TÀI LIỆU GIẢNG DẠY VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG A2 (PHẦN THỰC HÀNH )

Phụ lục TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH KHOA KHOA HỌC CƠ BẢN TÀI LIỆU GIẢNG DẠY VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG A2 (PHẦN THỰC HÀNH ) GV biên soạn: Nguyễn Văn Sáu Trà Vinh, … /20… Lưu hành nội Tài liệu giảng dạy thực hành Vật lý đại cương A2 MỤC LỤC Nội dung Trang Bài mở đầu………………………………………………………………………… BÀI 1: Thực hành mạch điện xoay chiều R, L, C mắc nối tiếp ………13 BÀI 2: Thực hành đo điện trở cầu dây………………………………………… 19 BÀI 3: Thực hành cân dịng, tính lực từ…………………………………… 22 BÀI 4: Thực hành quang lí: khảo sát tượng giao thoa ánh sáng đơn sắc………………………………………………………………………… 25 BÀI 5: Thực hành quang hình: xác định tiêu cự thấu kính ……… …… 28 BÀI 6: Khảo sát tượng khúc xạ ánh sáng, phản xạ toàn phần, ánh sáng qua lăng kính…………………………………………………………………… 35 Tài liệu tham khảo……………………………………………………………… 42 Tài liệu giảng dạy thực hành Vật lý đại cương A2 PHỊNG THÍ NGHIỆM VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH -A AN TỒN PHỊNG THÍ NGHIỆM Nội quy phịng thí nghiệm đề để đảm bảo an toàn cho tất người làm việc Sinh viên cần giáo dục để nhận thức tầm quan trọng nội qui Mỗi sinh viên cần phải nắm vững nội qui trước bắt đầu thực hành phịng thí nghiệm có lịch làm việc cụ thể Sinh viên cần phải chuẩn bị trước thực tập thông qua việc đọc tài liệu trước nhà Nhờ vậy, biết trước việc phải làm, dụng cụ, thiết bị cần dùng Đồng thời, phải nắm vững nguyên lý làm việc thiết bị, dụng cụ để sử dụng cách (Sự chuẩn bị kiểm tra thông qua sổ tay thực hành sinh viên) */* Khi làm việc phịng thí nghiệm, sinh viên: Khơng ăn uống, hút thuốc phịng thí nghiệm Không chạy nhảy, đùa nghịch sử dụng dụng cụ thí nghiệm sai mục đích Nếu làm đổ, vỡ vật phịng thí nghiệm phải thông báo cho giáo viên phụ trách có trách nhiệm thu dọn trường Giáo trình thực tập, sách cần phải gọn gàng, chỗ tránh xa hóa chất, bếp lửa Sau kết thúc thí nghiệm, sinh viên phải có trách nhiệm dọn vệ sinh nơi làm việc phân cơng lẫn để dọn vệ sinh nơi dùng chung tồn phịng thí nghiệm Tài liệu giảng dạy Thực hành Vật lý đại cương A2 B GHI CHÉP THỰC TẬP Mục đích ghi chép để chuyển kết thí nghiệm tới người khác, nhờ mà người có hội thể lặp lại thí nghiệm sử dụng kinh nghiệm đạt Có nhiều loại ghi chép khác nhau, loại phục vụ cho mục tiêu riêng Sổ ghi chép thực tập - Ghi thông tin ngắn gọn, tối thiểu thực hành Kết thí nghiệm phải ln lưu lại thao tác, thực hành Báo cáo thực tập (chi tiết) - Miêu tả chi tiết thí nghiệm sở khoa học thí nghiệm Báo cáo thực tập (ngắn gọn) - Chỉ viết vấn đề quan trọng kết thí nghiệm Báo cáo lời - Sinh viên thảo luận với nội dung thực hành đề nghị giáo viên giải đáp thắc mắc nảy sinh làm thí nghiệm Những tóm tắt, tổng kết rút từ thí nghiệm trình bày giấy khổ lớn (bé khổ A3) treo tường Sinh viên thường sử dụng cách để tiến hành thảo luận lớp Tài liệu giảng dạy Thực hành Vật lý đại cương A2 C SỔ THEO DÕI THỰC TẬP */* Mục đích sổ theo dõi là: Ghi vào sổ theo dõi thực tập q trình chuẩn bị thí nghiệm thao tác, bước tiến hành thí nghiệm Sự thông thạo bước tiến hành tn thủ lịch trình giúp ta kiểm sốt thí nghiệm thực nghiệm Sự đăng kí hay xếp tốt bước tiến hành quan trắc cẩn thận giúp ích việc làm báo cáo Chúng ta nhớ hết việc làm để viết báo cáo không ghi vào sổ theo dõi Cần phải ý nhiều đến thao tác quan trắc không đề cập sách hướng dẫn Sổ theo dõi phương tiện giao tiếp tốt Những điều ghi sổ theo dõi cần phải rõ ràng để người đọc Cần phải để ý đến sổ theo dõi Sau buổi thực tập nên kiểm tra lại sổ để xem điều ghi rõ ràng chưa Các hướng dẫn - Cần phải có nội dung tốt - Cần phải đánh số tất trang - Cần phải dùng bút bi để viết, khơng dùng bút chì - Số liệu ghi số liệu thô, nghĩa số liệu chưa tính tốn - Các số liệu phải rõ ràng để đọc - Ln ghi số liệu trang bên phải - Trang bên trái cịn lại dùng để mơ tả số liệu - Cần phải trình bày báo cáo theo qui định - Ln ghi thời gian, ngày thực thí nghiệm - Ln ghi số thứ tự, tên thí nghiệm - Ghi tất ngoại lệ - Ghi lại tất thiết bị sử dụng (tên, số hiệu, loại, công suất….) - Ghi lại ngày kiểm tra thiết bị gần - Ghi lại mã số tất hóa chất sử dụng - Ghi lại biện pháp an toàn áp dụng Tất nội dung cần phải ghi vào sổ theo dõi Mỗi sinh viên phải có sổ theo dõi thí nghiệm riêng họ làm nhóm Tài liệu giảng dạy Thực hành Vật lý đại cương A2 D VIẾT TƯỜNG TRÌNH THỰC TẬP Viết hình thức trao đổi thông tin quan trọng ngành khoa học Để viết cách khoa học trước tiên phải lập dàn ý chung cho tồn bài, để đảm bảo khơng qn nội dung tồn cơng việc Trong thí nghiệm, tồn số liệu phải ghi sổ theo dõi thực tập Tường trình thực tập phải chứa đủ tất thông tin liên quan đến thực hành Nó phải viết cho: Người đọc thu nhận thông tin nhanh rõ ràng Những người quan tâm lặp lại thí nghiệm từ thông tin thu dược kể Ngày nay, tường trình thực tập thường viết máy tính Ưu điểm báo cáo viết máy tính là: + Rõ ràng, + Có thể thay đổi dễ dàng + Đồ thị, bảng biểu rõ ràng, đẹp Khơng phải tất chi tiết thí nghiệm điều phải đưa vào tường trình thực tập mà tùy thuộc vào cụ thể, chọn lọc thơng tin để thu tường trình tốt Thông thường, thông tin chi tiết viết tường trình thực tập sau: Tên làm thí nghiệm Các thơng tin thân người viết tường trình: họ tên, khóa, lớp, ngày, tháng, năm, Tóm tắt, miêu tả thí nghiệm kết (nếu báo cáo tóm tắt) Mở đầu: Giới thiệu mơn học, mục đích thí nghiệm, vấn đề mà thí nghiệm giải quyết, cách tiến hành Lý thuyết: miêu tả ngắn gọn sở lí thuyết thí nghiệm Phương pháp tiến hành vật liệu nghiên cứu: miêu tả nguyên vật liệu thí nghiệm sử dụng, phương pháp tiến hành Chủ yếu tên số thứ tự nhắc tới Ngoài ra, thay đổi thực ghi chép Kết quả: phần quan trọng báo cáo Tất số liệu cần viết ngắn gọn, rõ ràng khoa học (bảng số liệu, vẽ đồ thị, …) Thảo luận kết luận: Giải thích kết đạt được, kết luận đề nghị nêu phần Tài liệu tham khảo: danh mục sách thông tin thu từ nguồn khác tạp chí, băng đĩa, mạng điện tử… 10 Sinh viên viết tường trình theo mẫu sau: (QT6.3/KHCB2-BM5QT) Tài liệu giảng dạy Thực hành Vật lý đại cương A2 Lớp: ……………… Nhóm: ……….; Tổ: ……… Họ tên: ………………………MSSV…… ………………………MSSV…… ………………………MSSV…… 4…………………… MSSV… BẢNG PHÚC TRÌNH Bài: …………… Ngày thực hành: ……………… I- MỤC ĐÍCH … II- TRẢ LỜI CÂU HỎI LÝ THUYẾT … III- KẾT QUẢ THỰC HÀNH Bảng 1: Bảng 2: Bảng 3: … (chú ý: bảng có u cầu tính độ ngờ () đại lượng phải trình bày cách tính đại diện đại lượng đó) Tài liệu giảng dạy Thực hành Vật lý đại cương A2 BÀI MỞ ĐẦU  Mục tiêu học tập: Sau học xong này, người học có thể: - Thực cách tổng quát tiến trình học thực hành - Phân biệt đại lượng đo trực tiếp, gián tiếp đo lường đại lượng q trình thực hành - Tính giá trị trung bình, sai số, vẽ đồ thị trình bày kết thực hành trình thí nghiệm * Mục đích học mơn thực hành Vật lý đại cương: - Giúp sinh viên củng cố, hiểu sâu phần lý thuyết Vật lý học - Biết cách đo lường, tính tốn sai số trình ghi nhận kết thí nghiệm - Rèn luyện cho sinh viên kỹ thực hành, thí nghiệm; đức tính: chịu khó, kiên trì, nhẫn nại, trung thực, thẫm mỹ… I ĐO LƯỜNG Đo lường thao tác quan trọng thực hành Vật lý Ta phân thành loại sau: Đại lượng đo lường trực tiếp Là so sánh trực tiếp đại lượng cần đo với đại lượng loại chọn làm đơn vị Thí dụ: + Đo chiều dài + Cân khối lượng Đại lượng đo lường gián tiếp Là tính tốn đại lượng so sánh trực đại lượng biết thông qua công thức định luật, định lý Vật lý Thí dụ: + Tính khối lượng riêng: ρ = m /V + Tính tốc độ: v = S / t II VẤN ĐỀ SAI SỐ Khái niệm sai số Sai số khoảng sai lệch giá trị đo giá trị thực đại lượng đo 1.1 Sai số tuyệt đối Gọi: a: giá trị thực đại lượng a’: giá trị đo Thì sai số tuyệt đối định nghĩa là: da = |a’- a| Sai số tuyệt đối không phản ảnh độ xác phép đo Tài liệu giảng dạy Thực hành Vật lý đại cương A2 1.2 Sai số tương đối Là tỉ số sai số tuyệt đối giá trị thực đại lượng: da a'a = a a Sai số tương đối nhỏ phép đo xác Phân loại sai số theo nguyên nhân làm sai số 2.1 Sai số hệ thống Là sai số gây thiếu sót dụng cụ đo Giá trị đo xảy theo chiều (hoặc a’ > a, a’ < a, lặp lại phép nhiều lần) Để tránh sai số hệ thống, cần tiến hành kiểm tra cẩn thận dụng cụ đo 2.2 Sai số ngẫu nhiên Là sai số xảy theo nhiều nguyên nhân cách ngẫu nhiên: - Do chủ quan người đo như: đọc kết không quy cách, ghi kết sai… - Do thay đổi ngẫu nhiên tượng Chẳn hạn, đo đại lượng phụ thuộc vào thời tiết, ổn định dòng điện nguồn … - Do thay đổi ngẫu nhiên dụng cụ Chẳn hạn, dùng thước khác để đo chiều dài, dùng nhiệt kế khác để đo nhiệt độ… Ta khử hoàn toàn sai số ngẫu nhiên mà làm giảm bớt cách đo nhiều lần - Trong thực hành ta ý đến sai số ngẫu nhiên Giá trị trung bình 3.1 Đối với phép đo trực tiếp Để xác định giá trị trung bình, ta thực phép đo nhiều, sau tính trung bình cộng tất giá trị đo Gọi: a1, a2, …, an giá trị n lần đo đại lượng a Ta có giá trị trung bình a là: n a  a2   an a =  n a i 1 i n - Trong thực hành, thời gian có hạn, nên ta thực phép đo từ đến lần 3.2 Đối với phép đo gián tiếp Dựa vào công thức tính theo giá trị trung bình đại lượng khác Thí dụ: x ab c  x ab c Tài liệu giảng dạy Thực hành Vật lý đại cương A2 BÀI 5: TIÊU TRẮC  Mục tiêu học tập: Sau học xong này, người học có thể: Xác định tiêu cự thấu kính hội tụ thấu kính phân kỳ phương pháp khác Rèn luyện kỹ thực hành I NHỮNG CƠ SỞ ĐỂ LÀM BÀI THỰC HÀNH SV xem lại tài liệu học phổ thông về: + Thấu kính hệ thấu kính + Cơng thức tính tiêu cự, vị trí ảnh ảo, ảnh thật, tính chất, độ phóng đại thấu kính hội tụ, thấu kính phân kình, gương phẳng… + Sự tạo ảnh vật qua thấu kính, qua hệ thấu kính ghép với thấu kính, qua hệ thấu kính ghép với gương phẳng II THỰC HÀNH Hình 5.1 Dụng cụ đo - Giá quang học - Một vật sáng hình chữ L đặt trước bóng đèn - Một thấu kính hội tụ - Một thấu kính phân kỳ - Một gương phẳng M - Một ảnh (dùng mặt sau gương phẳng làm - Hình 5.1) Tiến hành thí nghiệm 2.1 Xác định tiêu cự thấu kính hội tụ phương pháp 2.1 Phương pháp tự chuẩn - Bước 1: Bố trí dụng cụ hình 5.2 Tài liệu giảng dạy Thực hành Vật lý đại cương A2 28 Thấu kính hội tụ O Gương phẳng G Vật hình L A O Giá quang học Hình 5.2 */* Chú ý: Để gương xác thấu kính cho tập trung ánh sáng Vật hình L A F ảnh vật hình L Gương phẳng G Thấu kính hội tụ F' O - Bước 2: Di chuyển đồng thời thấu kính gương cho ảnh cuối vật rõ nét mặt phẳng chứa vật Lúc khoảng cách AO từ mặt phẳng vật đến thấu kính hội tụ tiêu cự f thấu kính Ghi giá trị f vào bảng Bảng Lần đo f f f f  f  f max Lần Lần Lần 2.1.2 Phương pháp Siberman Bước 1: Bố trí thí nghiệm hình 5.3 - Thấu kính hội tụ O Vật hình L A Giá quang học O Màn M M Hình 5.3 Tài liệu giảng dạy Thực hành Vật lý đại cương A2 29 - Bước 2: Di chuyển thấu kính hội tụ O M cho ảnh vật rõ nét có chiều cao vật Khi khoảng cách từ vật đến M AM, tiêu cự thấu kính f  AM Ghi giá trị vào bảng Thấu kính hội tụ Vật hình L M A F O F' ảnh vật hình L */* Chú ý: Trong trình di chuyển, thấu kính ln ln trung điểm AM Bảng Lần đo AM f  AM f f f  f  f max Lần Lần Lần 2.1.3 Phương pháp Bessel - Bước 1: Bố trí dụng hình 5.4 Vật hình L Thấu kính hội tụ O A Giá quang học O Màn M M Hình 5.4 */* Chú ý: Đặt M vị trí xa vật Khoảng cách từ vật đến AM = D Ghi giá trị D vào bảng - Bước 2: Di chuyển thấu kính khoảng AM ta thu hai vị trí thấu kính cho ảnh rõ nét (vị trí cho ảnh lớn, vị trí cho ảnh nhỏ) Gọi a khoảng cách hai vị trí Ghi giá trị a vào bảng Tài liệu giảng dạy Thực hành Vật lý đại cương A2 30 - Lúc tiêu tự thấu kính là: f  D2  a2 4D vị trí củaTk hội tụ vị trí củaTk hội tụ Vật hình L M A F F ' O F O F' a ảnh nhỏ ảnh lớn Bảng Lần đo D a f  D2  a2 4D f f f  f  f max Lần Lần Lần 2.2 Xác định tiêu cự thấu kính phân kỳ phương pháp 2.2.1 Phương pháp tự chuẩn - Bước 1: Bố trí thí nghiệm hình 5.5 Gương phẳng G Vật hình L A O’ O Giá quang học M Thấu kính phân kỳ Hình 5.5 */* Chú ý: Để gương sát thấu kính cho tập trung ánh sáng Tài liệu giảng dạy Thực hành Vật lý đại cương A2 31 Vật hình L Thấu kính phân kỳ Thấu kính hội tụ F F' O Gương phẳng G F ' O' F ảnh mặt phẳng chứa vật - Bước 2: Di chuyển đồng thời quang cụ (tay trái cầm thấu kính hội tụ O, tay phải cầm thấu kính phân kỳ O  gương phẳng G) sau cho ảnh vật qua hệ rõ nét mặt phẳng vật Ghi khoảng cách OO  hai thấu kính vào bảng Vật hình L Thấu kính hội tụ F F ' O M - Bước 3: Giữ nguyên vị trí thấu kính hội tụ O Lấy thấu kính phân kỳ O  khỏi giá quang học Quay gương G để làm ảnh M di chuyển xa cho ảnh vật qua thấu kính hội tụ rõ nét Ghi khoảng cách OM vào bảng - Lúc tiêu tự thấu kính phân kỳ là: f  OO  OM Bảng Lần đo OO  OM f  OO  OM f f f  f  f max Lần Lần Lần Tài liệu giảng dạy Thực hành Vật lý đại cương A2 32 2.2.2 Phương pháp điểm liên kết - Bước 1: Bố trí dụng cụ hình 5.6 Màn M Vật hình L Thấu kính hội tụ A M O Giá quang học Hình 5.6 - Bước 2: Di chuyển thấu kính hội tụ O cho M có ảnh nhỏ, rõ nét - Bước 3: Đặt thấu kính phân kỳ O’ gần M (như hình 5.7) Khi ảnh thật qua thấu kính hội tụ đóng vai trị vật ảo thấu kính phân kỳ Ghi giá trị d  O M vào bảng A O’ O Giá quang học Vật hình L Màn M Thấu kính hội tụ Vật hình L M Thấu kính phân kỳ Hình 5.7 Thấu kính phân kỳ Thấu kính hội tụ d' d F O F' F O' ' F ảnh cho vật ảo qua TKPK - Bước 4: Giữ nguyên thấu kính hội tụ thấu kính phân kỳ Xê dịch xa cho có ảnh rõ nét màn, ghi khoảng cách d  từ thấu kính phân kỳ đến M vào bảng Lúc tiêu cự thấu kính phân kỳ là: f  Tài liệu giảng dạy Thực hành Vật lý đại cương A2 dd  d  d 33 Bảng Lần đo d  O M d f  dd  d  d f f f  f  f max Lần Lần Lần  Câu hỏi (bài tập) củng cố: Viết sơ đồ tạo ảnh vẽ hình cho phương pháp Chứng minh cơng thức tính f phương pháp Siberman, Bessel tự chuẩn thấu kính phân kỳ AM f  D2  a2 f  4D f  OO  OM 3.Hãy kể tên phương pháp xác định tiêu cự thấu kính hồi tụ tiêu cự thấu kính phân kỳ? Trình bày cách phân biệt thấu kính hồi tụ thấu kính phân kỳ? Vẽ hình đường truyền ánh sáng tạo ảnh theo phương pháp Tài liệu giảng dạy Thực hành Vật lý đại cương A2 34 BÀI 6: CÁC ĐỊNH LUẬT QUANG HÌNH HỌC  Mục tiêu học tập: Sau học xong này, người học có thể: - Khảo sát định luật phản xạ khúc xạ ánh sáng - Minh họa tính chất thuận nghịch chiều truyền ánh sáng - Sử dụng đĩa quang học kiểm chứng lại định luật khúc xạ thông qua đo chiết suất hai mặt song song I NHỮNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐỂ LÀM BÀI THỰC HÀNH Định luật phản xạ ánh sáng - Hiện tượng phản xạ ánh sáng: Hiện tượng tia sáng bị đổi hướng, trở lại môi trường cũ gặp bề mặt nhẵn gọi tượng phản xạ ánh sáng (Hình 6.1) SI: tia tới IN: pháp tuyến, I điểm tới IR: tia phản xạ i: góc tới i’: góc phản xạ i = i’( góc phản xạ góc tới) Hình 6.1 Định luật khúc xạ ánh sáng - Hiện tượng khúc xạ ánh sáng: Hiện tượng ánh sáng truyền qua mặt phân cách hai môi trường suốt, tia sáng bị gẫy khúc (đổi hướng đột ngột) mặt phân cách gọi tượng khúc xạ ánh sáng (Hình 6.2) S’ N S i NN’: pháp tuyến I i: góc tới r: góc khúc xạ SI : tia tới IR : tia khúc xạ i’ I r Hình 6.2 N’ R - Định luật khúc xạ ánh sáng: + Tia khúc xạ nằm mặt phẳng tới (tạo tia tới pháp tuyến) phía bên pháp tuyến so với tia tới + Với hai môi trường suốt định, tỉ số sin góc tới (sini) sin Tài liệu giảng dạy Thực hành Vật lý đại cương A2 35 góc khúc xạ (sinr) ln khơng đổi - Khi chùm tia sáng khúc xạ mặt phân cách hai mơi trường, ta có: n1 sin i  n2 sinr Với: n1: chiết suất môi trường tới n2: chiết suất môi trường khúc xạ Hay: Sini  n21 (1) Sinr - n21 gọi chiết suất tỉ đối - Chiết suất tuyệt đối môi trường chiết suất chân khơng Ta có: n21  n2 n1 Hiện tượng phản xạ toàn phần - Khi tia sáng truyền từ môi trường chiết quang sang môi trường chiết quang có tượng phản xạ tồn phần xảy - Điều kiện để xảy tượng phản xạ tồn phần là: + Góc tới lớn góc giới hạn: i  i gh + Ánh sáng truyền từ môi trường chiết quang sang môi trường chiết quang ( n1 > n2) - Góc giới hạn tính: sin igh  n2 (2) n1 - Nếu môi trường chiết quang khơng khí, n2 = => sin igh  (3) n1 Cấu tạo Lăng kính - Lăng kính khối chất suốt, đồng chất (thủy tinh, nhựa…), thuờng có dạng lăng trụ tam giác - Khi sử dụng lăng kính, chùm tia sáng hẹp chiếu truyền qua lăng kính mặt phẳng vng góc với cạnh khối lăng trụ Do đó, lăng kính biểu diễn tam giác tiết diện thẳng (hình 6.3) - Các phần tử lăng kính gồm: cạnh, đáy, hai mặt bên Các công thức lăng kính: sin i1  n sin r1 ; A  r1  r2 sin i2  n sin r2 ; D  i1  i2  A (4) Tài liệu giảng dạy Thực hành Vật lý đại cương A2 36 A K i1 I r2 r1 S D i2 J R H A:là góc chiết quang D: Là góc lệch (tạo tia tới tia ló) Hình 6.3 II THỰC HÀNH Hình 6.4 Đĩa trịn Đèn chiếu 90 i’’ i S Hình 6.5 R 90 Tài liệu giảng dạy Thực hành Vật lý đại cương A2 37 Các dụng cụ thí nghiệm - Đĩa quang học: đĩa trịn có chia độ, quay quanh trục nằm ngang - Một đèn chiếu dùng để tạo chùm tia sáng tới hẹp - Bản thủy tinh mỏng hình bán nguyệt - Một lăng kính (Hình 6.3 6.4) Hiện tượng khúc xạ ánh sáng tượng phản xạ toàn phần 2.1 Đo chiết suất mỏng thủy tinh hình bán nguyệt - Trường hợp này, ánh sáng truyền từ môi trường chiết quang sang môi trường chiết quang (ánh sáng từ khơng khí vào mỏng) - Bước 1: Gắn mỏng thủy tinh hình bán nguyệt vào đĩa hình 6.5 Lưu ý tâm bán trụ trùng tâm đĩa quang học, điều chỉnh nguồn cho tia sáng tập trung điểm - Bước 2: Chiếu chùm tia sáng hẹp vào mặt phẳng hình bán nguyệt tâm - Bước 3: Thay đổi góc tới, quan sát góc khúc xạ tương ứng Tia khúc xạ quan sát từ lúc vừa rời mỏng thủy tinh Ghi nhận giá trị lập bảng Bảng Góc đo i Trường hợp 15o Trường hợp 30o Trường hợp 45o Trường hợp 60o Trường hợp 80o r Sin i Sin r Sini n Sinr n n n  n  n */* Lưu ý: chiết suất khơng khí (Để tính n bảng ta lấy trường hợp bảng) 2.2 Tìm góc giới hạn xảy tượng phản xạ toàn phần - Trong trường hợp này, ánh sáng truyền từ môi trường chiết quang sang môi trường chiết quang (ánh sáng từ mỏng khơng khí) - Vẫn chiếu tia sáng theo đường bán kính vào mặt cong thủy tinh Lúc môi trường tới thủy tinh, môi trường chứa tia khúc xạ khơng khí - Thay đổi góc tới, quan sát thay đổi góc khúc xạ Tiếp tục thay đổi góc tới, đến lúc đó, quan sát thấy tia khúc xạ khơng ngồi khơng khí mà cịn mỏng thủy tinh - Khi góc tới tăng đến giá trị i tia khúc xạ là mặt phân cách (thủy tinh Tài liệu giảng dạy Thực hành Vật lý đại cương A2 38 – khơng khí) Đo góc tới góc khúc xạ lúc - Tiếp tục tăng góc tới, tới thấy tia khúc xạ biến Lúc có tượng phản xạ tồn phần xảy Lúc góc tới imix = igh Nhận xét tia phản xạ độ sáng so với ban đầu Đo nhiều lần xác định góc giới hạn lúc Lập giá trị bảng - So sánh góc đo với cơng thức lý thuyết Tìm sai số phép đo góc giới hạn (chiết suất n thủy tinh tính từ bảng 1) Bảng Phép đo Sini gh igh sin igh i gh i gh i  i gh  igh Lần Lần Lần 3 Đo góc chiết quang A lăng kính góc lệch cực tiểu 3.1 Xác định góc chiết quang A Tia sáng X 90 90 0 Vị trí phải tia phản xạ Vị trí trái tia phản xạ X’ Hình 6.6 - Bước 1: Đặt lăng kính lên đĩa ngang cho đĩa lăng kính trùng với tâm đĩa, cố định đĩa quay - Bước 2: Quan sát tia phản xạ mặt bên trái lăng kính Đọc giá trị X tia phản xạ mặt bên trái đĩa tròn Ghi giá trị X vào bảng - Bước 3: Giữ nguyên vị trí lăng kính Làm tương tự bước để xác định giá trị X’của tia phản xạ bên phải lăng kính (hình 6.6) - Khi góc chiết quang A xác định công thức: Tài liệu giảng dạy Thực hành Vật lý đại cương A2 39 A X  X' - Bước 4: Ghi giá trị A vào bảng */* Chú ý: Sau lần đo góc chiết quang A đo góc lệch cực tiểu Dmin ln 3.2 Xác định góc lệch cực tiểu Dmin - Bước 1: Đặt lăng kính lên đĩa ngang cho tia sáng khúc xạ sang bên trái (hình 6.7) Tia sáng tới Y Hình 6.7 Vị trí trái tia sáng - Bước 2: Sau đó, vừa quay đĩa đặt lăng kính theo chiều kim đồng hồ, mắt vừa theo dõi di chuyển tia khúc xạ lúc thấy tia khúc xạ dừng lại di chuyển ngược chiều - Ứng vói vị trí dừng lại tia khúc xạ vị trí lăng kính cho góc lệch cực tiểu Xác định giá trị Y đĩa trịn vị trí dừng lại tia khúc xạ Ghi giá trị Y vào bảng */*Chú ý: Khi quay đĩa đặt lăng kính, thấy tia khúc xạ di chuyển mà khơng có vị trí dừng lại quay theo chiều ngược lại - Bước 3: Quay đĩa đặt lăng kính cho tia sáng khúc xạ sang bên phải (hình 6.8) Làm tương tự bước để xác định giá trị Y’ vào bảng Tia sáng tới Hình 6.8 Vị trí phải tia sáng Y’ - Góc lệch cực tiểu xác định biểu thức: Dmin  Y Y' Tài liệu giảng dạy Thực hành Vật lý đại cương A2 40 - Bước 4: Ghi nhận giá trị Dmin vào bảng 3.3 Kết thí nghiệm Tính chiết suất lăng kính: n  sin A  Dmin A sin Ghi nhận giá trị chiết suất n vào bảng Bảng Lần X X’ A Y Y’ Dmin n n n n  n  n  Câu hỏi (bài tập) củng cố: Nêu cơng thức tính chiết suất tỉ đối thủy tinh Điều kiện phản xạ toàn phần Cơng thức tính góc giới hạn Tại mặt cong bán trụ, chùm tia tới truyền theo phương bán kính lại truyền thẳng? Trình bày khái niệm pháp tuyến mặt phân cách Trình bày khái niệm tượng phản xạ khúc xạ ánh sáng Mơi trường thủy tinh khơng khí môi trường chiết quang hơn, chiết quang kém? Hãy cho biết tượng phản xạ toàn phần gì? Tại tia tới chiếu vào mặt cong thủy tinh truyền theo phương bán kính lại truyền thẳng? Từ cơng thức tính chiết suất lăng kính, cho n = 1,5; Dmin = 400, tính A? 10 Từ cơng thức tính chiết suất lăng kính, cho n = 1,5; A = 600, tính Dmin? - Tài liệu giảng dạy Thực hành Vật lý đại cương A2 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO  TÀI LIỆU THAM KHẢO ĐỂ BIÊN SOẠN NỘI DUNG MƠN HỌC: - Giáo trình Vật lý đại cương A2, Nguyễn Văn Sáu Đại học Trà Vinh - Bài giảng môn học Thực hành Vật lý đại cương (lưu hành nội bộ) - Bộ môn Vật lý – khoa Khoa học Cơ - trường Đại học Trà Vinh - Giáo trình thực hành thí nghiệm Vật lý phổ thông – Bộ môn Vật lý – Khoa Sư Phạm – trường Đại học Cần Thơ - Giáo trình thí nghiệm Điện học – Bộ mơn Vật lý – Khoa Sư Phạm – trường Đại học Cần Thơ - Tài liệu hướng dẫn Thí nghiệm Quang học – Bộ môn Vật lý – Khoa Sư Phạm – trường Đại học Cần Thơ  TÀI LIỆU THAM KHẢO ĐỀ NGHỊ CHO HỌC VIÊN: - Giáo trình Vật lý đại cương A2, Nguyễn Văn Sáu Đại học Trà Vinh - Bài giảng môn học Thực hành Vật lý đại cương (lưu hành nội bộ) - Bộ môn Vật lý – khoa Khoa học Cơ - trường Đại học Trà Vinh Tài liệu giảng dạy Thực hành Vật lý đại cương A2 42