A) MỤC TIÊU
- Rèn kĩ năng sử dụng các thiết bị quang: nguồn phát laze bán dẫn có khe chắn, nguồn điện 1 chiều, màn hứng ảnh…
- Tiến hành được thí nghiệm thực hành xác định bước sóng ánh sáng bằng phương pháp giao thoa ánh sáng qua khe Y-âng.
- Vận dụng được những kiến thức đã học trong học phần Lí luận dạy học vật lí để xác định được thí nghiệm cần tiến hành, hình thức và phương án tiến hành thí nghiệm.
- Có kĩ năng hướng dẫn học sinh trong một bài thực hành thí nghiệm ở trường phổ thông.
B) NỘI DUNG
1. Mục đích của thí nghiệm
Xác định bước sóng của ánh sáng laze bằng phương pháp giao thoa ánh sáng.
2. Cơ sở lí thuyết
- Khi hai sóng ánh sáng đơn sắc phát ra từ hai nguồn kết hợp giao nhau thì có hiện tượng giao thoa. Khoảng vân: i D
a
λ
= (trong đó λ là bước sóng ánh sáng cần tìm).
- Nếu đo được i, D, a ta sẽ xác định được bước sóng của ánh sáng theo công thức: ai D
λ =
3. Hướng dẫn thực hành
a. Dụng cụ thí nghiệm
- Nguồn phát laze bán dẫn 1 5÷ mW(1) - Tấm chứa các khe Y-âng gồm hai khe hẹp, song song và cách nhau a1 = 0,1mm,
2
a = 0,15 mm.
- Màn hứng vân giao thoa có thước chia đến mm (1). Dây nối và giá định hướng dài 1200 mm, có đế và chia vạch đến mm (3).
b. Tiến trình thí nghiệm
- Cố định lên giá đèn laze và tấm chứa khe Y-âng. - Nối đèn vào nguồn điện một chiều và điều chỉnh vị trí tấm chứa khe Y-âng a1 = 0,1
mm sao cho chùm tia laze phát ra từ đèn chiếu đều lên khe.
- Đặt màn hứng vân lên giá sao cho màn song song và cách tấm chứa khe khoảng 1 m để làm xuất hiện trên màn hệ vân giao thoa rõ nét.
- Đọc khoảng cách D từ khe Y-âng tới màn và khoảng cách l giữa 5 vân sáng hoặc tối liên tiếp. - Tính bước sóng của ánh sáng theo công thức: a
4D
l
λ = .
- Lặp lại các bước thí nghiệm trên với hai giá trị khác của D bằng cách dịch chuyển màn hứng vân. Tính ;λ ∆λ.
- Dịch chuyển tấm chứa khe để chùm tia laze chiếu vào khe Y-âng có khoảng cách giữa hai khe là a2 = 0,15 mm rồi lặp lại thí nghiệm.
Hình 19. Bộ thí nghiệm khảo sát hiện tượng giao thoa ánh sáng
1 2
4. Nội dung báo cáo
KHẢO SÁT HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG
Họ và tên:...Lớp:...Nhóm:... Ngày làm thực hành:... 1. Mục đích 2. Tóm tắt lí thuyết 3. Kết quả thí nghiệm Bảng 13.1. Xác định bước sóng ánh sáng laze
Khoảng cách giữa hai khe Y-âng: a = ...±...(mm) Độ chính xác của thước millimet: Δ =...(mm) Độ chính xác của thước kẹp: Δ’ =...(mm) Số khoảng vân sáng đánh dấu: n = ...
Lần đo D ΔD L (mm) ΔL (mm)
1 2 Trung bình
- Tính giá trị trung bình của bước sóng λ: aL ... nD
λ = =
- Tính sai số tỉ đối của bước sóng λ: a L D ...
a L D
∆λ ∆ ∆ ∆
δ = = + + =
λ
Trong đó: L∆ = ∆ + ∆L ′ là sai số tuyệt đối của phép đo độ rộng của n khoảng vân, dùng thước kẹp. D∆ = ∆ + ∆D là sai số tuyệt đối của phép đo khoảng cách giữa màn chắn và màn quan sát, dùng thước milimet.
- Tính sai số tuyệt đối trung bình của bước sóng λ: ∆λ = δλ =... - Viết kết quả đo của bước sóng λ: λ = λ ± ∆λ =... ...±
4. Trả lời câu hỏi: Trả lời các câu hỏi và bài tập 1, 2, 3 ( trang 42).
C) TÀI LIỆU HỌC TẬP
1. Nguyễn Xuân Thành, Giáo trình hướng dẫn thực hành thí nghiệm vật lí phổ thông, giáo
trình điện tử của khoa Vật lí, trường đại học sư phạm Hà Nội.
2. Sách giáo khoa Vật lí lớp 12, NXB giáo dục.
3. Nguyễn Sỹ Đức (chủ biên) - Nguyễn Ngọc Hưng - Đặng Thị Oanh - Dương Tiến Sĩ, Lắp
đặt, sử dụng, bảo quản, bảo dưỡng các thiết bị dạy học ở trường THPT, NXB Giáo dục Việt
Nam, Hà Nội, 2009.
D) CÂU HỎI, BÀI TẬP, NỘI DUNG ÔN TẬP VÀ THẢO LUẬN
1. Tại sao phải điều chỉnh màn chắn và giá đỡ để chùm tia laze chiếu vuông góc với màn chắn và màn quan sát?
2. Vì sao khi đo khoảng vân i bằng thước kẹp ta lại phải đo khoảng cách giữa n vân mà không đo khoảng cách giữa hai vân kề nhau?
3. Hệ vân giao thoa sẽ thay đổi như thế nào nếu:
a. Thay nguồn sáng laze màu đỏ bằng nguồn sáng laze màu xanh. b. S là một nguồn sáng trắng.
c. chiếu sáng mỗi khe Y-âng bằng một đèn laze riêng biệt phát ra ánh sáng cùng bước sóng thì hiện tượng trên màn quan sát được như thế nào?
Bài 14. Hiện tượng quang điện ngoài