Đang tải... (xem toàn văn)
Bài giảng Vật lý đại cương trình bày kiến thức về các dạng vận động của thế giới vật chất, thế giới tự nhiên, vật lý học là môn học nghiên cứu các dạng vận động tổng quát nhất của thế giới vật chất.
Bi giảng Vật lý đại cơng Tác giả: PGS TS Đỗ Ngọc Uấn Viện Vật lý kỹ thuật Trờng ĐH B¸ch khoa Hμ néi Tμi liƯu tham khấ: Physics Classical and modern Frederick J Keller, W Edward Gettys, Malcolm J Skove McGraw-Hill, Inc International Edition 1993 R P Feymann Lectures on introductory Physics I V Savelyev Physics A general course, Mir Publishers 1981 Vật lý đại cơng nguyên lý v ứng dụng, tập I, II, III Do Trần ngọc Hợi chủ biên Các trang Web có liên quan: http://ocw.mit.edu/OcwWeb/Physics/ http://nsdl.exploratorium.edu/ Bi giảng có trang: http://iep.hut.edu.vn load bi giảng in thnh ti liệu cầm tay, nghe giảng ghi thêm vo! Bi mở đầu ã Ti liệu học : Vật lý đại cơng: Dùng cho khối trờng ĐH kỹ thuật công nghiệp (LT&BT) Tập I : Cơ, nhiệt học Tập II: Điện, Từ, Dao động & sóng Tập III: Quang, Lợng tử, VL nguyên tử, hạt nhân, chất rắn ã Cách học: Lên lớp LT; mang theo ti liệu cầm tay, nghe giảng, ghi thêm vo ti liệu ã Về nh: Xem lại bμi ghi, hiƯu chØnh l¹i cïng tμi liƯu -> Lμm bi tập ã Lên lớp BT tuầnẫ SV lên bảng, thầy kiểm tra lm bi nh -> Điểm QT hệ số 0,3 ã Thí nghiƯm: §äc tμi liƯu TN tr−íc, kiĨm tra xong míi đợc vo phòng TN, Sau đo đợc số liệu phải trình thầy v đợc thầy chấp nhận ã Lm đợt 1: Từ tuần ẫ ã Ti liệu: Liên hệ BM VLDC tÇng nhμ D3 ☛ Hoμn chØnh bμi ny đợc lm tiếp bi sau Cuối phải bảo vệ TN Nếu SV không qua đợc TN, không đợc dự thi ã Thi: 15 câu trắc nghiệm (máy tính chấm) + câu tự luận, rọc phách (thầy ngẫu nhiên chấm) Mỗi ngời đề Điểm thi hs 0,7 ã Điểm trình hệ số 0,3 Đối tợng v phơng pháp vật lý học ã Nghiên cứu dạng vận động giới vật chất, giới tự nhiên ã Ăng-ghen: vận động bao gồm biến đổi xảy vũ trụ từ dịch chuyển đơn giản đến t ã Vật lý học l môn khoa học tự nhiên nghiên cứu dạng vận động tổng quát giới vật chất: đặc trng tổng quát, quy luật tổng quát cấu tạo v vận động vật chất Cấu tạo vật chất: Vi mô: phân tử, nguyên tö ~ 10-10m - - + - ~ 10-10m - - - - Na §iƯn tư me=9,1.10-31kg, -e=-1,6.10-19C ThÕ giíi vi mô, vĩ mô; Vật chất tồn tại: lỏng rắn khí & Trờng Các bớc nghiên cứu: Quan sát giác quan máy móc Thí nghiệm định tính, định lợng Rút định luật vật lý: thuộc tính, mối liên hệ Giải thích giả thuyết Hệ thống giả thuyết ->Thuyết vật lý ứng dụng vo thực tiễn ==> Phơng pháp qui nạp Phơng pháp diễn dịch: tiên đề ->mô hình->định lý, lý thuyết-> So sánh với kết thực nghiệm Vật lý l sở cho ngnh khoa häc kh¸c Sù ph¸t triĨn cđa c¸c ngμnh kh¸c tạo điều kiện cho VL phát triển Những vấn đề cần giải quyết: ã Năng lợng ã Vật liệu ã Công nghệ ã Tin học phát triển xâm nhập v hỗ trợ ngnh khoa học khác Nớc lạnh Kí nh Cách nhiệt Nớc nóng 700 Kết ®o bao giê còng cã sai sè : Sai sè hƯ thèng: Lu«n sai vỊ mét phÝa > chØnh dụng cụ đo Sai số ngẫu nhiên: Mỗi lần đo sai số khác > đo nhiều lần Sai số dụng cụ: Độ xác dụng cụ giới hạn Sai số thô đại: Do ngời đo > Nhiều ngời đo, loại giá trị lệch 4.1.Cách xác định sai số phép đo trực tiếp A -đại lợng cần đo, Giá trị thực l a a1 ,a2, a3, an l giá trị đo n lần đo sai số: a1=|a1-a|, a2=|a2-a|, , an=|an-a| n n n 1 a = ∑ a i + ∑ Δa i = a + ∑ Δ a i n i =1 n i=1 n i =1 n a − a = ∑ Δa i n i =1 n Δa i = ⇒ a = a ∑ lim n→∞ n i =1 Sai sè tuyÖt đối lần đo: | a a | Δa n Δ a = ∑ Δa i n i=1 Δa Δa i =| a − a i | | a − Δa |≤ a ≤ a + Δa l sai số tuyệt đối trung bình n a i ≈ ⇒ a ≈ a ∑ n i=1 Sai sè tut ®èi cđa phÐp ®o : Δa = Δa + Δa dc Δa dc lμ sai sè dông cụ a % Sai số tơng đối phép đo : = a Nếu số lần đo đủ lớn Ví dụ: Đo đờng kính trụ Lần đo D(mm) 21,5 21,4 21,4 21,6 21,5 D = 21,48 Trung b×nh ΔDi(mm) 0,02 0,08 0,08 0,12 0,02 ΔD = 0,064 Sai sè dơng cđa th−íc ΔD dc = 0,1mm Sai sè tut ®èi cđa phÐp ®o : ΔD= 0,064+0,1=0,164mm ≈ 0,16mm D = D ± ΔD = ( 21,48 0,16) mm Sai số tơng đối cđa phÐp ®o : 0,16 ΔD δ= %= = 0,00745 = 0,75% D 21,48 Qui tắc lm tròn sai số: Chỉ chữ số có nghĩa Phần bỏ < 1/10 gốc Tất chữ số có nghĩa trừ số bên trái số khác đầu tiên: 0,230 v 0,0203 có chữ số cã nghÜa 0,00745 ==> 0,0075 = 0,75% vμ 0,0005 < 0,00745/10 Giá trị trung bình của đại lợng cần đo phải viết qui tròn đến chữ số có nghĩa bậc thập phân với chữ số có nghĩa cuối giá trị sai số đà qui tròn D = D ± ΔD = ( 21,48 ± 0,16) mm Cách xác định sai số dụng cụ đo điện: - Cấp xác ghi adc= amax 1,5 thang đo; 100mA amax Giá trị lớn mA thang đo adc= amax=1,5%.100mA=1,5mA Đối với ®iÖn trë mÉu vμ ®iÖn dung mÉu: Δadc= δ.a a l giá trị đo đợc dụng cụ, - cấp xác thang đo lớn đợc sử dụng Hộp điện trở mẫu 0ữ9999,9 có =0,2 thang 1000 ; Giá trị đo đợc a=820,0 =>adc= .a=0,2%.820,0=1,64 1,7 Đối với dụng cụ đo hiƯn sè: Δadc= δ.a+n.α δ lμ cÊp chÝnh x¸c; a l giá trị đo hiển thị; l độ phân giải; n-phụ thuộc vo thang đo v dụng cụ nh sản xuất qui định Đồng hồ 2000digit DT890 có =0,5; n=1 cho dòng chiều; Umax=19.99V; Độ phân giải: =Umax/2000=19,99/20000,01V; Số đo hiển thị U=15,78V Udc= .a+n.= 0,5%.15,78V+1.0,01V=0,0889V 0,1V 4.2 Cách xác định sai số phép đo gián tiếp: F=F(x,y,z) F- đại lợng đo gián tiếp; x,y,z- ®o trùc tiÕp ∂F ∂F ∂F dy + dz dF = dx + ∂x ∂y ∂z ∂F ∂F ∂F ⇒ ΔF = Δx + Δy + Δz ∂x ∂y ∂z ∂F ∂F ∂F ΔF =| | Δy + | | Δz | Δx + | ∂x ∂y ∂z C¸ch x¸c định sai số tơng đối phép đo gián tiếp: F=F(x,y,z) LÊy Ln hai vÕ: lnF=lnF(x,y,z) LÊy vi phân ton phần: d(lnF)=dF/F Rút gọn biểu thức Lấy tổng giá trị tuyệt đối vi phân riêng phần vμ ®ỉi d -> Δ F, x, y, z → F, x, y, z x ⇒ ln F = ln x − ln( x + y) x+y dF dx d( x + y) ydx dy = − = − F x x+y x ( x + y) x + y VÝ dô: F = yΔx ΔF Δy → = + F x ( x + y) x + y Sai số đại lợng cho trớc lấy đơn vị số có nghĩa cuối Sai số số , g lấy đến nhỏ 1/10 sai số tơng đối F Đo điện trë: R=U/I lnR=lnU-lnI ΔR ΔU ΔI dR dU dI → = + = − R U I R U I 4.3 Biểu diễn kết đồ thị: y=f(x) y x y x Đa đồ thị dạng tuyến tính: y= ax+b Phụ thuộc nhiệt dung kim loại vμo nhiƯt ®é ë nhiƯt ®é thÊp: CKL=αT+ γT3 C/T T2 ã Bốn bớc chiến lợc giải bi tập: Không tìm cách tính đáp số cuối HÃy ý đến điều kiện đầu bi HÃy nghĩ đến công thức áp dụng v điều kiện Quan sát kĩ hình vẽ, phần hình vẽ HÃy chắn áp dụng công thức ã Công cụ giải bi tập: VÏ vμ suy nghÜ cÈn thËn vÒ lùc, chän trục toạ độ, nghĩ đến góc Kiểm tra lại: véc tơ hay thnh phần, Các yếu tố góc: Sin hay Cos, âm hay dơng ... giới vật chất: đặc trng tổng quát, quy luật tổng quát cấu tạo v vận động vật chất Cấu tạo vật chất: Vi mô: phân tử, nguyên tử ~ 1 0-1 0m - - + - ~ 1 0-1 0m - - - - Na §iƯn tư me=9,1.1 0-3 1kg, -e =-1 ,6.1 0-1 9C... Hệ thống gi¶ thut -> Thut vËt lý øng dơng vμo thùc tiễn ==> Phơng pháp qui nạp Phơng pháp diễn dịch: tiên đề -> mô hình->định lý, lý thuyết-> So sánh với kết thực nghiệm Vật lý l sở cho c¸c ngμnh... trang: http://iep.hut.edu.vn load bμi gi¶ng in thnh ti liệu cầm tay, nghe giảng ghi thêm vo! Bi mở đầu ã Ti liệu học : Vật lý đại cơng: Dùng cho khối trờng ĐH kỹ thuật công nghiệp (LT&BT) Tập I :