là phương pháp động lực. Phương pháp đo tĩnh là phương pháp được xây dựng dựa trên việc quan sát sự thay đổi vị trí cân bằng của các cân đàn hồi mà trên đó có treo một vật nặng có khối lượng không đổi.
ĐỀ CƯƠNG ÔN THI MÔN ĐO TRỌNG LỰC Câu 1: Các phương pháp quan sát vật thể bao gồm: - Phương pháp đường đạn (ballistic) hay phương pháp rơi tự do: Phương pháp dựa việc quan sát đường chuyển động vật thể rơi tự Phương pháp lắc xây dựng dựa việc quan sát dao động riêng lắc có chiều dài không đổi Phương pháp dây căng xây dựng dựa việc xác định tần số dao động sợi dây căng có vật nặng treo Ba phương pháp nêu gọi phương pháp động lực - Phương pháp đo tĩnh phương pháp xây dựng dựa việc quan sát thay đổi vị trí cân cân đàn hồi mà có treo vật nặng có khối lượng không đổi Câu 2: Nguyên lý lý thuyết phương pháp đo rơi tự laser Nghiên cứu số phương án đo trọng lực tuyệt đối nhờ việc quan sát vật thể rơi tự Phương pháp rơi tự xây dựng dựa định luật chuyển động vật thể rơi tự Giả sử gia tốc lực trọng trường không đổi toàn quãng đường chuyển động, chuyển động dần vật thể biểu diễn phương trình sau: (1) Trong đó, , vị trí ban đầu tốc độ vật thể vào thời điểm , chiều dài đường mà vật thể qua, giá trị gia tốc lực trọng trường trạm đo Trong trường hợp đơn giản nhất, , : (2) Khi trọng lực tuyệt đối, người ta xác định chiều dài quãng đường mà vật thể qua khoảng thời gian cho trước Các điểm quỹ đạo thẳng mà người ta xác định vị trí vật thể, gọi trạm Trong trường hợp chung, , , cần vị trí vật thể để giải hệ phương trình (1) Câu 3: Phương pháp không đối xứng trạm Giả sử vào thời điểm , vật thể rơi với vận tốc ban đầu gia tốc cố định g, khoảng cách đỉnh quỹ đạo gốc tính chiều dài Vào thời điểm , , , vật thể qua trạm với khoảng cách , , , kể từ điểm Từ (13.1) có phương trình: Giải hệ phương trình tương ứng với gia tốc , có: Đặt , , , , , viết lại phương trình (2.2) dạng sau: (2.3) Câu 4: Phương pháp không đối xứng trạm Giả sử vào thời điểm xác định khoảng cách từ điểm bắt đầu xác định chiều dài đường Chúng ta không giải phương trình dạng (2.1) tương ứng với trạm, mà sử dụng công thức (2.2) phương pháp trạm Trong phương pháp trạm, trùng trạm trạm thay (2.2): Khi Đặt , , , có: Câu 5: Phương pháp đối xứng trạm Chúng ta xem xét qua khối lượng vật chất qua mặt phẳng nằm ngang cố định trạm chuyển động lên cao, chuyển động xuống Khoảng cách H trạm đo trình chuyển động Chất điểm hai lần cắt mặt phẳng S1 mặt phẳng S2 qua khoảng thời gian T1 T2 cách tương ứng Giả sử H1 từ trạm S1 đến đỉnh quỹ đạo chuyển động khoảng thời gian : Tương tự, H2 từ trạm S1 đến đỉnh quỹ đạo chuyển động khoảng thời gian bằng: Do Hay Công thức (2.5) cho thấy biết H đo khoảng cách thời gian , xác định gia tốc lực trọng trường Công thức (2.5) giả thiết giá trị điểm quỹ đạo chuyển động Thực giá trị thay đổi theo độ cao với gradient đứng Để tính đến điều cần giải phuơng trình vi phân chuyển động điều kiện ban đầu Việc giải phương trình vi phân nêu cho phép xác định điểm quỹ đạo mà tương ứng với xác định giá trị Khi công thức (2.5) cho giá trị điểm nằm khoảng cách so với đỉnh quỹ đạo chuyển động Để giải phương trình (2.6) cần xác định gradient đứng điểm đo Câu 6: Trình bày phương pháp đánh giá đcx đo thời gian khoảng cách phương pháp đối xứng hai trạm Ta có : Logarit hai vế công thức trên, lấy đạo hàm theo biến chuyển sang sai số trung phương, có: Khi nhận = 980cm/s2, , từ (2.2) suy Khi nhận sai số trung phương theo nguyên tắc đồng ảnh có: Khi đó: Từ kết tính toán ước tính trên, thấy phương pháp rơi tự yêu cầu độ xác đo khoảng cách thời gian cao Câu7: Trình bày đặc điểm máy FG5 đo trọng lực tuyệt đối Các đặc điểm máy FG5 Việc chế tạo máy FG5 đặt sở sử dụng thành tựu thiết kế nhằm làm giảm lạo bỏ sai số hệ thống Các thành tựu là: • Đường chùm tia giao thoa đường thẳng cho phép loại bỏ sai số hệ thống từ • • • • • thay đổi chiều dài đường gây nghiêng (tilt – induced path length) Thiết kế lại hoàn chỉnh siêu lò so, dụng cụ để đảm bảo vật thể quán tính bao gồm khối lập phương góc phản xạ ngược ( retroreflective corner cube) Thiết kế chân máy hoàn thiện hỗ trợ cho buồng rơi để đảm bảo ổn định thêm Chân máy thiết kế đối xứng với đường rơi tự vật thể Phần mềm thân thiện với người sử dụng cho phép xem liệu giao thoa, môi trường trọng lực thời gian thực Phần mền thân thiện với người dùng chế độ xử lý cho phép quy trình phân tích liệu khác hiệu chỉnh môi trường khác Máy trọng lực thiết kế để làm việc với hệ thống laser ổn định ion (WEO model 100) liên hệ với BIPM Câu 8: Trình bày cấu trúc hệ thống FG5 đo trọng lực tuyệt đối Hệ thống FG5 bao gồm buồng rơi, máy giao thoa, hệ thống siêu lò so, hệ thống kiểm tra phần điện tử Vật thể rơi tự buồng rơi chân không Máy giao thoa giám sát vị trí vật thể rơi tự Hệ thống siêu so dụng cụ cô lập chu kì dài tích cực để đảm bảo quy chiếu quán tính kết đo trọng lực Hệ thống kiểm tra cho phép giao diện mềm dẻo người sử dụng, kiểm soát hệ thống, liệu thu thập được, phân tích liệu ghi lại kết Phần điện tử đảm bảo cần thiết xác định thời gian độ xác cao để đo đạc đảm bảo để kiểm soát thêm hệ thống Buồng rơi buồng chân không bao gồm buồng kéo/đẩy tự Phần học điều khiển sử dụng để làm rơi, tìm dấu vết bắt vật thể bên buồng kéo tự Tia laser qua cửa sổ đáy buồng rơi đến khối lập phương góc bên vật thể rơi tự do, phản xạ ngược lại qua cửa sổ đến máy đo giao thoa Buồng kéo tự sử dụng làm giảm lượng không khí tự lại buồng rơi, làm giảm lực từ trường tĩnh điện vật thể rơi tự đảm bảo phương pháp tiện lợi để làm rơi bắt vật thể rơi, chuyển đỉnh buồng rơi cho lần rơi Đèn Diotmnằm phần đẩy chếu ánh sáng trực tiếp qua cầu kính quang học gắn với vật thể rơi Quả cầu hướng ánh sáng để kiểm tra đường cảm giác vị trí vật rơi tự Còn động phụ/hệ thống dây đeo điều kiển di chuyển phần đẩy vào bên buồng rơi vị trí cố định so với vật thể suốt trình rơi tự Khi không xảy chuyển động tương đối vật thể buồng kéo tự do, hệu ứng lượng không khí dư bị loại bỏ Vật thể rơi khối lập phương góc phản xạ ngược bao quanh cấu trúc hỗ trợ cân tâm quang học khối lập phương góc Khối lập phương góc phương mặt có đặc tính quang học đặc biệt cho chùm tia phản xạ song song với chùm tia tới Do đó, độ lệch pha chùm tia phản xạ số tương ứng với quay chuyển dịch khối lập phương góc quang tâm quang học Phần học điều chỉnh cấu trúc hỗ trợ bên buồng rơi mà nhờ buồng kéo/đẩy tự chuyển động lên, xuống, điều khiển động phụ DC Trong chế độ rơi, tín hiệu từ máy tính đến vật thể rơi, kiểm soát khởi động chuỗi rơi Buồng đẩy kéo tự điều khiển cách chậm rãi từ vị trí đẩy đến vị trí “hold” đỉnh rơi Khi xuất tín hiệu khởi động rơi, phần đẩy hạ xuống nhanh, bỏ mặc vật thể trạng thái rơi tự Khi phần đẩy hạ xuống khoảng mm từ vị trí “hold”, Phần đẩy tách khỏi vật thể rơi khoảng mm Bộ kiểm soát vật thể bơi sử dụng phản hồi từ dò đường (linear detector) để hỗ trợ phần tách phần lại rơi Vật thể rơi tự tạo vân giao thoa nửa bước sóng chuyển động Vật thể xuống nhanh vân giao thoa xuất nhiều theo thời gian Tín hiệu kết từ thác quang diod hình sin tần số tỉ lệ với tốc độ vật rơi tự Khoảng triệu vân giao thoa tao lần rơi Bộ tách sóng giao - (zero – crossing discriminator) chuyền tín hiệu vân hình sin từ APD thành chuỗi xung logic bán dẫn – bán dẫn bình phương Các xung tỉ lệ xích (được phân chia) nhân tố xác định – người sử dụng (thường 4000) thành tập hợp đếm – tỉ lệ xích (Scaller – Counter) Bộ đếm khoảng thời gian phổ dụng (UTIC) đo khoảng thời gian xung tỉ lệ xích Chương trình g làm phù hợp cặp khoảng cách thời gian với quỹ đạo parabal để xác định giá trị gia tốc lực trọng trường g Khi phần đẩy vật thể qua điểm gặp, kiểm tra phát tín hiệu để phần đẩy chậm lại dừng lại Vật thể rơi tự gặp phần đẩy mang vị trí ban đầu Hệ thống khởi động lại cho lần rơi Một lần rơi thực khoảng 2s thực 30 lần rơi phút Câu 9: Trình bày nguồn sai số máy trọng lực tĩnh Trong phương pháp đo trọng lực tương đối tồn số nguồn sai số hệ thống: • sai số bán hệ thống dạng I sai số không đổi hiệu gia tốc lực trọng trường xác định máy, thay đổi ngẫu nhiên từ máy sang máy khác ( sai số đo độ chia vi đọc số đường kính bàn đọc số, không tuyến tính xê dịch diểm ) • sai số bán hệ thống dạng II sai số không đổi hiệu gia tốc lực trọng trường xác định theo tuyến đo, thay đổi ngẫu nhiên từ tuyến đo sang tuyến đo khác ( sai số điều kiện ngoại cảnh, điều kiện vận chuyển, độ nghiêng máy, vật gây nhiễu có nguồn gốc công nghiệp, hoạt đọng kiến tạo ) Câu 10 : Trình bày tiêu chuẩn kĩ thuật máy đo trọng lực tĩnh Các máy đo trọng lực tĩnh dạng GNU-KV, Sidin, Lacost- Lamberg, Sintrecs máy đo trọng lực có độ xác tương đương máy độ xác cao với khoảng đo rộng có tiêu chuẩn kỹ thuật sau ( Quy phạm lưới trọng lực quốc gia) • Độ nhậy- không độ chia thang đo 1mGal; • Khoảng đo -5-15 mGal; • Độ chia thang đo không lớn 2mGal/1 vòng phụ thuộc vào nhiệt độ; • Thời gian lấy số đo điểm không lớn phút; • Xê dịch điểm máy đo trọng lực không lớn 0,5 mGal/ ngày đêm; • Sai số trung phương đo hiệu gia tốc lực trọng trường không lớn 3Gal; • Sai số trung phương tương đối xác định độ chia thang đo không lớn 2.10 -5, máy đo trọng lực độ chia 5-10 mGal/1 vòng- 2.10-4 • Vùng nhiệt độ làm việc 0o-+ 40o C • Máy đo trọng lực làm việc độ ẩm tương đối 90% • Trọng lượng không 5kg Theo tài liệu ( ZLS Corporation), máy đo trọng lực Burris Gravity Meter TM hãng ZLS có độ xê dịch điểm không vượt 0,5 mgal tháng Trong tài liệu (Ogorodova L.V., Simberov B.P.,Yuzephovich A.P (1978)) giới thiệu thông số kỹ thuật máy đo trọng lực Lacost - LambergG (1959) sau: • Độ xê dịch điểm không vượt 0,1 mgal tháng • Sự ổn định thang độ chia 1.10-4; • Độ xác đo hiệu gia tốc lực trọng trường 0,01-0,03 mGal; • Trọng lượng khoảng 3kg ( kể pin hòm trọng lượng đến 8kg); • Khoảng 6000mGal; • Độ cao 0,27m Câu 11: Nguyên lý hoạt động máy đo trọng lực Z400? Vật nặng m tác dụng trọng lực tạo mômen xoắn dây xoắn treo lắc theo chiều kim đồng hồ Lò xo (f1) nối với cánh tay đòn sản sinh mômen xoắn ngược chiều kim đồng hồ xung quanh trục Khi mômen nhau, cánh tay đòn đạt vị trí cân Nếu trọng lực thay đổi vị trí cân bị thay đổi, cánh tay đòn quay góc cân thiết lập Sự thay đổi xác định nhờ quan sát thay đổi vị trí thị điểm trước cánh tay đòn thông qua kính hiển vi trọng lực tăng, cánh tay đòn quay xuống góc định ảnh thị trường nhìn lệch sang phải, ảnh gọi "con lắc" Máy trọng lực Z400 sử dụng phương pháp đọc điểm để đo biến đổi trường trọng lực Tại điểm đo biến đổi trường trọng lực bù điều chỉnh mômen xoắn đàn hồi lò xo bù (f2,f3) thân chúng nối với đếm để điều chỉnh lắc trùng với vị trí điểm "0" thang chia trường nhìn lấy số đọc đọc số Câu 12: Trình bày phương pháp xử lý số liệu đo đạc máy Z400? Tính số đọc theo máy trọng lực Số đọc theo máy trọng lực có đơn vị mGal tính theo công thức sau: K- độ chia thang đo vi đọc số (hằng số máy), r- số đọc trung bình theo vi đọc số, - hệ số nhiệt độ thang đo vi đọc số Trong K1, K2- độ chia (các số) thang đo vi đọc số nhiệt độ t1, t2 máy đo trọng lực, thêm vào t1- nhiệt độ thời gian đo, t2- nhiệt độ xác định độ chia thang đo vi đọc số; - số cải không tuyến tính thang đo vi đọc số; - số cải tượng chiều trái đất sức hút Mặt Trăng Mặt Trời tính theo công thức… Tính hiệu gia tốc lực trọng trường điểm cần xác định B điểm khởi tính A Việc tính hiệu gia tốc lực trọng trường điểm cần xác định B điểm khởi tính A theo sơ đồ đo A-B-A thực công thức sau : g',g'0 - só đọc theo máy đo trọng lực điểm cần xác định B điểm khởi tính A quy đơn vị mGal; xd - số cải xê dịch điểm máy trọng lực xác địn theo công thức: Ở g'01, g'02 - số dọc ban đầu kết thúc theo máy đo trọng lực (đơn vị mGal) điểm khởi tính A vào thời điểm T01, T02, T - thời gian đo điểm cần xác định B Nếu đo đạc trọng lực tính theo sơ đồ tuyến tính đo A-B-A-B, kết đo dược hiệu chỉnh dối với tuyến độc lập A-B-A B-A-B Giá trị trung bình nhận làm giá trị cuối hiệu gia tốc lực trọng trường điểm A B theo máy tuyến đo cho Tính số cải Honcasalo Câu 13: Trình bày nguyên lý hoạt động máy ZLS? Hệ thống treo lực hồi tiếp tĩnh điện dùng để chống lại lực hấp dẫn khối lượng thành phần cảm ứng Hệ thống phần mềm điều khiển Ultragrav kết hợp với điều biến độ rộng rung thẳng (PWM) hệ thống hồi tiếp tĩnh điện để tự đọng đưa lắc Nguồn điện yếu hệ thống hồi tiếp tự động sản sinh tín hiệu hồi tiếp tĩnh điện từ điện áp đầu đồng hồ thị vị trí điện dung Tín hiệu hồi tiếp áp vào cực tụ điện để hoàn trả lắc vị trí không giữ Chu kỳ làm việc tín hiệu hồi tiếp tỷ lệ với giá trị trọng lực liên quan Tín hiệu lắc theo dõi hình máy tính kết nối Hệ thống cân điện tử gốm sủ dụng để đảm bảo phép đo trọng lực xác tin cậy phận cân điện tử đặt vuông góc với đầu phận nhạy có độ phân giải bawnngf giây cung Tín hiệu hệ thống cân điện tử theo dõi điện kế đặt máy trọng lực qua hình máy tính kết nối Điều biến tần số bổ sung đầu tương tự (analog) cung cấp thông qua cổng ét đặc trưng thời gian kết thúc điều chỉnh cân tính toán tự động giá trị hiệu chỉnh cân người đo nhập vào máy Câu 14: Trình bày nguyên lý xử lý liệu đo máy trọng lực rơi tự laser? Trước đo cần chuẩn bị trước tọa độ trắc địa B, L (với độ xác đến 1’) độ cao chuẩn (với độ xác đến 1m) điểm đo Vĩ độ trắc địa B sử dụng để tính số cải Honcasalo tượng triều trái đất tác động sóng vùng số cải chuyển động cực trái đất Độ cao chuẩn sử dụng để tính áo suất chuẩn điểm đo theo công thức: thêm vào có đơn vị mm thủy ngân Áp suất chuẩn sử dụng để tính số cải vào giá trị gia tốc lực trọng trường đo g1 ảnh hưởng khí Các tọa độ trắc địa B, L điểm đo sử dụng để tính góc thiên đỉnh địa âm điểm đo Mặt Trăng, Mặt Trời vào thời điểm đo Các góc thiên đỉnh sử dụng để tính số cải tính tượng triều trái đất với sức hút Mặt Trăng Mặt Trời Trước bắt đầu đo trọng lực tuyệt đối cần sử dụng máy trọng lực độ xác cao để xác định gradient thẳng đứng gia tốc lực trọng trường Giá trị sử dụng để quy chiếu giá trị gia tốc lực trọng trường g đo tâm trục thiết bị laser Giá trị gia tốc lực trọng trường g tâm trục thiết bị laser xác định theo công thức (Quy phạm xây dựng lưới trọng lực quốc gia): Giá trị cuối gia tốc lực trọng trường g tính theo công thức: g = g + g + g2 + g + g + g + g + g + g + g Trong đó: g1: số cải gia tốc độ truyền sóng C (giảm chiều dài bước sóng hiệu ứng Doppler): g1= g2: số cải thay đổi chiều dài bước sóng tia laser g3: Số cải ảnh hưởng khí quyển: g3 = B0 giá trị trung bình áp suất khí điểm đo toàn giai đoạn đo (đơn vị mm thủy ngân), BH tính theo công thức (2.10), hệ số K = 0,4 Gal/1mm thủy ngân g4: số cải ảnh hưởng sức cản không khí lại bình rơi tự do: g4 = B áp suất lại không khí bình rơi tự xác định theo chân không kế (đơn vị mm thủy ngân) mm thủy ngân g5: số cải ảnh hưởng tượng triều trái đất xác định theo công thức (11.42) (11.43) g6: số cải Honcasalo tính theo công thức (11.40) g7: số cải quy chiếu giá trị g từ tâm trục thiết bị laser tâm mốc điểm đo g8: số cải chuyển động cực trái đất: g8 = -3900.sin2B () m1 = ; m2 = tạo độ cực trái đất đơn vị dây cung g9: số thay đổi mực nước ngầm: g9 = ( G hệ số thực nghiệm đơn vị /m biểu diễn thay đổi gia tốc lực trọng trường mực nước ngầm khác nhau; mực nước ngầm trung bình năm, mực nước ngầm vào thời điểm đo so với mặt vật lý trái đất Hệ số G nằm khoảng 8-17 Câu 15 Trình bày đặc điểm so sánh giống khác phương pháp không đối xứng trạm phương pháp đối xứng trạm Giống nhau: phương án đo trọng lực tuyệt đối nhờ việc quan sát vật thể rơi tự Phương pháp rơi tự xây dựng dựa định luật chuyển động vật thể rơi tự Khi trọng lực tuyệt đối, người ta xác định chiều dài quãng đường mà vật thể qua khoảng thời gian cho trước Các điểm quỹ đạo thẳng mà người ta xác định vị trí vật thể, gọi trạm Khác nhau: Không đối xứng trạm Nguyên Chỉ quan sát vật thể rơi xuống tắc Đối xứng trạm Đòi hỏi quan sát chuyển động tự vật thể ném lên cao hạ thấp quỹ đạo thẳng Phương Giả sử vào thời điểm t = 0, vật thể rơi vào tốc pháp độ ban đầu v0 gia tốc cố định g, khoảng cách đỉnh quỹ đạo gốc tính chiều dài l0 Vào thời điểm t1,t2,t3,t4, vật thể qua trạm với khoảng cách l1,l2,l3,l4 kể từ điểm Chúng ta xem xét qua khối lượng vật chất qua mặt phẳng nằm ngang cố định trạm chuyển động lên cao, chuyển động xuống khoảng cách H trạm đo trình chuyển động Chất điểm hai lần cắt mặt phẳng S1 mặt phẳng S2 qua khoảng thời gian T1 T2 cách tương ứng ( xem hình 13.3) Giả sử H1 từ trạm S1 đển đỉnh quỹ đạo chuyển động khoảng thời gian : H1 = Từ hình vẽ có phương trình: l1 = l0 + v0 t1 + g l2 = l0 + v0 t2 + g l3 = l0 + v0 t3 + g l4 = l0 + v0 t4 + g Giải hệ phương trình tương ứng với gia tốc g, có : g1 = Khi đặt l2 – l1 = L1, l4 – l3 = L2, t2 – t¬1 = T1, t4 – t3 = T2, = t3 – t2 , viết lại phương trình 13.2 dạng sau : g1 = Tương tự, H2 từ trạm S2 đến đỉnh quỹ đạo chuyển động khoảng thời gian : H2 = g Do H = H1 – H2 = g Hay g1 = (13.5) biết H đo khoảng cách thời gian T1 T2 , xác định gia tốc trọng trường g1 Công thức giả thiết giá trị g điểm quỹ đạo chuyển động Thực giá trị g thay đổi theo độ cao với gradient đứng Để tính đến điều cần giải phương trình vi phân chuyển động.3 = g1 - Câu 16 Trình bày đặc điểm so sánh giống khác phương pháp không đối xứng trạm phương pháp đối xứng trạm Giống nhau: phương án đo trọng lực tuyệt đối nhờ việc quan sát vật thể rơi tự Phương pháp rơi tự xây dựng dựa định luật chuyển động vật thể rơi tự Khi trọng lực tuyệt đối, người ta xác định chiều dài quãng đường mà vật thể qua khoảng thời gian cho trước Các điểm quỹ đạo thẳng mà người ta xác định vị trí vật thể, gọi trạm Khác nhau: Nguyên tắc Phương pháp Không đối xứng trạm Chỉ quan sát vật thể rơi xuống Đối xứng trạm Đòi hỏi quan sát chuyển động tự vật thể ném lên cao hạ thấp quỹ đạo thẳng Giả sử vào thời điểm t1,t2,t3, xác định Xét qua khối lượng vật chất qua các khoảng cách l1,l2,l3, từ điểm bắt đầu xác định mặt phẳng nằm ngang cố định trạm đầu chiều dài đường Xem hình vẽ 13.2 tiên chuyển động lên cao, chuyển động xuống khoảng cách H trạm đo trình chuyển động Chất điểm hai lần cắt mặt phẳng S1 mặt phẳng S2 qua khoảng thời gian T1 T2 cách tương ứng Giả sử H1 từ trạm S1 đển đỉnh quỹ đạo chuyển động khoảng thời gian : H1 = Sử dụng công thức: l= g1 Trong phương pháp trạm, làm trùng trạm trạm thay 13.2 : t1 = t1 , t2 = t2 , t3 = t1, t4 = t3 l1 = l1 , l2 = l2 , l3 = l1 , l4 = l1 Khi : g1 = Khi đặt l2 – l1 = L1, l3 – l1 = L2, t2 – t1 = T1, t3 – t1 = T2 , có : g1 = = Tương tự, H2 từ trạm S2 đến đỉnh quỹ đạo chuyển động khoảng thời gian : H2 = g Do H = H1 – H2 = g Hay g1 = (13.5) Công thức 13.5 cho thấy biết H đo khoảng cách thời gian T1 T2 , xác định gia tốc trọng trường g1 Công thức 13.5 giả thiết giá trị g điểm quỹ đạo chuyển động Thực giá trị g thay đổi theo độ cao với gradient đứng Để tính đến điều cần giải phương trình vi phân chuyển động.3 = g1 - Câu 17 Trình bày đặc điểm so sánh giống khác phương pháp không đối xứng trạm phương pháp không đối xứng trạm Giống nhau: phương án đo trọng lực tuyệt đối nhờ việc quan sát vật thể rơi tự xuống Phương pháp rơi tự xây dựng dựa định luật chuyển động vật thể rơi tự Khi trọng lực tuyệt đối, người ta xác định chiều dài quãng đường mà vật thể qua khoảng thời gian cho trước Các điểm quỹ đạo thẳng mà người ta xác định vị trí vật thể, gọi trạm Khác nhau: Không đối xứng trạm Không đối xứng trạm Giả sử vào thời điểm t1,t2,t3, xác định Giả sử vào thời điểm t = 0, vật thể rơi vào tốc độ khoảng cách l1,l2,l3, từ điểm bắt đầu xác định chiều dài ban đầu v0 gia tốc cố định g, khoảng cách đường Xem hình vẽ 13.2 đỉnh quỹ đạo gốc tính chiều dài l0 Vào thời điểm t1,t2,t3,t4, vật thể qua trạm với khoảng cách l1,l2,l3,l4 kể từ điểm Từ hình vẽ có phương trình: Sử dụng công thức: l1 = l0 + v0 t1 + g l= g1 Trong phương pháp trạm, làm trùng trạm l2 = l0 + v0 t2 + g l3 = l0 + v0 t3 + g trạm thay 13.2 : l4 = l0 + v0 t4 + g t1 = t1 , t2 = t2 , t3 = t1, t4 = t3 Giải hệ phương trình tương ứng với gia tốc g, l1 = l1 , l2 = l2 , l3 = l1 , l4 = l1 có : Khi : g1 = g1 = Khi đặt l2 – l1 = L1, l3 – l1 = L2, t2 – t1 = T1, t3 – t1 = T2 , Khi đặt l2 – l1 = L1, l4 – l3 = L2, t2 – t¬1 = T1, t4 – t3 = T2, = t3 – t2 , viết lại phương có : trình 13.2 dạng sau : g1 = g =2 = Câu 18: Trình bày nguyên lí hoạt động thiết bị giao thoa laser phương pháp rơi tự laser Tia sáng từ nguồn phát laser với hệ thống ổn định tần số điện tử đến gương nửa cố định chặt chẽ góc nghiêng 45 so với tia sáng Từ đây, tia sáng bị tách thành tia, tia phản xạ đến lăng kính nằm buồng chân không phản xạ đến gương nửa 6, tia đo qua gương đến khoảng gương Hai tia sáng phối hợp với mặt phẳng tiếp nhận quang tạo tranh giao thoa với dải sáng tối Qua lọc 7, phần nhỏ giao thoa nhân quang từ ghi nhận tạo tín hiệu điện Tín hiệu điện khuếch đại khuếch đại vào tính toán 10 Bộ tính toán 10 tiến hành đếm dải giao thoa số dao động phát tần số chuẩn 11 (hình 2.4) Khi xê dịch gương phản xạ đoạn bước sóng tia laser, hiệu quang học đường tia sáng thay đổi 2λ, tức đầu vào nhân quang học diễn thay hai cực đại giao thoa Khoảng cách , N số dải giao thoa Khi công thức (2.3), (2.4), (2.5) có dạng mới: Sự chậm tranh giao thoa tốc đọ truyền sóng C làm thời gian khoảng thời gian tia phản xạ qua khoảng cách bị chậm đại lượng Khi đó, cần hiệu chỉnh thời gian theo công thức Việc hiệu chỉnh thực dượi công thức (2.7), (2.8) Đối với phương pháp chuyển động đối xứng, hiệu ứng bị triệt tiêu, nên công thức (13.9) không cần hiệu chỉnh 11 Bộ tính 10 Hình 2.4