III Phương pháp nghiên cứu của Vật lí
VD về kiến thức được hình thành từ suy luận dựa trên lý thuyết
Sóng âm truyền được trong chất rắn, chất lỏng và chất khí và các phần tử tạo nên các chất ấy đã dao động và truyền sóng âm từ nguồn âm ra xung quanh.
• Cho chuông điện kêu rồi dùng máy bơm hút dần không khí ra khỏi bình.
• Khi không khí trong bình càng ít, tiếng chuông nghe được càng nhỏ.
• Đến khi trong bình gần như hết không khí, cũng gần như không nghe được tiếng chuông nữa.
• Sau đó, nếu cho không khí vào bình, bạn lại nghe được tiếng chuông.
Chân không sóng âm có truyền được không ?
nếu không có các phần tử dao động thì sóng âm không truyền được từ nguồn âm ra xung quanh sóng âm không truyền được trong chân không.
IV Sai số khi đo các đại lượng vật lí
• Tất cả các phép đo đều chỉ có một độ tin cậy nhất định, ngoài ra sẽ có độ không tin cậy được gọi là sai số.
• Sai số trong một phép đo khoa học là không thể tránh khỏi đối với các phép đo.
• Cần đảm bảo sai số càng nhỏ càng tốt.
VD: người đo giỏi nhất, dùng thước đo chia độ đến milimét, bằng tất cả sự cẩn thận cũng không thể đo chiều cao của ô cửa với độ chính xác đến một phần tư milimét.
IV Sai số khi đo các đại lượng vật lí
1. Sai số ngẫu nhiên
• Sai số ngẫu nhiên là kết quả của những thay đổi trong các lần đo do các điều kiện thay đổi ngẫu nhiên (thời tiết, độ ẩm, thiết bị, ...) gây ra.
VD: Dùng đồng hồ bấm giây đo thời gian một vật chuyển động giữa hai vị trí A và B. Do bấm, ngắt không đúng lúc, có kết quả đo sẽ lớn hơn, có kết quả đo lại nhỏ hơn thời
gian vật chuyển động. Giá trị những sai lệch này khác nhau trong các lần đo.
• Sai số ngẫu nhiên có giá trị khác nhau trong các lần đo.
• Thực hiện đo lặp đi, lặp lại nhiều lần sẽ làm giảm nhưng không thể loại bỏ được hết sai số ngẫu nhiên.
IV Sai số khi đo các đại lượng vật lí
2. Sai số hệ thống
• Sai số hệ thống là kết quả của sự sai lệch như nhau trong các lần đo, được tiến hành bằng cùng dụng cụ và phương pháp đo.
VD: Dùng thước có độ chia nhỏ nhất đến 1mm đo chiều dài một vật thì kết quả đo luôn luôn tăng hoặc giảm 1 mm.
• Không thể làm giảm sai số hệ thống bằng cách đo lặp đi lặp lại.
IV Sai số khi đo các đại lượng vật lí
3. Giá trị trung bình
Để khắc phục sai số ngẫu nhiên, phải lặp lại phép đo nhiều lần.
Khi đo n lần cùng một đại lượng A, ta được các giá trị A1, A2,...An. Giá trị trung bình:
=
IV Sai số khi đo các đại lượng vật lí
4. Sai số của phép đo
Giá trị tuyệt đối của hiệu số giữa giá trị trung bình và giá trị của mỗi lần đo được gọi là sai số tuyệt đối ứng với lần đo đó.
A1 = ; A2 = ; A3 =
=
Sai số tuyệt đối trung bình của n lần đo được tính bằng:
= + ’
Sai số tuyệt đối của phép đo
’: là sai số hệ thống
IV Sai số khi đo các đại lượng vật lí
4. Sai số của phép đo
= + ’
Sai số tuyệt đối của phép đo ’: là sai số hệ thống
• Nếu trong phép đo mà sai số hệ thống chỉ là sai số dụng cụ thì thường lấy bằng nửa độ chia nhỏ nhất trên dụng cụ đó
• Với các dụng cụ đo hiện số và một số loại dụng cụ đo điện, sai số dụng cụ được quy định riêng.
IV Sai số khi đo các đại lượng vật lí 5. Viết kết quả phép
đo
( +
Kết quả đo một đại lượng A nào đó được biểu diễn dưới dạng một khoảng giá trị có chứa giá trị thực của đại lượng A.
Kết quả trên có thể viết dưới dạng
=
IV Sai số khi đo các đại lượng vật lí 5. Viết kết quả phép
đoCác chữ số có nghĩa:
• Các chữ số khác 0 (159 có ba chữ số có nghĩa)
• Các chữ số 0 giữa hai chữ số khác 0 (105 có ba chữ số có nghĩa)
• Chữ số 0 ở bên phải của dấu thập phân và một chữ số khác 0 (1,800 có bốn chữ số có nghĩa).
Ví dụ: Kết quả đo độ dài quãng đường là s = 1,52723 m.
Nếu sai số là A = 0,002 m Thì s = (1,527 + 0,002) m.
Tìm những chữ số có nghĩa trong các số: 215; 0,56; 0,002: 3,8.104 Sai số tuyệt đối A thường được viết đến một hoặc hai chữ số có
nghĩa. Còn giá trị trung bình được viết đến bậc thập phân tương ứng.
IV Sai số khi đo các đại lượng vật lí 6. Sai số tỉ đối
Sai số tỉ đối là tỉ số (tính ra %) giữa sai số tuyệt đối và giá trị trung bình của đại lượng cần đo.
Sai số tỉ đối càng nhỏ, phép đo càng chính xác
= 100%
IV Sai số khi đo các đại lượng vật lí 6. Sai số tỉ đối
• Sai số tuyệt đối của một tổng hay hiệu bằng tổng sai số tuyệt đối của các số hạng.
• Sai số tỉ đối của một tích hay thường bằng tổng sai số tỉ đối của các thừa số.
Nếu H = X + Y - Z thì H = X + Y + Z
• Khi thực hiện các phép tính, phải đảm bảo rằng kết quả cuối cùng có cùng số chữ số có nghĩa với số có ít chữ số có nghĩa nhất được sử dụng trong các phép tính.
• nếu H = X thì H = X + Y + Z
VD: tích của các độ dài: 12,5 m; 16 m và 15,88 m phải được viết là 3,2 x 103 m3 vì số chữ số có nghĩa của 16 là hai chữ số có nghĩa.
Vận dụng
Bảng 1 ghi thời gian một vật rơi giữa hai điểm cố định.
Thời gian rơi t (s)
Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5
0.2027 0.2024 0.2023 0.2023 0.2022
a) Tính giá trị trung bình của thời gian rơi.
b) Tìm sai số tuyệt đối trung bình
V Một số quy định về an toàn
• Khi học tập ở phòng thực hành cần tuân theo hướng dẫn của thầy cô giáo và thực hiện các quy định của phòng thực hành.
• Các kí hiệu an toàn ở bảng 2 cảnh báo về những nguy cơ có thể xảy ra ở nơi có bảng ghi các kí hiệu này
• Bạn cần hiểu từng kí hiệu trước khi bắt đầu học tập ở phòng thực hành vật lí
Thảo luận
Thảo luận để nêu được tác dụng của việc tuân thủ các biển báo an toàn trong phòng thực hành.
?
Quan sát và chỉ ra những điểm không an toàn khi làm việc trong phòng thí nghiệm.
Thảo luận
Thảo luận để nếu được tác dụng của việc tuân thủ các biển báo an toàn trong phòng thực hành.
?
Khi nghiên cứu và học tập Vật lí, ta cần phải:
Nắm được thông tin liên quan đến các rủi ro và nguy hiểm có thể xảy ra.
Tuân thủ và áp dụng các biện pháp bảo vệ để đảm bảo an toàn cho bản thân và cộng đồng.
Quan tâm, gìn giữ và bảo vệ môi trường.
Trong phòng thí nghiệm ở trường học, những rủi ro và nguy hiểm phải được cảnh báo rõ ràng bởi các biển báo. Học sinh cần chú ý sự nhắc nhở của nhân viên phòng thí nghiệm và giáo viên về các quy định an toàn.
Ngoài ra, các thiết bị bảo hộ cá nhân cần phải được trang bị đầy đủ.