CHƯƠNG IV: THÍ NGHIỆM KIEM CHUNG ĐỊNH LUẬT
4.4. Kết quả thí nghiệm
4.4.1.Phép đo 1: Sự phân cực theo phương vuông góc với mặt phẳng tới.
64
Bảng 4.1: Bang số liệu các giá trị thực nghiệm đo hệ số phản xạ Fresnel R, tương ứng với các gúc tới khác nhau.
AR, e(%)
mm
l5 | 015 ora) 014 0Iị 0004| — 060426) — 0007, — 644
25 0.19 0.19 0.18 0.187 0.004 0.0557 0.0027 4.85
3U | 02 021 02 020 0007| 0665| 00036) 5.76 359 | 022 024 023) 0230| 0007| 04685| 00036 526
| 0. 3.1
3.36
40 | 04] 023) 025) 0240 0007| 0| 0.0036, §484
50 0.36 0.37 0.35 0.360 0.007 0.1071 0.0036
55 | 0454| 046 U48 0463] 001, 078 | 00048) 3.48 60 | 08| 05 05 0840] 000] 04607] 0004 46
65 | 06 061L 06, 060) 0007| 0485| 00036, — 195 70 | 079] 077 081 0790 003] 0281| 00054) 23
75 | HƠI 19 lƠ H5 007, 03128) 00095) 304, 80 | 19] 14) 16 sao] 0087, 0483| 00⁄4 — 53|
85 2.097 0.0301 4.82
65
A A ? A ,
Hệ so phan xạ Fresnel theo phương vuông góc
mặt phăng tới
Hình 4.4: Dé thị biểu điển sự phụ thuộc cua hệ số phản xạ Fresnel R, vào góc tới i của hai đường ly thuyết và thực nghiệm.
4 Nhận xét:
Dựa vào đồ thị ta thấy:
Dạng dé thị thu được từ thực nghiệm là một đường cong phù hợp với đồ thị lý thuyết,
- Các điểm trên đồ thị có i= 15" đến 60° thì giá trị £, gần đúng với lý thuyết.
- Các điểm có i = 65° đến 85° thì giá trị &, nhỏ hơn nhiều so với lý thuyết.
Nguyên nhân:
- Trong quá trình lam thí nghiệm điện áp đao động nên cường độ ánh sáng tới
biến đổi anh hưởng đến kết quả do.
- Sử dụng đèn lâu thì cường độ ánh sáng tới ôn định dần nhưng yếu hơn so với lúc đầu. Vì vậy các giá trị R lúc sau nhỏ hơn so với lý thuyết.
- Bề mặt phản xạ của lãng kính chưa thật sạch.
- Photo diode không đặt vuông góc với chùm sáng tới nên các giá trị đo không giông nhau.
Phép do 2: Sw phân cực theo phương của mặt phẳng tới.
67
Bang 4.2: Bang số liệu các giá tri thực nghiệm do hệ số phản xạ Fresnel R,, tương ứng với các góc tới khác nhau.
Usp = 3.8 x 10” V
-3 == == —
U( fl. V) Kể AU R, == U, AR, © (%)
a a mm a mm. .mm. mm
2 012 011 012 0H17, 0004| 063898) 0004, — 7794 30 01 011 01 0103| 000} 0621| 0004 8.86 | 3S. 0071 008 007, 0073| 0004| 06192| 0004. — 125) 4 006) 005 006 0057| 0004| 06180) 0004 6 |
4 005| 005 006 0083) 000} — 0019| 0004 1727
50 00] 00 00 0040| 0000} 00105] 00013 1238
5Š 003 003 003 00380) 0000} 06079 00013, 1646)
6 0605| 006 005) 0083| 0004| 0619| 0004) 1727|
65 008 007 00 0607| 0004| 00203 0004 1.82 | 70 02 018 019) 0490| 0007| 06500] 00032, — 64|
T5 oas| 049 04L. 0433| 0011| 01189) 0002 3.69 | _SỦ ost] 084 085 0843| 0004| 0228| 00024, — 108, 8S 172Ì l7 14 170] 0013) 0456) 0007 164)
Hệ số Fresnel theo phương của mặt phăng tới
05 Ly thuyết
04 035
03
3.25
02
315
1 3852
1Q 15 20 22 D3 4 4 D 55 ó0 65 70 75 BW §2 90
Hình 4.5: Dé thị biểu diễn sự phụ thuộc của hệ sé phan xa Fresnel Ry vào góc tới i của hai đường lý thuyết và thực nghiệm.
4+ Nhận xét:
Dựa vào đồ thị ở hình 4.5 ta thấy:
Dang đồ thị thu được từ thực nghiệm là một đường cong, hoàn toàn phù hợp với đường lý thuyết.
- Các điểm có i= 15° đến 50” thì giá trị R„ giảm dan và gần bang với lý thuyết.
- Các điểm có i = 60” đến 90" thì giá trị Ry tăng dan và gan băng với lý thuyết.
- Tại các giá trị i = 56° thi giá trị Ry nhỏ nhất va gần bằng 0. Điều này chứng tỏ ánh sáng phản xạ chỉ có thành phần vectơ cường độ điện trường nằm vuông góc với mặt phẳng tới > anh sáng phản xa phân cực hoàn toản.
Vậy định luật Brewster đã được nghiệm đúng.
Nguyên nhân
- Do mạng điện dao động làm cường độ ánh sáng tới không ồn định và biến đôi
mạnh trong quá trình đo.
- Photo diode không thật sự đặt vuông góc với chùm sáng phản xạ.
- Mỗi vị trí i khác nhau thi photo diode có vi trí khác nhau (khoảng cách đến lang kính phản xạ thay đổi) do thùng che chắn hẹp.
- Bề mặt lăng kính không giống nhau tại mọi điềm.
- Ảnh hưởng của ánh sáng môi trường.
- Những góc tới có U nhỏ thì ô sai số rất lớn. Vì giá trị đo được so với sai số dụng cụ chênh lệch ít nên dẫn đến sai số tương đối lớn.
Đề xuất:
Thí nghiệm đo hệ số phản xạ khó thực hiện, do ảnh hưởng nhiều bởi các yeu tô
khách quan bên ngoài (mạng điện, môi trường, ...), do dụng cụ đo (thông lượng
sáng của đèn thay đổi,... ) ; và các yếu tổ chủ quan. Vậy nên cần phải làm thí nghiệm này rat nhiều lần mới lay được số liệu (xác suất 1/5).
> Chỉ nên đưa bộ dụng cụ này vào giảng dạy với mục đích quan sát định tính:
theo đối sự thay đôi cường độ sáng của chùm tia phan xạ ở các góc tới khác nhau.
Dé thi nghiệm định lượng dé thực hiện hơn và kết quả chính xác, em có vải dé xuất sau:
- Cần thay đôi bộ nồi hai thanh quang học. Bộ nối chia gốc trong thí nghiệm này chế tạo ngược nên không thể quay thanh quang học có gắn photodiode để hứng chùm tia phản xạ trong tắt cả trường hợp. Do đó vị trí photo diode phải thay đổi nhiều lần, dẫn đến các giá tri do bị ảnh hưởng.
- Can chế tạo hộp che chắn toan bộ thí nghiệm dé ánh sáng bên ngoài không anh hưởng đến thông lượng sáng cần đo.
- Thay bàn đặt dụng cụ. Ban đặt dụng cụ không thật phang nên trong quá trình đo đã phải điều chỉnh độ cao của photo diode. Điều này dan đến sai số trong
qua trình đo.