thực tập vật lý đại cương

Chia sẻ: ngochoa123

Vật lý được thiết lập bằng con đường thực nghiệm. Mặt khác, những định luật được xây dựng từ lý thuyết thuần túy chỉ có ý nghĩa khi đã được thực nghiệm kiểm nghiệm. Vì vậy thực nghiệm Vật lý có một ý nghĩa rất quan trọng . Mục đích của thí nghiệm Vật lý là trên cơ sở các thí nghiệm , ta đọc giá trị các đại lượng , so sánh với lý thuyết để kiểm nghiệm các định luật hoặc tìm ra các qui luật mới. Thực tập Vật lý đại cương là bước đầu tập dượt,...

Bạn đang xem 20 trang mẫu tài liệu này, vui lòng download file gốc để xem toàn bộ.

Nội dung Text: thực tập vật lý đại cương

TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC ÑAØ LAÏT




GIAÙO TRÌNH

THÖÏC TAÄP VAÄT LYÙ ÑAÏI
CÖÔNG A1

TRAÀN KIM CÖÔNG




2005
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 -1-

MUÏC LUÏC
MUÏC LUÏC ........................................................................................ - 1 -
BAØI MÔÛ ÑAÀU ................................................................................... - 3 -
I/ MUÏC ÑÍCH ,YEÂU CAÀU VAØ YÙ NGHÓA CUÛA THÖÏC HAØNH VAÄT
LYÙ. ................................................................................................ - 3 -
II/ LYÙ THUYEÁT VEÀ SAI SOÁ. ....................................................... - 3 -
1/ Sai soá heä thoáng. ..................................................................... - 4 -
2/ Sai soá ngaãu nhieân. ................................................................. - 5 -
3/ Sai soá tuyeät ñoái vaø sai soá töông ñoái. ...................................... - 5 -
4/ Caùc ñònh lyù veà sai soá : ........................................................... - 5 -
5/ Qui taéc laøm troøn vaø vieát keát quaû . .......................................... - 6 -
6/ Ñoà thò .................................................................................... - 7 -
III/ TRÌNH TÖÏ LAØM MOÄT BAØI THÍ NGHIEÄM. .......................... - 9 -
BAØI 1. THÖÔÙC KEÏP – PANME .................................................... - 10 -
I/ NGUYEÂN TAÉC ........................................................................ - 10 -
1/ Thöôùc keïp ........................................................................... - 10 -
2/ Panme : ............................................................................... - 12 -
II/ THÖÏC HAØNH :....................................................................... - 13 -
BAØI 2. CAÂN CHÍNH XAÙC .............................................................. - 16 -
I/ LYÙ THUYEÁT: .......................................................................... - 16 -
1. Xaùc ñònh soá 0 cuûa caân:......................................................... - 17 -
2.Xaùc ñònh ñoä nhaïy cuûa caân .................................................... - 17 -
3.Pheùp caân ñôn ........................................................................ - 18 -
4. Phöông phaùp caân laëp ........................................................... - 19 -
II/ THÖÏC HAØNH......................................................................... - 19 -
III/ CHUÙ YÙ .................................................................................. - 20 -
BAØI 3. CAÙC ÑÒNH LUAÄT CAÂN BAÈNG LÖÏC ................................. - 21 -
I/ MUÏC ÑÍCH : ........................................................................... - 21 -
II/ LYÙ THUYEÁT :........................................................................ - 21 -
III/ DUÏNG CUÏ............................................................................. - 23 -
IV/ THÖÏC HAØNH : ..................................................................... - 23 -
Baøi 4. CAÙC ÑÒNH LUAÄT CHAÁT KHÍ ............................................ - 27 -
I.MUÏC ÑÍCH: ............................................................................. - 27 -
II. LYÙ THUYEÁT:......................................................................... - 27 -
1/ Caùc ñònh luaät thöïc nghieäm cuûa khí lyù töôûng: ...................... - 27 -
2/ Phöông trình traïng thaùi khí lyù töôûng: ................................... - 28 -
III. DUÏNG CUÏ:............................................................................ - 28 -
IV. THÖÏC HAØNH: ...................................................................... - 30 -

Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 -2-

BAØI 5. ÑO NHIEÄT HOÙA HÔI CUÛA NÖÔÙC .................................... - 33 -
I. LYÙ THUYEÁT: .......................................................................... - 33 -
II. DUÏNG CUÏ: ............................................................................. - 34 -
III. THÖÏC HAØNH: ...................................................................... - 34 -
BAØI 6. XAÙC ÑÒNH ÑIEÄN TRÔÛ BAÈNG CAÀU UYSTON ................. - 37 -
I/ LYÙ THUYEÁT ........................................................................... - 37 -
II/ THÖÏC HAØNH :....................................................................... - 38 -
BAØI 7. ÑÒNH LUAÄT OHM CHO MAÏCH XOAY CHIEÀU ............... - 41 -
I/ LYÙ THUYEÁT ........................................................................... - 41 -
II/ THÖÏC HAØNH :....................................................................... - 44 -
BAØI 8. XAÙC ÑÒNH HEÄ SOÁ ÑAØN HOÀI CUÛA LOØ XO ...................... - 46 -
I/ LYÙ THUYEÁT ........................................................................... - 46 -
II/ THÖÏC HAØNH......................................................................... - 48 -
BAØI 9. SOÙNG DÖØNG...................................................................... - 50 -
I/ LYÙ THUYEÁT ........................................................................... - 50 -
II/ THÖÏC HAØNH......................................................................... - 52 -
Baøi 10. ÑÖÔØNG KEÁ ....................................................................... - 54 -
I/ LYÙ THUYEÁT ........................................................................... - 55 -
II/ THÖÏC HAØNH......................................................................... - 56 -
Baøi 11. KHAÛO SAÙT CAÙC HIEÄN TÖÔÏNG GIAO THOA ................ - 59 -
I. LYÙ THUYEÁT: .......................................................................... - 59 -
III. DUÏNG CUÏ:............................................................................ - 65 -
II.THÖÏC HAØNH:......................................................................... - 67 -
Baøi 12. QUANG HÌNH HOÏC .......................................................... - 72 -
I. LYÙ THUYEÁT: .......................................................................... - 72 -
III. DUÏNG CUÏ:............................................................................ - 75 -
IV.THÖÏC HAØNH: ....................................................................... - 76 -
SIEÂU DAÃN NHIEÄT ÑOÄ CAO HEÂ BSCCO PHA TAÏP Pb + Sb........ - 79 -
I/ Môû ñaàu :................................................................................... - 79 -
II/ phaàn thöïc nghieäm ................................................................... - 80 -
III/ Keát quaû vaø thaûo luaän ............................................................. - 80 -
IV/ Keát luaän ................................................................................ - 82 -
TAØI LIEÄU THAM KHAÛO ............................................................... - 83 -




Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 -3-

BAØI MÔÛ ÑAÀU


I/ MUÏC ÑÍCH ,YEÂU CAÀU VAØ YÙ NGHÓA CUÛA THÖÏC HAØNH VAÄT
LYÙ.

Vaät lyù laø moät moân khoa hoïc thöïc nghieäm. Haàu heát caùc ñònh luaät
Vaät lyù ñöôïc thieát laäp baèng con ñöôøng thöïc nghieäm. Maët khaùc, nhöõng
ñònh luaät ñöôïc xaây döïng töø lyù thuyeát thuaàn tuùy chæ coù yù nghóa khi ñaõ
ñöôïc thöïc nghieäm kieåm nghieäm. Vì vaäy thöïc nghieäm Vaät lyù coù moät yù
nghóa raát quan troïng . Muïc ñích cuûa thí nghieäm Vaät lyù laø treân cô sôû caùc
thí nghieäm , ta ñoïc giaù trò caùc ñaïi löôïng , so saùnh vôùi lyù thuyeát ñeå kieåm
nghieäm caùc ñònh luaät hoaëc tìm ra caùc qui luaät môùi. Thöïc taäp Vaät lyù ñaïi
cöông laø böôùc ñaàu taäp döôït, chuaån bò kyõ naêng caàn thieát ñeå coù theå tieáp
tuïc nghieân cöùu khoa hoïc noùi chung vaø Vaät lyù noùi rieâng.
Giaùo trình naøy nhaèm muïc ñích :
-Khaûo saùt moät soá hieän töôïng vaø kieåm nghieäm moät soá ñònh luaät ñaõ
hoïc trong chöông trình Vaät lyù ñaïi cöông.
-Laøm quen vaø söû duïng moät soá duïng cuï maùy moùc thoâng thöôøng
töông ñoái ñôn giaûn, song coù vai troø quan troïng vaø laø cô sôû ñeå sau naøy
tieáp xuùc vôùi caùc maùy moùc , duïng cuï phöùc taïp hôn trong nghieân cöùu khoa
hoïc.
Bieát phöông phaùp nghieân cöùu vaø laøm coâng taùc thöïc nghieäm ( trình
baøy keát quaû nghieân cöùu , xöû lyù soá lieäu , phaân tích keát quaû thöïc nghieäm
v.v …) .
Reøn luyeän taùc phong vaø nhöõng ñöùc tính caàn thieát cuûa ngöôøi laøm
coâng taùc thöïc nghieäm khoa hoïc : nghieâm tuùc , thaän troïng , tæ mæ , kieân trì
, khaùch quan vaø trung thöïc.


II/ LYÙ THUYEÁT VEÀ SAI SOÁ.


Moãi ñaïi löôïng Vaät lyù ñeàu coù moät soá caùc ñôn vò ño. Pheùp ño caùc ñaïi
löôïng goàm hai loaïi : tröïc tieáp vaø giaùn tieáp . Ñaïi löôïng ño tröïc tieáp laø ta
coù theå ño ñaïc , ñoïc tröïc tieáp qua duïng cuï, maùy moùc ño ( nhö chieàu daøi ,
thôøi gian nhieät ñoä v.v … ) . Caùc ñaïi löôïng ño giaùn tieáp ñöôïc tính thoâng
qua caùc ñaïi löôïng ño tröïc tieáp ( ví duï : vaän toác ñöôïc xaùc ñònh baèng tæ soá
quaõng ñöôøng vaø thôøi gian ño ñöôïc ). Khi ño caùc ñaïi löôïng Vaät lyù phaûi

Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 -4-

thoâng qua maùy moùc, duïng cuï vaø con ngöôøi , neân keát quaû ño ñöôïc coù ñoä
chính xaùc phuï thuoäc vaøo phöông tieän vaø con ngöôøi thöïc nghieäm. Noùi
khaùc laø keát quaû ño ñöôïc coù moät ñoä leäch naøo ñoù so vôùi giaù trò thöïc cuûa noù
goïi laø sai soá. Sai soá goàm hai loaïi sai soá ngaãu nhieân vaø sai soá heä thoáng.
Sai soá heä thoáng laø sai soá cuûa caùc keát quaû ño dieãn bieán theo moät chieàu
höôùng xaùc ñònh ( ví duï : duøng quaû caân coù sai soá 1 gam ñeå caân moät vaät
naøo ñoù thì keát quaû bao giôø cuõng sai leäch ( lôùn hôn hoaëc nhoû hôn) 1
gam). Sai soá ngaãu nhieân laø sai soá xaûy ra theo chieàu höôùng khoâng xaùc
ñònh ñöôïc (ví duï : nhieät ñoä phoøng coù theå thaêng giaùng moät caùch hoaøn
toaøn ngaãu nhieân trong quaù trình thí nghieäm, toác ñoä gioù , ñoä aåm khoâng
khí , aùp suaát khí quyeån v.v … ).


1/ Sai soá heä thoáng.

Khi thí nghieäm phaûi loaïi tröø sai soá naøy ñeán möùc toái thieåu, vì noù coù
theå laøm sai leäch haún caùc keát quaû ño. Muoán vaäy caàn phaûi bieát loaïi sai soá
heä thoáng vaø caùch loaïi tröø chuùng . Thoâng thöôøng coù moät soá loaïi sai soá
chuû yeáu sau :
* Do doä chính xaùc cuûa duïng cuï ño :
Loaïi sai soá naøy ta khoâng bieát ñöôïc chính xaùc giaù trò ño ñöôïc lôùn
hôn hay nhoû hôn giaù trò thöïc ( ví duï : duøng thöôùc keïp coù du xích 1/20
mm - coù nghóa sai soá heä thoáng cöïc ñaïi laø 1/20 mm). Loaïi sai soá naøy
khoâng theå loaïi tröø ñöôïc vì noù phuï thuoäc giôùi haïn ño ( ñoä chính xaùc) cuûa
maùy ño.
* Do sai soá ban ñaàu cuûa duïng cuï ño :
Loaïi sai soá naøy laøm cho keát quaû ño hoaëc lôùn hôn hoaëc nhoû hôn giaù
trò thöïc ( ví duï : khi chöa ño, kim ñoàng hoà voân keá ñaõ chæ 0,5V . Nhö vaäy
khi ñoïc , keát quaû ño ñöôïc ñeàu lôùn hôn giaù trò leõ ra ño ñöôïc laø 0,5V ).
Loaïi sai soá naøy coù theå loaïi tröø ñöôïc baèng caùch hieäu chænh ( coäng hoaëc
tröø ñoä leäch ban ñaàu trong keát quaû ño ñöôïc).
* Do tính chaát ñoái töôïng ño :
Ví duï : khi xaùc ñònh khoái löôïng rieâng cuûa moät chaát ( ρ = m/ v) treân
cô sôû caân vaø ño theå tích vaät . Neáu trong vaät coù choã baát ñoàng nhaát (
khuyeát taät, hoác roãng … chaúng haïn ) thì theå tích ño ñöôïc seõ lôùn hôn theå
tích thöïc cuûa vaät. Nhö vaäy khoái löôïng rieâng caàn xaùc ñònh seõ nhoû hôn
khoái löôïng rieâng thöïc cuûa vaät. Loaïi sai soá naøy khoâng bieát ñöôïc roõ baûn
chaát vaø ñoä lôùn cuûa noù. Tuy nhieân coù theå loaïi tröø ñöôïc baèng caùch thay


Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 -5-

ñoåi caùc ñaïi löôïng ño vaø caùc ñieàu kieän ño ( ví duï : coù theå ño treân nhieàu
vaät khaùc nhau cuøng laøm baèng moät chaát ñeå xaùc ñònh khoái löôïng rieâng).


2/ Sai soá ngaãu nhieân.


Loaïi sai soá naøy tuaân theo qui luaät thoáng keâ ñoái vôùi caùc hieän töôïng
töï nhieân. Theo lyù thuyeát xaùc suaát thì caùc keát quaû ño seõ thaêng giaùng
xung quanh giaù trò thöïc, vaø caøng gaàn giaù trò thöïc xaùc suaát caøng cao. Sai
soá naøy coù theå giaûm thieåu ñöôïc baèng caùch ño ñaïi löôïng nhieàu laàn trong
nhöõng ñieàu kieän khaùc nhau, sau ñoù laáy trung bình caùc keát quaû ño.


3/ Sai soá tuyeät ñoái vaø sai soá töông ñoái.


Sai soá tuyeät ñoái vaø sai soá töông ñoái cuøng quyeát ñònh ñoä chính xaùc
cuûa pheùp ño . Kí hieäu sai soá tuyeät ñoái laø ∆x, sai soá ngaãu nhieân laø ∆xn,
sai soá heä thoáng laø ∆xk thì :

∆x = ∆xn + ∆xk

Ñeå thaáy roõ ñoä chính xaùc cuûa pheùp ño, ngöôøi ta ñònh nghóa sai soá
töông ñoái ∂x:

∂x = (∆x/ x ≈ ∆x / a = a ( ñôn vò) ± ∂a (% ) ) . 100%

x laø giaù trò thöïc cuûa ñaïi löôïng ño . x laø giaù trò trung bình cuûa ñaïi löôïng
ño.


4/ Caùc ñònh lyù veà sai soá :


Lyù thuyeát veà sai soá ñaõ chöùng minh hai ñònh lyù cô baûn sau :
Ñònh lyù 1:
Sai soá tuyeät ñoái cuûa moät toång hay hieäu baèng toàng caùc sai soá tuyeät
ñoái cuûa caùc thöøa soá .
Neáu : x = a ± b
Trong ñoù : a = a ± ∆a , b = b ± ∆b
Thì : ∆x = ∆a + ∆b


Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 -6-

Ñònh lyù 2 :
Sai soá töông ñoái cuûa moät tích hay moät thöông baèng toång caùc sai soá
töông ñoái cuûa töøng thöøa soá .
Neáu : x = a.b hoaëc x = a/b

Trong ñoù : a = a ± ∆a , b = b ± ∆b


Thì : ∂x = ∆x = ∆a + ∆b = ∂a + ∂b
x a b
Heä quaû :

Neáu x = an thì : ∂x =n∂a.
Chuù yù :
1/Khi aùp duïng caùc ñònh lyù treân thì a vaø b phaûi laø hai ñaïi löôïng ñoäc
laäp , neáu a vaø b khoâng ñoäc laäp thì phaûi bieán ñoåi cho chuùng thaønh ñoäc
laäp roài môùi ñöôïc aùp duïng hai ñònh lyù .
2/ Trong tröôøng hôïp chung ta coù theå aùp duïng caùch tính sau :
Neáu y = f(x1 , x2 , … , xn)
Thì :

2
n ⎛ ∂f ⎞
∆y = ∑ ⎜ ∆x j ⎟
j = 1 ⎜ ∂x j




Trong nhieàu tröôøng hôïp , khi khoâng caàn ñoä chính xac cao , ngöôøi
ta laáy giôùi haïn treân (cöïc ñaïi ) cuûa sai soá ñeå tính toùan theo coâng thöùc ñôn
giaûn hôn :

∂f
(∆y )max =
n
∑ ∆x j
j =1 ∂x j

5/ Qui taéc laøm troøn vaø vieát keát quaû .
* Laøm troøn sai soá :
Do keát quaû ño ñöôïc vaø do ñoù bieåu thöùc tính sai soá chæ laø gaàn ñuùng
khi soá laàn ño bò haïn cheá . Vì vaäy khi thöïc nghieäm khoâng caàn ñoä chính
xaùc cao thì soá laàn ño ñaïi khoâng lôùn (≈ ≥ 5 laàn) vaø trong sai soá chæ giöõ laïi
moät chöõ soá khaùc khoâng (ví duï : 2, 300 ,0.07 , 0.9) . Tuy nhieân khi tính
toaùn thì coù theå ñöôïc sai soá goàm nhieàu chöõ soá . Do vaäy phaûi laøm troøn sai

Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 -7-

soá . Ñeå giaù trò cuûa pheùp ño vaãn naèm trong khoûang tin caäy thì sai soá phaûi
laøm troøn theo chieàu taêng (ví duï 1,693 → 2 ; 0,82 → 0,9 ) .
Moät soá tröôøng hôïp neáu laøm troøn theo qui taéc treân , sai soá seõ taêng
quùa nhieàu (ví duï : 0,12 → 0,2 ) . Nhö vaäy sai soá do laøm troøn quaù lôùn thì
coù theå giöõ nguyeân hai chöõ soá .
* Laøm troøn vaø vieát keát quaû :
Keát quaû ñöôïc laøm troøn ñeán chöõ soá coù nghóa töông öùng vôùi haøng
chöõ soá coù nghóa cuûa sai soá .
Ví duï : ∆a = 0,15m vaø a = 7,6427m thì a ñöôïc laøm troøn thaønh
7.65m . Keát quaû ñöôïc vieát döôùi daïng :

a = ( a ± ∆a ) (ñôn vò )
hay : a = a ( ñôn vò ) ± ∂a (% )

Nhö ví duï treân , ta vieát :
a = (7,65 ± 0,15)m
hay a = 7,65 m ± 2 %
Chuù yù :
* Vì sai soá ñöôïc laøm troøn ñeán moät chöõ soá coù nghóa , neân neáu
trong bieåu thöùc tính sai soá coù soá haïng nhoû hôn 1/10 soá haïng khaùc thì coù
theå boû qua .
Ví duï : ∆a = ∆b + ∆c + ∆d
Trong ñoù : ∆a = 1,57 ; ∆c = 4,32 ; ∆d = 0,123
Ta thaáy : ∆d/∆c < 1/10 → khi tính bieåu thöùc treân ta coù theå boû qua
∆d .
* Sai soá tuyeät ñoái cuûa moät ñaïi löôïng laø ñoä leäch cöïc ñaïi cuûa giaù trò
ño ñöôïc so vôùi giaù trò trung bình :
n aj
a= ∑ vaø a = a − a i max
j =1 n

vôùi : n laø soá laàn ño .
aj laø giaù trò ñaïi löôïng a trong laàn ño thöù j


6/ Ñoà thò


Ñoà thò bieåu dieãn moái töông quan giöõa hai ñaïi löôïng : töø ñoù coù theå
bieát ñöôïc qui luaät moái quan heä phuï thuoäc vaø cuõng töø ñoù coù theå ngoïai


Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 -8-

suy ñöôïc moät giaù trò naøo ñoù khoâng thu ñöôïc tröïc tieáp baèng thöïc nghieäm
.
Thoâng thöôøng duøng truïc hoaønh bieåu dieãn ñaïi löôïng bieán ñoåi ñoäc
laäp , truïc tung bieåu dieãn ñaïi löôïng phuï thuoäc .
Choïn tæ leä xích sao cho ñoà thò chieám toaøn boä khoå giaáy (giaáy keû oâ
vuoâng , keû ly hay logarit) .
Bieåu dieãn caû giaù trò ño laãn giaù trò sai soá treân ñoà thò . Nhö vaäy öùng
vôùi moãi ñieåm cuûa ñoà thò Vaät lyù thöïc nghieäm seõ laø moät oâ chöõ nhaät . Ví duï
bieåu haøm y = f(x) thì öùng vôùi moãi giaù trò xi = xi ± ∆x ta thu ñöôïc moät giaù
trò töông öùng yi = y i ± ∆y vaø caùc caïnh cuûa oâ chöõ nhaät laø 2∆xi vaø 2∆yi
chính laø oâ sai soá .
Ñoà thò phaûi ñi qua taát caû caùc oâ sai soá (coù theå khoâng ñi qua taâm cuûa
oâ ) sao cho caùc oâ phaân boá töông ñoái ñoàng ñeàu veà hai phía ñoà thò . Neáu
coù oâ naøo naèm ngoøai thì phaûi coi raèng laàn ño ñoù laø sai do laàm loãi phaûi
loïai boû hoaëc kieåm tra laïi keát quaû pheùp ño ñoù .
Ñoà thò phaûn aùnh moät quaù trình bieán ñoåi vaät lyù thöôøng laø lieân tuïc
neân phaûi laø ñöôøng cong phaúng . Nhöõng bieán ñoåi ñoät ngoät raát hieám khi
xaûy ra . Do vaäy khi gaëp tröôøng hôïp soá lieäu ño thaêng giaùng thaát thöôøng
khoâng theo qui luaät nhaát ñònh phaûi thaän troïng kieåm tra laïi toaøn boä caùc
thao taùc thí nghieäm .

y5


2∆ y4
y4


y3

y2 2∆ x4

y1

i x
x1 x2 x3 x4 x5
H.1 Ñoà thò thöïc nghieäm y = f(x) .



Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 -9-

III/ TRÌNH TÖÏ LAØM MOÄT BAØI THÍ NGHIEÄM.


a/ Chuaån bò :
Phaûi ñoïc kyõ baøi thí nghieäm ôû nhaø tröôùc khi laøm thí nghieäm. Naém
vöõng noäi dung , muïc ñích vaø yeâu caàu cuûa baøi thí nghieäm . Phaûi coù vôû
chuaån bò ghi caùc böôùc caàn thí nghieâïm, coù keû saün baûng bieåu ñeå ñieàn soá
lieäu.
b/ Thí nghieäm :
Tröôùc khi thí nghieäm phaûi tìm hieåu duïng cuï thí nghieäm kyõ caøng,
hieåu ñöôïc tính naêng, taùc duïng , caùch söû duïng caùc duïng cuï, maùy moùc môùi
ñöôïc tieán haønh caùc thao taùc thí nghieäm. Neáu coù choã naøo chöa roõ khoâng
töï tìm hieåu ñöôïc phaûi hoûi giaùo vieân höôùng daãn, khoâng ñöôïc töï yù thao
taùc seõ daãn ñeán chaùy , hoûng duïng cuï.
Phaûi coù traùch nhieäm baûo quaûn duïng cuï. Phaûi xeáp ñaët duïng cuï, baøn
gheá goïn gaøn tröôùc khi rôøi phoøng thí nghieäm. Thöïc hieän thoùi quen “vaøo
sao ra vaäy ”. Khoâng ñi laïi tuøy tieän trong phoøng thí nghieäm, khoâng noùi
to, phaûi nghieâm tuùc thöïc hieän noäi quy phoøng thí nghieäm. Kieân trì thí
nghieäm khoâng ñöôïc laøm böøa , laøm aåu .
c/ Baùo caùo thí nghieäm :
Sinh vieân phaûi noäp baùo caùo cuûa baøi thí nghieäm tröôùc môùi ñöôïc laøm
baøi thí nghieäm tieáp theo. Phaûi tham gia ñaày ñuû caùc baùo caùo thí nghieäm
môùi ñöôïc xeùt döï thi hoïc phaàn . Hoïc sinh naøo laøm toát taát caû caùc baøi thí
nghieäm coù theå ñöôïc xeùt mieãn thi hoïc phaàn vaø ñöôïc cho ñieåm khaù gioûi
tuøy theo möùc ñoä.
Noäi dung cuûa baøi BAÙO CAÙO THÍ NGHIEÄM theo trình töï sau :
+Teân baøi thí nghieäm.
+Teân ngöôøi laøm thí nghieäm.
+Toùm taét lyù thuyeát ( ngaén goïn ñuû yù cô baûn).
+ Keát quaû thí nghieäm ( neâu keát quaû töøng böôùc thí nghieäm,
caùc soá lieäu ño vaø tính toaùn ñeàu ghi thaønh baûng vaø coù ñôn vò roõ raøng ;
caùc tính toaùn sai soá cuûa caùc ñaïi löôïng giaùn tieáp caàn trình baøy caùch tính
moät caùch toùm taét. Laøm troøn sai soá vaø vieát keát quaû cuoái cuøng ).
+Ñaùnh giaù vaø bieän luaän ( toång quan veà quaù trình thöïc
nghieäm, ñoä tinh caäy caùc soá lieäu thöïc nghieäm, nhöõng vöùng maéc vaø
ñeà xuaát v.v …).




Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 10 -

BAØI 1. THÖÔÙC KEÏP – PANME



Ñeå ño caùc vaät vôùi ñoä chính xaùc töø 1/10 ñeán 1/100 mm, ngöôøi ta
duøng thöôùc keïp hoaëc panme, ñoù laø caùc duïng cuï raát thoâng duïng trong kyõ
thuaät .


I/ NGUYEÂN TAÉC


1/ Thöôùc keïp
* Caáu taïo :
Goàm hai ngaøm A, B ( H.1) . Ngaøm A gaén lieàn vôùi thöôùc L1 ( thöôùc
thöôøng) chia vaïch tôùi mm, coù ñaùnh soá theo cm. Ngaøm B gaén vôùi thöôùc
ñoäng L2 coù theå dòch chuyeån theo L1 vaø tieáp xuùc vôùi ngaøm A. Treân L1
phía sau coù moät raõnh tröôït. Thanh tröôït naèm treân raõnh gaén vôùi L2 ñeå
ñònh vò cho L1 vaø L2 luoân luoân song song vôùi nhau.
OÁc C ñeå coá ñònh ngaøm B. moät soá thöôùc keïp coù theâm baûn tröôït Q,
oác khoùa D vaø oác vi caáp E ñeå di chuyeån nhoû ngaøm B.




* Thöôùc ñoäng :
Treân thöôùc thöôøng L1 ta laáy a (mm) chia laøm b khoûang ñeàu nhau ,
moãi khoaûng daøi a/b (mm) (thöôøng laø giaù trò 0.5 ;1 ; hoaëc 2 mm) . Treân
thöôùc ñoäng L2 laáy moät ñoaïn daøi (a - 1) mm chia thaønh b khoaûng . Moãi
khoaûng daøi (a - b)/b mm . Nhö vaäy moãi khoaûng treân thöôùc ñoäng so vôùi
moät khoaûng treân thöôùc thöôøng ngaén hôn moät ñoaïn laø :



Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 11 -

a a −1 1
∂ = − = (mm )
b b b
Ñaïi löôïng ∂ ñaëc tröng cho thöôùc ñoäng cuûa thöôùc keïp goïi laø ñoä
chính xaùc cuûa thöôùc keïp , noù laø ñoä daøi ngaén nhaát maø thöôùc keïp coù theå
ño ñöôïc .
Ví duï :
Thöôùc keïp 1/50 mm ñöôïc laøm nhö sau : Laáy a = 50 mm treân thöôùc
thöôøng L1 chia thaønh b = 50 khoaûng . Treân thöôùc ñoäng L2 laáy (a – 1 ) =
50 – 1 = 49 mm chia thaønh b = 50 khoaûng . Nhö vaäy moãi khoaûng treân
thöôùc ñoäng ngaén hôn treân thöôùc thöôøng laø : 1/b = 1/50 mm .
Töông töï nhö vaäy ñoái vôùi caùc thöôùc keïp 1/10 ,1/20 vaø 1/100 mm .
* Caùch ño vaø ñoïc keát quaû .
Muoán ño vaät . nôùi loûng oác C vaø D ñeå L2 coù theå dòch chuyeån treân L1
. Ñöa vaät caàn ño vaøo giöõa hai ngaøm A,B . Khi hai ngaøm tieáp xuùc vaät ,
duøng oác D khoùa laïi vaø oác E ñeå dòch chuyeån nhoû cho hai ngaøm vöøa tieáp
xuùc vaät ño (chæ vaën vöøa ñuû oác E , neáu khoâng seõ laøm hoûng vaät hoaëc oác vi
caáp ) . Khoùa chaët oác D vaø ñoïc keát quaû treân thöôùc. Muoán laáy vaät ra haõy
laøm theo trình töï ngöôïc laïi .
Khi hai ngaøm A vaø B khít nhau thì vaïch soá 0 treân L1 truøng vôùi vaïch
soá 0 treân L2 . Khi keïp vaät thì L2 dòch chuyeån so vôùi L1 moät khoaûng ñuùng
baèng kích thöôùc vaät ño .
Chieàu daøi l bao goàm phaàn nguyeân (mm) ñöôïc ñoïc treân L1, phaàn leû
ñöôïc ñoïc treân L2. Giaû söû vaät thöù n treân L2 truøng vôùi vaïch baát kyø cuûa L1.
Vì ta bieát moãi khoaûng chia treân L2 nhoû hôn moät löôïng ∂ so vôùi khoaûng
chia treân thöôùc L1. Thaønh thöû n khoaûng chia treân L2 seõ ngaén hôn n
khoaûng chia treân L1 moät ñoaïn n∂ ñuùng baèng phaàn leû cuûa chieàu daøi l caàn
ño.
Thöôøng thì treân thöôùc ñoäng L2 khoâng ñaùnh soá thöù töï n cuûa caùc vaïch
chia maø ghi tích n∂ . Do ñoù coù theå ñoïc ngay phaàn leû nhoû hôn mm cuûa
vaät caàn ño.
Toùm laïi caùch ñoïc keát quaû laø :
+Phaàn nguyeân ñoïc treân L1 (laáy vaïch gaàn nhaát veà phía traùi soá 0 cuûa
L2).
+Phaàn leû (thaäp phaân) ñoïc treân L2 (vaïch truøng vôùi vaïch baát kyø treân
L1).




Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 12 -

2/ Panme :
Panme laø duïng cuï ño kích thöôùc caùc vaät vôùi ñoä chính xaùc cao (töø
1/100 ñeán 1/500 mm).
* Caáu taïo :
Vi keá coù haøm U coá ñònh, thanh A vaø truïc B gaén chaët vôùi haøm U.
Trong loøng truïc G laø vít vi caáp B . Troáng C vaø oác E ñoàng truïc vôùi G.
Khi quay C hoaëc E , toaøn boä heä thoáng troáng C vaø vít vi caáp B seõ tònh
tieán doïc theo truïc D. OÁc H duøng ñeå khoùa chaët thanh B khi ñoïc giaù trò ño
treân thöôùc . Treân truïc G coù thöôùc thöôøng L1 doïc theo truïc G chia tôùi mm
(hoaëc ½ mm) ñöôïc ñaùnh soá töøng 5 hoaëc 10 mm moät. Meùp cuûa troáng C
coù thöôùc voøng L2.
Giôùi haïn kích thöôùc vaät coù theå ño ñöôïc ghi treân haøm U hoaëc truïc G
(ví duï : 0 – 25 mm ; 25 – 50 mm) (H.2).




H.2 Panme

* Thöôùc voøng :
Quay troáng C moät voøng quanh truïc G, vít vi caáp B tònh tieán theâm
moät ñoaïn h (mm) doïc theo truïc G, h goïi laø böôùc cuûa vít vi caáp . Thöôùc
voøng L2 treân meùp cuûa troáng C ñöôïc chia thaønh q khoaûng . Vaäy khi quay
troáng C moät khoaûng , vít vi caáp tònh tieán ñöôïc moät ñoaïn d :
h
d = (mm)
q
d ñaëc tröng cho panme goïi laø ñoä chính xaùc cuûa panme. Noù thöôøng ñöôïc
ghi treân haøm U hoaëc truïc G.


Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 13 -

* Caùch ño vaø ñoïc keát quaû :
Khi ño , môû oác H, xoay troáng C ngöôïc chieàu kim ñoàng hoà ñeå môû
roäng khoaûng troáng A – B . Ñöa vaät caàn ño vaøo giöõa A – B, quay troáng
C theo chieàu kim ñoàng hoà, khi tôùi ñoä chaët nhaát ñònh (haøm A vaø B ñaõ saùt
khít vaät), oác E seõ tröôït treân loø xo löïc haõm raêng tröôït vaø B seõ khoâng dòch
chuyeån nöõa (khi ñoù nghe coù tieáng tröôït bi haõm “taïch, taïch”). Khoùa oác H
vaø ñoïc keát quaû treân thöôùc.
Phaàn nguyeân mm (hoaëc nöûa mm) ñoïc treân L1 , vaïch beân traùi gaàn
meùp troáng nhaát (vaïch treân hoaëc döôùi ñöôøng keû doïc).
Phaàn thaäp phaân ñoïc treân L2 (vaïch truøng vôùi ñöôøng keû doïc cuûa L1).
* Chuù yù : Ñoái vôùi thöôùc coù oác vi caáp h = 0.5 mm ta phaûi ñoïc phaàn
nguyeân tôùi nöûa mm, treân L1seõ coù hai ñöôøng vaïch , coù moät haøng öùng vôùi
soá nguyeân mm, moät haøng öùng vôùi soá nguyeân nöûa mm.


II/ THÖÏC HAØNH :

* Hieäu chænh soá 0 :
Ñoái vôùi thöôùc keïp khi hai ngaøm A , B khít nhau coù theå soá 0 cuûa hai
thöôùc khoâng truøng nhau. Neáu soá 0 cuûa L2 ôû beân phaûi soá 0 cuûa L1 thì keát
quaû ñoïc ñöôïc baèng kích thöôùc vaät ño coäng vôùi khoaûng caùch ban ñaàu
giöõa chuùng. Nhö vaäy kích thöôùc thöc cuûa vaät baèng keát quaû ñoïc ñöôïc tröø
ñi khoaûng caùch ban ñaàu goïi laø soá hieäu chænh. Tröôøng hôïp ngöôïc laïi ta
phaûi coäng theâm.
Ñoái vôùi panme khi hai thanh A , B tieáp xuùc nhau coù theå hai soá 0
cuûa hai thöôùc cuõng khoâng truøng nhau. Neáu soá 0 cuûa L2 vöôït quaù soá 0
cuûa L1 theo chieàu kim ñoàng hoà m vaïch thì kích thöôùc vaät baèng keát quaû
ñoïc ñöôïc coäng theâm m∂ . Tröôøng hôïp ngöôïc laïi ta phaûi tröø ñi.
* Duøng thöôùc keïp xaùc ñònh theå tích caùc vaät :
-Khoái hoäp chöõ nhaät .
-Hình truï troøn .
-Hình truï roãng .
Caùc keát quaû ño ñöôïc laäp thaønh baûng maãu sau :

Khoái hoäp chöõ nhaät Hình truï troøn Hình truï roãng
a(mm) b(mm) c(mm) d(mm) h(mm) D(mm) d(mm) h(mm)
1
2

Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 14 -

.
.
.
T.Bình
Sai soá

* Duøng panme ño ñöôøng kính caùc vieân bi roài xaùc ñònh theå tích .
Laäp baûng töông töï nhö treân roài tính toaùn.
* Caùc bieåu thöùc xaùc ñònh theå tích.
-Khoái hoäp : V = a.b.c
vôùi : a, b, c laø chieàu daøi caùc caïnh.
1
-Khoái truï : V = .d 2 .h
4
vôùi : d laø ñöôøng kính vieân bi.
h laø chieàu cao
1
(
-Khoái truï roãng : V = . D 2 − d 2 .h
4
)
vôùi :D laø ñöôøng kính ngoaøi.
d laø ñöôøng kính trong.
1
Vieân bi : V = π .d 3
6
vôùi d laø ñöôøng kính.
Chuù yù :
Xem laïi baøi môû ñaàu ñeå tính sai soá theå tích caùc vaät. Chuù yù veà vieäc
tính sai soá cuûa caùc bieán phuï thuoäc trong theå tich khoái truï roãng.

Caâu hoûi chuaån bò

1. Moãi khoaûng treân thöôùc ñoäng cuûa thöôùc keïp 2/100mmcoù ñoä daøi
bao nhieâu ?
2. Taïi sao hai phía cuûa ngaøm A vaø Bcoù hình daïng khaùc nhau?( taùc
duïng cuûa chuùng )
3. Neâu taùc duïng cuûa caùc oác C vaøD (neáu coù)treân thöôùc keïp)
4. Ñoái vôùi panmer 1/100mm,khi troáng C quay moät voøng thì vít vi
caápB tònh tieán ñöôïc moät khoaûng bao nhieâu?
5. YÙ nghóa cuûa caùc soá ghi(0 – 25mm)hay (25 –50mm)treân
panmer?


Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 15 -

6. Taïi sao phaûi hieäu chænh soá 0 cuûa thöôùc keïp vaø panmer?




Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 16 -

BAØI 2. CAÂN CHÍNH XAÙC




I/ LYÙ THUYEÁT:


Ñeå xaùc ñònh khoái löôïng cuûa caùc vaät vôùi ñoä chính xaùc < 10-2gam
ngöôøi ta duøng caân chính xaùc (hoaëc caân phaân tích ),song ñoái vôùi nhöõng
loaïi caân naøy thöôøng taûi troïng khoâng vöôït quaù 200g.
a.Caáu taïo:




H.3


Caân ñöôïc ñaët trong hoäp kính ñeå traùnh buïi vaø gioù(H.3). Boä phaän
cô baûn laø ñoøn caân A coù dao hình laêng kính B. Hai quang treo ñóa C töïa
treân ñoøn caân A qua hai dao hình laêng kính D .Kim E gaén chính giöõa ñoøn
caân vaø coù theå dao ñoâng treân baûng G. Nhôø caùc dao maø caân raát linh ñoäng .
Coù maõ H laø quaû caân nhoû ñaët treân moùc I phía treân ñoøn caân .Nhôø nuùm K
vaø caàn N ta coù theå dòch chuyeåncon maõ treân ñoøn caân A ñeå thay ñoåi taûi
troïng moãi beân ñóa caân. OÁc Pñeå moå cöûa kính khi cho vaät vaøo ñóa caân. OÁc
Q ñeå ñieàu chænh caân thaêng baèng. Vò trí thaêng baèng cuûa caân xaùc ñònh
baèng boït nöôùc .
Coù hai phöông phaùp caân chính laø caân ñôn vaø caân laëp


Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 17 -

b.Pheùp caân ñôn
1. Xaùc ñònh soá 0 cuûa caân:
Khi cho caân laøm vieäc (nôùi haï oác 0 ngöôïc chieàu kim ñoàng hoà )ôû cheá
ñoä khoâng taûi,döôùi taùc duïng cuûa momen troïng löïc cuûa caùc tay ñoøn caân
,sau moât soá dao ñoäng caân seû thaêng baèng vaø kim E seõ döøng ôû vò trí ao naøo
ñoù treân baûng chia vaïch G.Vò trí ao coù ñöôïc goïi laø vò trí soá 0 thöïc cuûa
caân. Boû qua caùc sai soá döôi möùc ñoä chímh xaùc cuûa caân ta coù theå coi vò
trí ao öùng vôùi söï baèng nhau cuûa caùc momen troïng löïc caïc caùnh tay ñoøn
cuûa caân.
Song vì caân dao ñoäng khaù laâu neân ñeå xaùc ñònh ao moät caùch nhanh
choùng coù theå coi gaàn ñuùng :
a1 − a 2
a0 =
2
Trong ñoù a1 vaø a2 laø ñoä leäch lieân tieáp veà beân phaûi vaø beân traùi cuûa
caân.
Ñeå xaùc ñònh ao chính xaùc hôn ta ñoïc ñoä leäch lieân tieáp cuûa caân veà
hai phía nhieàu laàn roài laáy giaù trò :
⎡ N a (beân phaûi)
∑ i
N
∑ a i (beân traùi)

1 ⎢ i =1 i =1 ⎥
a0 = ⎢ − ⎥
2⎢ N N ⎥

⎣ ⎥

(1)
2.Xaùc ñònh ñoä nhaïy cuûa caân
Khi caân vaät ta phaûi thay ñoåi caùc quaû caân ñeå caân caân baèng ôû vò trí
ao. Song thöïc teá ñieàu naøy khoù thöïc hieànma caân coù theå leäch ñi moät vaøi
vaïch. Khi ñoù ta caàn bieát khoái löôïng beân naùylôn hay nho ûhôn beân kia
bao nhieâu . Ñeå kim leäch khoûi vò trí caân baèng moät ñoä chia ta caàn bieát
phaûi ñaët vaøo moät beân ñóa caân khoái löôïng bao nhieâu . Giaù trò ñoù goïi laø ñoä
nhaïy(ñoä chính xaùc thöïc teá )cuûa caân.
Goïi m laø khoái löôïng ñaët leân moät ñóa caân ,an laø vò trí caân baèng cuûa
caân khi ñoù,thì ñoä nhaïy y cuûa caân laø :
m
y= ( gam/ñoä chia)
an − a0
(2)




Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 18 -

3.Pheùp caân ñôn
Ñaët vaät caàn caân leân ñóa traùi,caùc quaû caân khoái löôïng m1 leân ñóa
phaûi.Neáu caân caân baèng ôû ao thì m1 laø khoái löôïng caàn xaùc ñònh. Neáu vò trí
caân baèng ôû am thì khoái löông vaät seõ laø:
m = m 1 ± y (a m − a 0 )
(3)

(daáu coäng öùng vôùi kim leäch veà beân phaûi ao ,daáu tröø öùng vôùi kim
leäch veà beân traùi ao).
Pheùp caân trong moâi tröôøng khoâng khí neân coù aûnh höôûng cuûa löïc
ñaåy Archimeøde. Trong bieåu thöùc (3) khoâng keå ñeá löïc ñaåy naøyneân môùi
chæ laø khoái löôïng bieåu kieán. Ñeå coù khoái löôïng thöïc cuûa vaät ta phaûi hieäu
chænh.
Goïi :mo laø khoái löôïng thöïc cuûa vaät.
V laø theå tích cuûa vaät.
D laø khoái löôïng rieâng cuûa vaät.
V, ρ laø theå tích vaø khoái löôïng rieâng cuûa caùc quaû caân.
e laø khoái löôïng rieâng cuûa khoâng khí nôi laøm thí nghieäm .
g laø gia toác troïng tröôøng.
F1, F2 laø löïc taùc duïng leân ñóa caân beân traùi vaø beân phaûi.
Ta coù:
m ⎛ e⎞
F1 = m 0 g − Veg = m 0 g − 0 eg = m 0 g ⎜1 − ⎟
D ⎝ D⎠
m ⎛ e⎞
F2 = m 1g − Veg = m 1g − 1 eg = m 1g ⎜1 − ⎟
⎝ ⎠
Taïi vò trí caân baèng ao (coi nhö hai caùnh tay ñoøn daøi baèng nhau ), ta
coù F1 = F2, töùc laø :
⎛ e⎞ ⎛ e ⎞
m 0 g = ⎜ 1 − ⎟ = m 1g ⎜ 1 − ⎟
⎝ D⎠ ⎝ ⎠
Töø ñoù :

m0 =
(1 − e ) m
( 1 − e D) 1

Thöôøng thì e/D P2r2 baùnh xe seõ baét ñaàu
quay theo taùc duïng cuûa p2 ( giaû ñònh ma saùt baèng 0 ).
Vì vaäy moät caùch toång quaùt goïi r laø khoaûng caùch giöûa ñieåm taùc
duïng cuûa löïc f (vuoâng goc1 vôùi r vaø song song vôùi maët phaúng baùnh xe )
ñeán truïc quay thì m = f.r ñöôïc goïi laø momen quay hay momen xoaén .
Neáu ta coù moät boä goàm n roøng roïc , troïng löôïng F cuûa taûi troïng
giaén vaøo ñöôïc phaân boá giöõa n phaàn daây . Do ñoù daây bò baét buoäc vôùi söùc
caêng ñoàng ñeàu treân toaøn boä ñoä daøi cuûa noù . Ñieàu naøy coù nghóa löïc caêng
fs ôû ñaàu cuoái cuûa daây ñöôïc cho bôûi :
F
fs = h
n

III/ DUÏNG CUÏ

- 1 baûng töø
- 2 löïc keá : Moät löïc keá 5N , moät löïc keá 100N .
- 1 boä chaân giaù ñôõ.
- 3 löïc keá ñóa quay .
- 12 gia troïng , moãi gia troïng 50g .
- 3 ñeá töø tính .
- 1 ñoøn baãy caân baèng .
- 2 thanh giaén baùnh xe .
- 2 baùnh xe lôùn .
- 2 baùnh xe nhoû.
- 2 thanh moùc gia troïng kim loaïi .
- 1 choát moùc daây nhöïa.
- 1 cuoän daây noái.


IV/ THÖÏC HAØNH :

1/ ñaët hai löïc keá leân baûng töø vaø boá trí nhö (H.3) .




Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 24 -




H.3

Moùc hai daây cuûa löïc keá vôùi nhau vaø moùc vôùi moät gia troïng . Ñieàu
chænh cho hai löïc keá chæ soá khoâng . Theâm caùc gia troïng roài ghi caùc chæ
soá P (Troïng löôïng treo theâm ) , F1,F2 (ñoïc treân löïc keá töông öùng ) ; tính
ra löïc F . Laäp baûng keát quaû ño :

P(N) α1(o) F1(N) α2(o) F2(N) F(N)


*Chuù yù : Ñeå deå tính toaùn neân choïn α1 vaø α2 caùc giaù trò ñeå tính (30o ,45o ,
60o )
Töø baûn ño ruùt ra keát luaän ?

2/Boá trí thí nghieäm nhö (H.4)




H.4


Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 25 -

Thay ñoåi caùc gia troïng P2 , khoaûng caùch r2 ,r1 keát quaû ghi thaønh
baûng

P2(N) R2(cm) R1(cm) P1r1(N.cm) P2r2(N.cm)


Töø baûng keát quaû ruùt ra keát luaän ?

3/Gaén baùnh xe lôùn leân baûng töø , gaén löïc keá vaøo giaù ñôõ vaø boá trí
nhö (H.5)




H.5

Thay ñoåi P2 baèng caùc gia troïng . Thay ñoåi r1 ,r2 ñoïc P1 treân löïc keá
. Keát quaû ghi thaønh baûng .

P2(N) R2(cm) P1(N) R1(cm) P1r1(N.cm) P2r2(N.cm)


Töø baûng keát quaû ruùt ra keát luaän ?

4/ Boá trí thí nghieäm laàn löôït nhö sau (H.6 a,b,c) :




Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 26 -




H.6a




H.6b


Thay ñoåi caùc gia troïng . Ghi caùc giaù trò thaønh baûng .

Fh(N) Fs(N) (n = 2) Fs(N) (n = 3) Fs(N) (n = 4)




Töø baûng keát quaû ruùt ra keát luaän ?
Nhaän xeùt vaø ñaùnh giaù




Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 27 -




H.6c


Caâu hoûi chuaån bò :

1/ Ñònh luaät veà toång hôïp vaø phaân tích löïc .
2/ Moâmen löïc ?
FH
3/ Giaûi thích bieåu thöùc (5) f s = baèng dònh luaät baûo toaøn Naêng
n
löôïng .
4/ Haõy neâu moät soá öùng duïng cuûa caùc ñònh luaät caân baèng löïc maø
anh (chò) ruùt ra töø baøi thí nghieäm naøy.




BAØI 4. CAÙC ÑÒNH LUAÄT CHAÁT KHÍ



I.MUÏC ÑÍCH:
Muïc ñích cuûa baøi thí nghieäm naøy giuùp cho sinh vieân nghieäm laïi
caùc ñònh luaät thöïc nghieäm cuûa khí lyù töôûng.

II. LYÙ THUYEÁT:
1/ Caùc ñònh luaät thöïc nghieäm cuûa khí lyù töôûng:

a) Ñònh luaät Boyle - Mariotte:

Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 28 -

Moät khí lyù töôûng coù khoái löôïng nhaát ñònh trong quaù trình ñaúng
nhieät T = const thì aùp suaát p tyû leä nghòch vôùi theå tích V:
p.V = const (1)
b) Ñònh luaät Charles:
Moät khoái khí coù khoái löôïng nhaát ñònh trong quaù trình ñaúng tích V
= const thì aùp suaá p tyû leä thuaän vôùi nhieät ñoä T:
p
= const (2)
T
c) Ñònh luaät Gay - Lussac:
Moät khoái khí lyù töôûng coù khoái löôïng nhaát ñònh trong quaù trình
ñaúng aùp p = const thì theå tích V tyû leä thuaän vôùi nhieät ñoä.
V
= const (3)
T
2/ Phöông trình traïng thaùi khí lyù töôûng:

Caùc ñònh luaät thöïc nghieäm coù theå bieåu dieãn qua 1 phöông trình
chung goïi laø phöông trình traïng thaùi khí lyù töôûng :
m
pV = RT (4)
µ

Vôùi:
* m: Khoái löôïng khí.
* µ: Khoái löôïng moät Kmol khí.
* R: Haèng soá khí lyù töôûng.
Bieåu thöùc (4) ñöôïc goïi laø phöông trình traïng thaùi khí lyù töôûng hay
phöông trình Clapeyron - Mendeleev.
Phöông trình (4) cho 1 Kmol khí :
pV
= const (5)
T

III. DUÏNG CUÏ:
1/ Moät coác ñöïng nöôùc.
2/ Moät ñaàu ñieän trôû ñun nöôùc.
3/ Moät nhieät keá.


Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 29 -

4/ Moät giaù thöïc nghieäm.
5/ Moät maùy bôm tay ñeå bôm khí taïo aùp suaát thaáp treân maùy
coù ñoàng hoà hieån thò giaù trò aùp suaát vôùi ñôn vò mbar. Khi bôm ta
caàm maùy bôm nhö hình veõ boùp maïnh caàn "a" vaø thaû nhanh ñeå ñaåy
khí trong baàu maùy bôm ra ngoaøi. Muoán ñöa khí vaøo baàu ta boùp caàn
"b".
6/ OÁng chöùa nöôùc taïo moâi tröôøng nhieät.
7/ OÁng thí nghieäm.
Treân oáng coù khaéc thuôùc ño vaïch nhoû nhaát 1mm. Trong oáng coù
moät gioït thuûy ngaân ñeå taïo theå tích cuûa oáng, döôùi gioït thuûy ngaân laø moät
bình kín chöùa khoâng khí. ÔÛ ñaàu oáng coù moät baàu chöùa chaát huùt aåm. Ñaàu
oáng ñöôïc noái vôùi maùy bôm.
Neáu kim maùy bôm chæ soá 0 thì khoâng khí chöùa trong oáng thí
nghieäm treân gioït thuûy ngaân taïo neân moät aùp suaát baèng aùp suaát cuûa khí
quyeån p0.
Khi ñoù aùp suaát p cuûa khoâng khí trong bình döôùi gioït thuûy ngaân laø:
p = p0 + pH (6)
Vôùi:
* pH laø aùp suaát do gioït thuûy ngaân taùc duïng leân khoâng khí döôùi gioït
thuûy ngaân


P
pH =
S
* P laø troïng löôïng cuûa gioït thuûy ngaân vaø S tieát dieän cuûa oáng thí
nghieäm.
mg V S.l
pH = = ρH . . g = ρH .g
S S S



Vaäy pH = ρ H . g. l (7)
Vôùi: * ρ H = 13595 Kg/m3 laø khoái löôïng rieâng cuûa thuûy ngaân.
* g = 9,8 m/s2 laø gia toác troïng tröôøng.
* l = 0,0125 m laø chieàu cao cuûa gioït thuûy ngaân.


Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 30 -

Ta coù aùp suaát do gioït thuûy ngaân taïo ra:
pH = ρ H . g. l = 13595 x 9,8 x 0,0125 = 1665 N/m2
pH = 0,01665 bar = 16,65 mbar.
ôû Ñaø Laït aùp suaát khí quyeån khoaûng:
p0 = 913,25 mbar.
Neáu duøng maùy bôm huùt bôùt ñi moät löôïng khí ôû trong oáng thí
nghieäm treân gioït thuûy ngaân. Khi gioït thuûy ngaân ôû traïng thaùi caân baèng,
aùp suaát cuûa khoâng khí ôû döôùi gioït thuûy ngaân giaûm ñi moät löôïng ∆p.
p = p0 + pH - ∆p
Hay p = 930 - ∆p (mbar) (8)
Giaù trò cuûa ∆p ñoïc treân ñoàng hoà cuûa maùy bôm.
Vaäy trong thí nghieäm aùp suaát cuûa khoâng khí chöùa trong oáng thí
nghieäm döôùi gioït thuûy ngaân ñöôïc tính theo bieåu thöùc (9).
Ta coù theå tích cuûa khoâng khí döôùi gioït thuûy ngaân:
d2
V = S. h = π. .h
4
Vôùi: * d = 0,27 cm laø ñöôøng kính trong cuûa oáng thí nghieäm.
* h laø chieàu cao cuûa phaàn oáng thí nghieäm döôùi gioït thuûy
ngaân.
Vaây:
π .( 0,27) . h
2

V= = 0,0573 .h (cm3).
4
V = 0,0573. h (cm3 ) (9)
Vaäy theå tích cuûa khoái khoâng khí thí nghieäm ñöôïc xaùc ñònh theo
bieåu thöùc (10)

IV. THÖÏC HAØNH:
Khi söû duïng maùy bôm ta boùp caàn "a" vaø thaû nhanh keâu leân tieáng
xì laø ñöôïc. Muoán taêng aùp suaát thaáp ta bôm tieáp töông töï. Muoán giaûm aùp
suaát thaáp töùc ñöa löôïng khí vaøo maùy bôm ta keùo nheï caàn "b".
Nghieäm laïi ñònh luaät Boyle - Mariotte:



Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 31 -

Ñoïc nhieät ñoä cuûa khoái khoâng khí treân nhieät keá t = .....0C.
Duøng maùy bôm thay ñoåi ∆p vaø ñoïc chieàu cao h cuûa khoái khoâng
khí döôùi gioït thuûy ngaân. Duøng coâng thöùc (8) vaø (9) ñeå tính:
Duøng ñònh luaät Boyle - Mariotte ñeå giaûi thích baûng treân vaø nhaän
xeùt:
Nghieäm laïi phöông trình traïng thaùi khí lyù töôûng.
Laáy khoaûng 2/3 coác nöôùc . Duøng ñieän trôû ñun nöôùc. Sao cho
nhieät ñoä ñun nöôùc khoaûng 700C. Laáy oáng ñöïng nöôùc taïo moâi tröôøng
nhieät ra khoûi giaù thí nghieäm, Ñoå nöôùc ñaõ ñun noùng vaøo oáng roài gaén laïi
treân giaù thí nghieäm nhö cuõ.
Chuù yù: caån thaän nöôùc noùng.
Ñoïc nhieät ñoä baèng nhieät keá.
Duøng maùy bôm ñeå ño aùp suaát p vaø theå tích V cuûa khoái khoâng khí
ôû döôùi gioït thuûy ngaân töông öùng vôùi caùc nhieät ñoä sau: 650C , 600C ,550C
, 500C, 450C, Duøng coâng thöùc sau ñeå ñoåi ra nhieät ñoä tuyeät ñoái:
T = t0C + 273.
Trình baøy thí nghieäm theo baûng sau:


∆p h t P V T p.V/T
(mbar) (cm) (0 C) (mbar) (cm3 ) K (mbar.cm3.K-1 )


Duøng phöông trình traïng thaùi khí lyù töôûng:
pV
= const
T
Ñeå giaûi thích baûng treân vaø nhaän xeùt.



Caâu hoûi chuaån bò:
1/ Trình baøy ñònh luaät Boyle - Mariotte.
2/ Trình baøy ñònh luaät Charles.
3/ Trình baøy ñònh luaät Gay - Lussac.


Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 32 -

4/ Trình baøy phöông trình traïng thaùi khí lyù töôûng.
5/ Giaù trò aùp suaát ∆p ñoïc treân maùy bôm coù phaûi laø aùp suaát
cuûa khoâng khí trong maùy bôm khoâng ?




Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 33 -

BAØI 5. ÑO NHIEÄT HOÙA HÔI CUÛA NÖÔÙC




I. LYÙ THUYEÁT:


Giaû söû ta coù moät khoái nöôùc m2 ôû nhieät ñoä t2 ñöôïc ñem troän vaøo
moät khoái nöôùc m1 ôû nhieät ñoä t1 vôùi t1 < t2 . Keát quaû caû hai khoái nöôùc m1
vaø m2 caân baèng ôû nhieät ñoä tM . vôùi t1 < tM < t2
Nhö vaäy khoái löôïng nöôùc m2 ñaõ toûa ra moät nhieät löôïng.
∆ Q2 = C m2 (t2 - tM )
Vôùi C laø nhieät dung rieâng cuûa nöôùc.
Ngöôïc laïi khoái löôïng nöôùc m1 ñaõ haáp thu moät nhieät löôïng.
∆ Q2 = C m1 (tM - t1 )
Neáu heä hoaøn toaøn caùch nhieät thì theo ñònh luaät baûo toaøn naêng
löôïng ta coù:
∆ Q2 = ∆ Q1
Goïi QD laø nhieät löôïng caàn cung caáp cho moät khoái löôïng m2 nöôùc
hoùa thaønh hôi ôû nhieät ñoä soâi tS thì nhieät löôïng cung caáp cho 1Kg nöôùc
hoùa thaønh hôi ôû nhieät ñoä soâi tS seõ laø:
QD
qD =
m2

Theo ñònh luaät baûo toaøn naêng löôïng moät khoái löôïng m2 hôi nöôùc
ngöng tuï laïi noù cuõng toûa ra moät nhieät löôïng baèng QD.
Trong thí nghieäm naøy chuùng ta cho m2 khoái löôïng hôi nöôùc ôû
nhieät ñoä soâi tS vaøo moät khoái löôïng m1 nöôùc chöùa trong moät bình nhieät
löôïng keá ôû nhieät ñoä t1 . Nhieät ñoä caân baèng ôû heä laø tM .
Vaäy nhieät löôïng maø khoái löôïng nöôùc m1 nhaän ñöôïc laø:
∆ Q1 = C m1 (tM - t1 )
Nhieät löôïng maø khoái löôïng hôi nöôùc m2 ôû nhieät ñoä soâi tS toûa ra:


Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 34 -

∆ Q2 = C m2 (tS - tM) + m2 q D
Theo ñònh luaät baûo toaøn naêng löôïng ta phaûi coù ∆Q1 = ∆Q2 , töùc laø
:
C m1 (tM - t1 ) = C m2 (tS - tM) + m2 q D
Suy ra nhieät hoùa hôi rieâng q D cuûa nuôùc ôû nhieät ñoä soâi tS :
Cm1 ( t M − t1 )
qD = - C (tS - tM ) (1)
m2

Do nhieät löôïng cuûa m2 khoái löôïng hôi nöôùc toûa ra coøn cung caáp
moät phaàn cho bình nhieät löôïng keá. Cho bieát ñöông löôïng baèng nöôùc cuûa
nhieät löôïng keá m0 = 0,023 Kg.
Vaäy coâng thöùc (1) ñöôïc vieát laïi:
m1 + m0
qD = . C (tM - t1 ) - C (tS - tM ) (2)
m2

II. DUÏNG CUÏ:
1/ Moät coác ñöïng nöôùc.
2/ Moät xy ranh.
3/ Moät nhieät keá.
4/ Moät giaù thí nghieäm.
5/ Moät bình ñun.
6/ Moät gheá nhoû coù theå thay ñoåi ñoä cao baèng caùch vaën oác V.
7/ Moät beáp ñieän hieäu theá 220 V.
8/ Moät oáng taùch nöôùc.
9/ Moät caân coù ñoä chính xaùc 0,1 g.
10/ Moät bình nhieät löôïng keá.
Naép bình nhieät löôïng keá gaén chaët vôùi voû bình baèng 2 loø xo.

III. THÖÏC HAØNH:
Muïc ñích cuûa baøi thí nghieäm naøy laø ño nhieät hoùa hôi cuûa nöôùc ôû
nhieät ñoä soâi.
1/ Cho moät löôïng nöôùc vaøo coác ñun cao khoaûng töø 3 cm.


Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 35 -

Neáu trong oáng taùch nöôùc coù nöôùc phaûi ñoå heát nöôùc ra ngoaøi.
Chuù yù: Phaûi tuyeät ñoái caån thaän vì duïng cuï thuûy tinh deã vôõ.
2/ Caân bình nhieät löôïng keá vaø naép khoâng coù chöùa nöôùc beân trong. Khoái
löôïng cuûa bình nhieät löôïng keá M = 330 g. Sinh vieân kieåm tra laïi.
3/ Cho vaøo nhieät löôïng keá moät löôïng nöôùc sao cho cao khoaûng 5 cm.
Roài ñaäy naép laïi cho leân caân. Duøng xy ranh ñeå ñieàu chænh löôïng nöôùc
trong bình nhieät löôïng keá sao cho khoái löôïng nöôùc trong bình m1 = 200
g = 0,2 Kg.
Giöõ nguyeân vò trí caùc quaû caân treân caùnh tay ñoøn.
4/ Duøng nhieät keá ño nhieät ñoä t1 cuûa nöôùc trong nhieät löôïng keá. Ño nhieät
ñoä xong phaûi boû nhieät keá vaøo bao nhieät keá, caån thaän ñaët vaøo nôi traùnh
va chaïm.
5/ Caém phích ñieän cuûa beáp vaøo hieäu theá 220 V.
6/ Ñôïi nöôùc trong coác ñun soâi khoaûng 2 ñeán 3 phuùt. Sao cho voøi beân
döôùi cuûa oáng taùch nöôùc phun ra nhöõng doøng hôi noùng.
7/ Duøng hai loø xo cuûa naép nhieät löôïng keá moùc vaøo voû nhieät löôïng keá ñeå
giöõ chaët naép.
8/ Ñaët caân leân gheá nhoû.
9/ Duøng tay caàm nhieät löôïng keá, ñöa voøi döôùi cuûa oáng taùch nöôùc vaøo loã
troøn treân naép. Sao cho ñaàu voøi xuoáng saâu döôùi maët nöôùc trong bình
nhieät löôïng keá töø 1 cm ñeán 1,5 cm. Khi ñoù hôi nöôùc noùng seõ phun vaøo
bình nghe tieáng buïp buïp.
10/ Ñöa gheá nhoû coù caân laïi döôùi bình nhieät löôïng keá. Vaën oác V cuûa gheá
nhoû ñieàu chænh sao cho bình nhieät löôïng keá ñaët treân ñóa caân maø ñaàu
döôùi cuûa voøi oáng taùch nöôùc vaãn ôû döôùi maët nöôùc trong nhieät löôïng keá
khoaûng 1 ñeán 1,5 cm.
Ñieàu chænh sao cho voøi khoâng chaïm vaøo naép cuûa nhieät löôïng keá.
11/ Ñöa quaû naëng cuûa caân taêng theâm 5 g.
12/ Quan saùt khi caân caân baèng. Duøng moät tay giöõ bình nhieät löôïng keá.
Tay coøn laïi vaën oác V cuûa gheá nhoû haï xuoáng. Ñaåy caân vaø gheá nhoû ra.
13/ Laáy bình nhieät löôïng keá ra khoûi voøi cuûa oáng taùch nöôùc.
14/ Ruùt phích caém ñieän cuûa beáp ra khoûi hieäu theá 220 V.


Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 36 -

15/ Ñaäy loã troøn treân naép bình nhieät löôïng keá laïi baèng nuùt baàn. Duøng ñuõa
khuaáy khuaáy nöôùc trong bình nhieät löôïng keá khoaûng 15 giaây.
16/ Duøng nhieät keá ño nhieät ñoä tM trong bình. Caát nhieät keá.
17/ Caân laïi caû bình nhieät löôïng keá vaø nöôùc suy ra khoái löôïng m2 cuûa hôi
nöôùc ngöng tuï.
18/ Thay nhieät keá vaøo vò trí oáng daãn hôi nöôùc trong bình ñun vaø ñoïc
nhieät ñoä soâi ts . Sai soá cuûa nhieät ñoä laáy laø sai soá ñoïc .
19/ Duøng coâng thöùc (2) sau ñeå tính nhieät hoùa hôi rieâng cuûa nöôùc ôû nhieät
ñoä soâi:

Caâu hoûi chuaån bò

1/ Nhieät dung rieâng laø gì ?
2/ Nhieät hoùa hôi rieâng laø gì ?
3/ Coâng thöùc tính nhieät hoùa hôi rieâng vaø nhieät dung rieâng ?.
4/ Haõy giaûi thích vai troø cuûa oáng taùch nöôùc trong baøi thí nghieäm naøy.




Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 37 -




BAØI 6. XAÙC ÑÒNH ÑIEÄN TRÔÛ BAÈNG CAÀU UYSTON




I/ LYÙ THUYEÁT

Ñeå xaùc ñònh ñieän trôû moät caùch töông ñoái chính xaùc , thoâng thöôøng
ngöôøi ta duøng Ohm keá . Tuy nhieân trong tröôøng hôïp ñoøi hoûi caáp ñoä
chính xaùc cao khoâng theå duøng Ohm keá . Khi ñoù ngöôøi ta coù theå duøng
phöông phaùp caàu Uyston laø moät trong nhöõng phöông phaùp cho pheùp xaùc
ñònh ñieän trôû töông ñoái chín h xaùc vöøa ñôn vaø nhanh choùng .
Nguyeân taéc caàu Uyston goàm caùc ñieän trôû R1 , R2 , R3 , R4 taïo
thaønh boán caïnh cuûa töù giaùc ABCD ñöôøng cheùo AC ñöôïc kheùp kín baèng
nguoàn theá ñieän ñoäng ε , ñieän trôû r . Ñöôøng cheùo BD ñöôïc kheùp kín baèng
ñieän keá G ñieän trôû trong Rg (h.1).




H.1

Chieàu döông qui öôùc cho ñoaïn maïch ñuôïc chæ ra treân hình veõ .
chieàu ñi quanh caùc voøng maïch qui öôùc laø chieàu thuaän chieàu quay kim
ñoàng hoà .
Maïng ñieän goàm boán nuùt ñieän A , B , C , D . Aùp duïng qui taéc Kiechop 2
cho caùc voøng maïng ñoäc laäp , ta ñöôïc ba phöông trình ñoäc laäp ñoái vôùi
caùc nuùt ,maïng . Chaúng haïn vôùi caùc nuùt A , B , C :


Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 38 -


Ie – I1 – I3 = 0
I1 – I2 – IG = 0 (1)
I2 + I4 – Ie = 0
Maïng ñieän chöùa saùu ñoaïn maïch , goàm ba voøng maïng ñoäc laäp ,
chaúng haïn : ABCA , ABDA , BCDB . aùp duïng qui taéc Kiechop 2 cho
caùc voøng maïng ñoâc laäp ta ñöôïc :
Ier + I1R1 + I2R2 = 0
I1R1 + IGRG - I3R3 = 0 (2)
I2R2 – I4R4 - IGRG = 0
Heä saùu phöông trình ñoâc laäp (1) vaø (2) cho pheùp xaùc ñònh saùu
nghieäm I1 . Neáu bieát tröôùc giaù trò taát caû caùc ñieän trôû vaø ñieän ñoäng ε thì
giaûi heä phöông trình noùi treân , deå daøng xaùc ñònh ñöôïc 6 aån laø cöôøng ñoä
doøng dieän I1 , I2 , I3 , I4 , Ie vaø ñieän trôû R1 .Ñoù chính laø nguyeân taèc cuûa
caàu Uyston khoâng caân baèng .
Thay ñoåi caùc giaù trò ñieän trôû R2 , R3 , R4 coù theå ñaït ñöôïc ñieàu kieän
doøng IG = 0 Töø (1) deã daøng tìm ñöôïc :
I1 = I2
I3 = I4 (3)

Töø (2) tìm ñöôïc ;
I1R1 = I3R3
I2R2 = I4R4 (4)
Töø (3) vaø (4) tìm ñöôïc :
R1 R 3 R3
= hay R1 = R2 (5)
R2 R4 R4
Phöông trình (5) chöùng toû trong tröôøng hôïp IG = 0 (caàu caân baèng) ,
giaù trò caàn tìm R1 ñöôïc xaùc ñònh theo R2 vaø tæ soá R3/R4 . Ngöôïc laïi neáu
tìm ñöôïc caùc giaù trò R2 , R3, R4 sao cho R1/R2 = R3/R4 thì IG = 0 khoâng
phuï thuoäc vaøo ε , r vaø RG . Ñoù laø nguyeân taéc caàu Uyston caân baèng.


II/ THÖÏC HAØNH :

Thay R3 vaø R4 baèng moät daây ñieän trôû ñoàng nhaát tieát dieän ñeàu . R2
laø hoäp ñieän trôû maãu, R1 laø ñieän trôû caàn xaùc ñònh. Maéc maïch theo sô ñoà
(H.2)


Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 39 -

Ñieåm D tieáp xuùc vôùi daây ñieän trôû coù theå di ñoäng ñöôïc. Baèng caùch
dòch chuyeån ñieåm D treân daây ta coù theå tìm ñöôïc vò trí ñieåm D ñeå caân
baèng. Khi ñoù R1 xaùc ñònh deã daøng theo vò trí ñieåm D (AD = x ; l = AB)
:

R3 x
R1 = R2 = R2 (6)
R4 1− x



* 1. Ñieän trôû R1 caàn xaùc ñònh goàm coù hai ñieän trôû nuùt giöõa laø ñaàu
chung . Haõy duøng caàu xaùc ñònh caùc Rl1 sau ñoù nghieäm laïi tröôøng hôïp
maéc noái tieáp vaø song song hai ñieän trôû.




H.2

* 2. R2 laø hoäp ñieän trôû maãu choát caém , khi ruùt choát naøo thì giaù trò
ñieän trôû baèng soá ghi töông öùng treân choát . Ví duï ruùt choát coù ghi 20 thì
giaù trò R2 laø 20 Ω ; ruùt choát coù ghi 30 vaø 20 thì giaù trò R2 laø 20 + 30 = 50
Ω , v.v …
Trong baøi chæ duøng caùc choát giaù trò haøng chuïc Ω (10 , 20 , v.v …)
* 3. R laø moät ñieän trôû con chaïy ñeå baûo veä ñieän keá G . Khi baét ñaàu
ño phaûi ñeå R ôû vò trí max vì khi ñoù caàu chöa caân baèng , doøng qua ñieän
keá G coù theå raát lôùn laøm chaùy ñieän keá G . Khi ñaõ tìm ñöôïc vò trí caân baèng



Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 40 -

D môùi dòch chuyeån con chaïy cuûa R veà vò trí R = 0 ñeå taêng ñoä nhaïy ñieän
keá G ; ñoùng ñieàu chænh laïi ñieåm caân baèng D vaø ghi giaù trò x .
* 4. Laäp baûng caùc giaù trò ño, moãi laàn ño thay ñoåi R2 (xem baûng
maãu baøi 1) . Tính Rl1vaø ∆Rl1.
Chuù yù :
Khi ño bieán trôû R ñeå baûo veä ñieän keá phaûi ñaët giaù trò cöïc ñaïi . Sau
khi ñaõ tìm ñöôïc khoaûng chöøng vò trí ñieåm D ñeå caàu caân baèng môùi giaûm
bieán trôû R veà 0 ñeå taêng ñoä nhaïy ñieän keá . Khi ñoù khoâng ñöôïc dòch
chuyeån D nhieàu treân Ac , neáu khoâng ñieän keá seõ bò chaùy hoûng.
Moãi laàn thay ñoåi R2 ñeàu ñöa bieán trôû R veà cöïc ñaïi roài sau ñoù môùi
laïi tieáp tuïc caùc böôùc nhö ñaõ laøm.
Caâu hoûi chuaån bò :

1/ Khi caàu caân baèng ñieän theá taïi ñieåm B vaø D coù baèng nhau khoâng
? Haõy giaûi thích vì sao ? .
2/ Giaûi thích vì sao trong baøi thí nghieäm khoâng caàn phaân bieät cöïc
aâm hay cöïc döông cuûa nguoàn ñieän ε .
3/ Vì sao khi tieán haønh thí nghieäm khoâng neân ñoùng khoùa K quaù laâu
?
4/ Taùc duïng cuûa ñieän trôû R noái tieáp vôùi ñieän keá G ?.
5/ Vò trí caân baèng cuûa caàu vaø do ñoù giaù trò R1 caàn xaùc ñònh coù phuï
thuoäc S.ñ.ñ cuûa nguoàn ñieän ε hay khoâng ? Haõy giaûi thích vì sao ?




Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 41 -




BAØI 7. ÑÒNH LUAÄT OHM CHO MAÏCH XOAY CHIEÀU




I/ LYÙ THUYEÁT

1.Maïch ñieän xoay chieàu laø maïch ñieän coù hieäu ñieän theá ôû hai ñaàu
bieán ñoåi theo qui luaät hình Sin .
U = U0 Sinωt
Vôùi -U0 laø bieân ñoä.
-ω laø taàn soá goùc : ω = 2πf ; f laø taàn soá (Hz).
Neáu maéc vaøo maïch xoay chieàu moät ñieän trôû R thì doøng ñieän chaïy
qua ñieän trôû cuõng bieán thieân theo qui luaät Sin :

U0
I = I 0 sinω t = sinω t (1)
R

Nhö vaäy hieäu ñieän theá giöõa hai ñaàu ñieän trôû vaø doøng ñieän qua noù
cuøng pha (H.1a) .
Neáu maéc vaøo maïch cuoän daây coù heä soá töï caûm L thì doøng ñieän qua
cuoän daây chaäm pha hôn hieäu ñieän theá giöõa hai ñaàu cuoän daây moät goùc
π/2 :
I = I0 Sin(ωt - π/2) (2)
Bieân ñoä doøng ñieän :
I0 = U0 /Lω (3)

Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 42 -

Ñaïi löôïng XL = ωL goïi laø caûm khaùng cuûa maïch coù cuoän daây . (3) laø
ñònh luaät Ohm cho maïch xoay chieàu coù chöùa caûm khaùng (H.1b).
Neáu maéc vaøo maïch moät tuï ñieän coù ñieän dung C thì doøng qua maïch
nhanh pha hôn hieäu ñieän theá treân maïch moät goùc π/2 :
I = I0 Sin(ωt + π/2) (4)

Bieân ñoä doøng ñieän :
U0
I0 = = U0C (5)
1C
Ñaïi löôïng X0 = 1/ωC goïi laø dung khaùng cuûa maïch coù tuï ñieän . (5)
laø ñònh luaät Ohm cho maïch xoay chieàu coù chöùa dung khaùng (H.1c) .
Neáu maéc vaøo maïch cuoän daây coù heä soá tuï caûm L noái tieáp moät ñieän
trôû R thì doøng ñieän trong maïch chaäm pha hôn hieäu ñieän theá ôû hai ñaàu
maïch moät goùc ϕ < π/2
I = I0 Sin(ωt - ϕ ) (6)
Bieân ñoä doøng ñieän :
U0
I0 = (7)
R 2 +ω 2 L2


Ñaïi löôïng Z = R 2 + ω 2 L2 goïi laø toång trôû cuûa maïch . (7) laø ñònh
luaät Ohm cho maïch xoay chieàu coù chöùa R noái tieáp L . Leäch pha giöõa
theá vaø doøng ñöôïc xaùc ñònh bôûi (H.1c) :
tgϕ = Lω/R (8)
Chuù yù raèng cuoän daây thöïc teá bao giôø cuõng coù moät ñieän trôû thuaàn R
naøo ñoù . Vì vaäy cuoän daây xem nhö töông ñöông moät töï caûm L noái tieáp
moät ñieän trôû R .
Neáu maïch coù caû R , L , C noái tieáp thì doøng ñieän trong maïch coù
daïng :

I = I0 sin(ωt - ϕ )




Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 43 -




Vôùi bieân ñoä :
U0
I0 = (9)
R2 + L( −1 C )2




Ñaïi löôïng (
R2 + L − 1 C )
2
goïi laø toång trôû cuûa maïch coù R , L
,C noái tieáp . Leåch pha ϕ giöõa theá vaø doøng xaùc ñònh bôûi :
L −1 C
tgϕ =
R
(10)
(9) laø ñònh luaät Ohm cho maïch xoay chieàu coù R , L , C noái tieáp
(H.1e).
Khi ño baèng duïng cuï ño ñieän , ta chæ ño ñöôïc giaù trò hieäu duïng Uhd
vaø Ihd . chuùng lieân heä vôùi bieân ñoä bôûi :
I hd = I o / 2 ; U hd = U o / 2
Nhö theá ñònh luaän Ohm cho maïch xoay chieàu bieåu thò moái lieân heä
giöõa giaù trò hieäu duïng cuûa cöôøng ñoä doøng ñieän vaø hieäu ñieän theá giöõa hai
ñaàu ñoïan maïch coù daïng :
Ihd = Uhd /Z
Toång quaùt cho maïch coù R , L , C, maéc noái tieáp :
U hd
I hd =
R 2 + (L − 1/Cω ) 2




Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 44 -

Neáu maïch khoâng coù L hay C thì bieåu thöùc treân töông öùng ta cho
L = 0 vaø C = ∝ .
2. Töø ñònh Ohm cho maïch xoay chieàu ta coù theå xaùc ñònh ñöôïc heä
soá töï caûm L cuûa cuoän daây vaø ñieän dung C cuûa tuï ñieän :
Z2 − R 2
L= Z = Uhd / Ihd C = 1/Xcω (11)
ω
Ñieän trôû R xaùc ñònh töû ñònh luaän Ohm cho doøng moät chieàu : R =
U/I. Xaùc ñònh R , Z , Xc , bieát ω ta tính ñöôïc L vaø C .


II/ THÖÏC HAØNH :


A/ Duïng cuï :

Baøi thí nghieäm goàm coù : 2 cuoän daây , 2 tuï ñieän , 2 voân keá vaø 2
Ampe keá ( 1 chieàu vaø xoay chieàu ); 1 bieán trôû , nguoàn ñieän xoay chieàu
vaø 1 chieàu.
B/ Thí nghieäm :

1. Xaùc ñònh heä soá töï caûm L cuûa cuoän daây maéc maïch nhö sô ñoà
(H.2).
K coù theå noái vôùi nguoàn xoay chieàu hoaëc 1 chieàu . Tröôùc tieân noái K vôùi
nguoàn 1 chieàu . Ñieàu chænh R ñeå coù giaù trò vöøa phaûi cuûa A vaø V . Laäp
baûng giaù trò cuûa I ,V roài töø ñoù tính R .
Chuyeån K sang maïch xoay chieàu , tieán haønh töông töï nhö treân ñeå
xaùc ñònh Z. Tính L theo (11) tính ϕ theo (8).
Chuù yù : Chæ ñoùng maïch trong thôøi gian 2 -> 3 giaây caàn thieát ñuû thôøi gian
cho pheùp ño .Khoâng ñöôïc ñoùng maïch laâu , neáu khoâng cuoän daây seõ bò
noùng , ñieän trôû seõ thay ñoåi vaø keùt quûa ño seõ bò troâi .
2. Xaùc ñònh ñieän dung C cuûa tuï ñieän :
Thay cuoän daây L baèng tuï C . Laäp baûng giaù trò cuûa I vaø V . Töø ñoù tính
ñöôïc Xc vaø xaùc ñònh ñieän dung C.
3. Xaùc ñònh heä soá töï caûm L1 , L2 cuûa hai cuoän daây rieâng reõ . Maéc
hai cuoän daây noái tieáp , song song roài xaùc ñònh L töông cuûa chuùng .
Xaùc ñònh ñieän dung cuûa C1 , C2 cuûa hai tuï ñieän . Maéc noái tieáp roài song
song.. Xaùc ñònh ñieän dung C töông ñöông trong hai tröôøng hôïp vaø
nghieäm laïi coâng thöùc ñaõ bieát

Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 45 -

4. Moãi laàn ño thay ñoåi giaù trò Ampe keá vaø voân keá baèng caùch thay
ñoåi con chaïy treân bieán trôû R hoaëc thay ñôûi choát caém treân nguoàn ñieän
vaøo ( 3 ; 4 ; 5 ; 6 ; 9 ; 12V).
5. Ampe keá trong baøi duøng ño cho caû doøng xoay chieàu vaø laãn
doøng 1 chieàu .Khi ño doøng moät chieàu ta baät coâng taéc sabg daáu baèng ( =)
, neáu ño doøng xoay chieàu ta baät coâng taéc sang daáu (~) . Moät ñaàu Ampe
keá coá ñònh ghi 0 ñaàu kia laø caùc choát thang ño , soá chæ treân choát töông
öùng vôùi thang ño . ví duï khi ta noái vaøo choát ghi 50 mA thì thang ño laø
50 mA , nghóa laø khi kim ñoàng hoà leân heát thang (100 vaïch) thì ta ñöôõc
gía trò doøng ñieän laø 50 mA.
Tröôùc moãi pheùp ño bao cuõng ñeå Ampe keá ôû thanh lôùn nhaát ñeå traùnh
chaùy ñoàng hoà (Ví duï : 1A hay 5A ) sau neáu thaáy kim ñoàng hoà leäch ít ta
môùi chuyeån ñoàng hoà veà thang ño nhoû hôn cho ñeán khi ñoïc ñöôïc deã
daøng .
Khi duøng Ampe keá hoaëc voân keá 1 chieàu neáu thaáy kim ñoàng hoà chaïy
ngöôïc ta ñoåi hai ñaàu daây noái vaøo hai choát cuûa chuùng.




Caâu hoûi chuaån bò

1/ Ñòng luaän Ohm cho maïch xoay chieàu cho maïch ñieän coù R, L noái tieáp
; R, C noái tieáp ; R, L, C noái tieáp .
2/ Caûm khaùng vaø dung khaùng ?
3/ leäch pha giöõa theá vaø doøng trong caùc loïai ñoïan maïch .
4/ Caùc giaù trò hieäu duïng cuûa doøng xoay chieàu .
5/ Caùc giaûn ñoà Vectô cuûa caùc loaïi ñoaïn maïch xoay chieàu.




Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 46 -




BAØI 8. XAÙC ÑÒNH HEÄ SOÁ ÑAØN HOÀI CUÛA LOØ XO




I/ LYÙ THUYEÁT


a/ Khi taùc duïng moät löïc (keùo hoaëc neùn) ñoïc theo truïc moät loø xo, loø
xo seõ bò bieán daïng (giaõn hoaëc co) moät ñoïan ∆x . Khi ñoù loø xo seõ sinh ra
moät löc choáng laïi söï bieán daïng goïi laø löïc ñaøn hoài F.
Khi ∆x nhoû , löïc ñaøn hoài tuaân theo ñònh luaät Hooke :
r
F = − k ∆x (1)
k laø heä soá tæ leä goïi laø heä soá ñaøn hoài (coøn goïi laø heä soá cöùng ) cuûa loø
xo. K phuï thuoäc baûn chaát vaät lieäu laøm loø xo, hình daïng, tieát dieän vaø kích
thöôùc ban ñaàu cuûa loø xo.
b/ Neáu treo moät vaät coù khoái löôïng m döôùi moät loø xo theo phöông
thaúng ñöùng, loø xo seõ giaõn r t ñoaïn ∆x (H.1) . Khi caân baèng ta coù :
moä
r
F + mg = 0 (2)


Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 47 -

Choïn chieàu döông cuûa x theo chieàu höôùng töø treân xuoáng döôùi. Töø
(1) ta coù :
− k.∆x + mg = 0 (2’)
mg
Töø ñoù : k= (3)
x
k xaùc ñònh theo (3) khi vaät treo caân baèng döôùi loø xo goïi laø phöông
phaùp tónh.




H.1
c/ Neáu keùo vaät ra khoûi vò trí caân baèng (H.1b) roài buoâng ra, vaät seõ
chuyeån ñoäng theo qui luaät sau :
Taùc duïng leân vaät coù:
r r r
Löïc ñaøn hoài F = − kx vaø troïng löïc p = mg
r

Toång löïc naøy gaây ra gia toác cuûa vaät vaø loø xo. Tuy nhieân caùc phaàn
töû cuûa loø xo chuyeån ñoäng vôùi gia toác khaùc nhau. Caùc phaàn töû caøng xa
vaät coù gia toác caøng nhoû. Gaàn ñuùng, ta coù theå coi 1/3 khoái löôïng cuûa loø
xo chuyeån ñoäng vôùi cuøng gia toác cuûa vaät, hay töông ñöông vôùi khoái
löôïng cuûa vaät taêng leân M/3 (M laø khoái löông loø xo). Theo ñònh luaät 2
Newton ta coù : r r r
F + P = (m + M 3) x
Hay :
− K. X + (m + M 3) g = (m + M 3) X && (4)
Maët khaùc :
X = x + ∆x
Thay (5) vaøo (4) , duøng (3) khi chuù yù ñeán khoái löôïng loø xo ta ñöôïc
:
− K. x = (m + M 3)&& x (5)
Hay :
K
x
&& + x=0 (6)
m+M3
(6) laø phöông trình chuyeån ñoäng cuûa vaät döôùi daïng vi phaân . Vaät seõ
dao ñoäng xung quanh vò trí caân baèng theo phöông trình :

Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 48 -

⎛ K ⎞
x = Acos⎜ ⎜ m+M3 t +α ⎟ ⎟ (7)
⎝ ⎠
α vaø A laø pha ban ñaàu vaø bieân ñoä dao ñoäng. Chuùng laø caùc haèng soá
tích phaân ñöôïc xaùc ñònh töø caùc ñieàu kieän ban ñaàu. Chu kyø dao ñoäng cuûa
heä :
T = 2π (m + M 3) K (8)
Ñaët S = T 2 4π 2 ; a = 1 k ; b = M (3K) ta ñöôïc :
S = am + b (9)

S


dS α


m
H.2


Ñoái vôùi moãi loø xo xaùc ñònh a, b laø caùc ñaïi löôïng khoâng ñoåi. Thay
ñoåi troïng vaät m thì chu kì dao ñoäng (8) vaø do ñoù S cuõng thay ñoåi ,Deã
thaáy töø (9) ñoà thò bieåu dieãn S theo m laø ñöôøng thaúng goùc nghieâng α
(H.2) vôùi tgα = a . Do ñoù :
dM
K = ctgα =
dS
(10)
k xaùc ñònh theo (10) khi vaät dao ñoäng goïi laø phöông phaùp ñoäng.


II/ THÖÏC HAØNH

a/ Xaùc ñònh K theo phöông phaùp tónh
Maéc moät quaû gia troïng vaøo loø xo, ño chieàu daøi x0 . Maéc theâm moät
quaû khoái löôïng m1, ñoïc ñoä daøi x töông öùng vaø :
x1 = x1 − x 0
Maéc theâm quaû gia troïng (hoaëc thay ñoåi quaû gia troïng m1) vaø laøm
töông töï ta coù :



Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 49 -

x2 = x2 − x0
Laäp baûng (xem baûng maãu baøi soá 1) caùc giaù trò caùc mi töông öùng
caùc ∆xi vaø tính Ki theo (3) . Tính K vaø ∆K töø caùc Ki .

b/ Xaùc ñònh K theo phöông phaùp ñoäng
Treo caùc quaû gia troïng thay ñoåi nhö treân nhöng cho loø xo dao ñoäng
. Duøng ñoàng hoà baám giaây ño thôøi gian 50 , 100 chu kyø roài tính ra chu kyø
dao ñoäng . Laäp baûng bieán thieân vaø veõ ñoà thò S theo M .
Töø ñoà thò tính K theo (10) .
Chuù yù :
* Laøm thöïc haønh vôùi ít nhaát 3 loø xo khaùc nhau.
* Moãi loaïi loø xo (tuøy theo tieát dieän ) treo caùc troïng vaät sao cho ñoä
bieán daïng laø nhoû . Khi keùo loø xo leäch khoûi vò trí caân baèng chæ keùo moät
ñoïan nhoû theo phöông thaúng ñöùng , khoâng ñeå loø xo dao ñoäng ngang .

Caâu hoûi chuaån bò :

1. YÙ nghóa cuûa heä soá ñaøn hoài cuûa loø xo ? Heä soá ñaøn hoài cuûa moät loø
xo xaùc ñònh coù phuï thuoäc phöông phaùp ño hay khoâng ?.
2. Ñeå xaùc ñònh heä soá ñaøn hoài cuûa loø xo theo phöông phaùp tónh coù
theå treo khoái löôïng lôùn tuøy yù vaøo loø xo khoâng ? Haõy giaûi thích
taïi sao.
3. Taïi sao khi xaùc ñònh heä soá K cuûa loø xo theo phöông phaùp ñoäng
khoâng ñöôïc ñeå loø xo dao ñoäng ngang ?
4. Taïi sao khi ño chu kyø dao ñoäng cuûa loø xo ta khoâng ño tröïc tieáp
1 chu kyø maø phaûi ño nhieàu chu kyø dao ñoäng roài môùi tìm ra 1
chu kyø dao ñoäng ?.
5. Taïi sao cho loø xo dao ñoäng ta chæ keùo cho loø xo daõn 1 ñoaïn nhoû
so vôùi chieàu daøi loø xo theo phöông thaúng ñöùng ?.




Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 50 -




BAØI 9. SOÙNG DÖØNG




I/ LYÙ THUYEÁT

Khi hai soùng phaúng cuøng bieân ñoä truyeàn ngöôïc chieàu nhau , chuùng
seõ giao thoa vôùi nhau vaø taïo thaønh soùng ñöùng , coù theå cho soùng tôùi phaûn
xaï treân moät thaønh raén , khi ñoù soùng tôùi vaø soùng phaûn xaï giao thoa vôùi
nhau taïo thaønh soùng ñöùng .
Haøm cuûa soùng tôùi vaø soùng phaûn xaï :




Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 51 -

S1= acos (ω t − Kx)
S2 = acos (ω t + Kx)
Soùng toång hôïp :
S = S1 + S2 = 2acosKx . cosωt
Thay K = 2π/λ ta coù :
⎛ 2π x ⎞
S = ⎜ 2acos
⎜ ⎟ cos t
⎟ (1)
⎝ λ ⎠
Bieåu thöùc (1) cho thaáy :
-Moïi ñieåm cuûa moäi tröôøng ñeàu dao ñoäng cuøng pha (vì pha ωt cuûa
dao ñoäng khoâng phuï thuoäc vò trí ) . Ta noùi raèng trong moâi tröôøng coù heä
soùng ñöùng hay soùng döøng .
-Bieân ñoä cöïc ñaïi cuûa soùng khoâng phuï thuoäc thôøi gian maø chæ phuï
thuoäc toïa ñoä cuûa ñieåm khaûo saùt :
2π x
A = 2acos
λ
Xeùt hai tröôøng hôïp :
λ 2λ
1/ ÔÛ caùc ñieåm thoûa maõn ñieàu kieän x = ± n = ± 2n
2 4
(n laø soá nguyeân) dao ñoäng coù bieân ñoä cöïc ñaïi laø 2a . Caùc ñieåm ñoù
goïi laø ñieåm buïng cuûa soùng vaø maët soùng taïi caùc ñieåm buïng goïi laø maët
buïng .
2/ ÔÛ caùc ñieåm thoûa maõn ñieàu kieän x = ± (2n + 1) λ 4 dao ñoäng coù
bieân ñoä trieät tieâu . Caùc ñieåm ñoù goïi laø ñieåm nuùt vaø maët soùng taïi ñoù goïi
laø maët nuùt . Nhö vaäy caùc ñieåm nuùt vaø ñieåm buïng caùch nhau λ/4 .
Xeùt soùng ñöùng taïo ra khi soùng tôùi phaûn xaï taïi maët caûn P phaúng
(H.3) . Giao ñieåm N cuûa ox vôùi P laø moät ñieåm coá ñònh neân phaûi laø moät
ñieåm nuùt vaø P laø moät maët nuùt . Caùc maët nuùt khaùc song song vôùi P vaø
caùch P nhöõng khoaûng λ/2 , λ , 3λ/2 … Caùc maët buïng cuõng song song
vôùi P vaø caùch P nhöõng khoaûng λ/4 , 3λ/4 , 5λ/4 v.v…
(H.1) cuõng bieåu dieãn ñoä dòch chuyeån S theo hoaønh ñoä x ôû caùc thôøi
ñieåm khaùc nhau : t = 0 , t = T/12 vaø t = T/2 . Ñoù laø caùc ñöôøng hình sin
coù chu kyø khoâng gian laø λ . Taïi moãi thôøi ñieåm t , cöïc ñaïi cuûa ñöôøng
cong (caùc ñieåm buïng B) coù trò soá xaùc ñònh 2acosωt . Daïng cuûa ñöôøng
sin bieán thieân lieân tuïc theo thôøi gian nhöng vò trí cuûa ñöøng cong khoâng
thay ñoåi . Vaäy moïi ñieåm cuûa moäi tröôøng dao ñoäng taïi choã vôùi bieân ñoä
khaùc nhau , töïa hoà nhö soùng khoâng lan truyeàn . Do ñoù coù teân goïi laø soùng
ñöùng hay soùng döøng .

Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 52 -

Ñoái vôùi moät sôïi daây ñaøn hoài coù hai ñaàu coá ñònh , hoaëc moät ñaàu daây
coá ñònh coøn moät ñaàu dao ñoäng vôùi bieân ñoä raát nhoû thì ñieàu kieän ñeå coù
λk
soùng döøng treân daây laø : l=K (2)
2
vôùi l laø chieàu daøi sôïi daây , K = 1, 2, 3 ... laø soá buïng soùng . Noùi caùch
khaùc vôùi moät sôïi daây l xaùc ñònh coù hai ñaàu coá ñònh thì chæ taïo neân nhöõng
soùng ñöùng coù böôùc soùng thoûa maõn :
λk = 2 l K (3)
Goïi v laø vaän toác truyeàn soùng treân daây , f laø taàn soá soùng thì :
λ k = vT = v fk → v = fk . λ k (4)




H.3

Soùng ñöùng khaù phoå bieán trong thöïc teá , noù hình thaønh trong moïi
moâi tröôøng höõu haïn coù chöùa moät nguoàn phaùt soùng : treân daây ñaøn , coät
khoâng khí trong oáng saùo , soùng voâ tuyeán , aùnh saùng …


II/ THÖÏC HAØNH


Thí nghieäm :

A/ Moät bình thuûy tinh hình truï C thoâng vôùi bình D baèng oáng daãn
löu cao su . Naâng hay haï D ta coù theå laøm thay ñoåi chieàu cao coät nöôùc
trong C . Aâm thoa T laøm cho caùc ñieåm ôû mieäng A cuûa bình C dao ñoäng
vaø coù theå taïo thaønh heä soùng ñöùng trong coät khoâng khí AB vôùi B laø nuùt ,
A laø buïng . Khi coù soùng ñöùng aâm seõ nghe roõ vaø vang nhaát .




Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 53 -

Tìm caùc vò trí coù soùng ñöùng , ñoïc chieàu daøi Ab treân thöôùc gaén vôùi
oáng C . Bieát taàn soá f cuûa aâm thoa (ghi treân aâm thoa) , tính vaän toác
truyeàn aâm trong khoâng khí .




H.2
B/ Moät maùy phaùt dao doäng coù taàn soá thay ñoåi töø 0 – 20KHz ñöôïc
gaén vôùi moät sôïi daây , ñaàu kia sôïi daây noái vôùi moät löïc keá gaén coá ñònh
treân moät giaù ñôõ .
Caùch söû duïng maùy phaùt taàn soá :
* Nuùm ngoaøi cuøng beân phaûi chæ ñoä lôùn taàn soá (Hz) . Nuùm thöù hai
chæ thanhg ño töø x 0.1 (Hz) ñeán x 2(KHz) . Ví duï neáu ta ñeå nuùm thöù
nhaát ôû soá 4 nuùm thöù hai ôû vò trí x 10 thì taàn soá dao ñoäng seõ laø 4x10 =
40Hz .
* Nuùm ñöôøi cuøng chæ daïng xung dao ñoäng . Ta ñeå ôû cheá ñoä xung ~
.
* Nuùm thöù ba beân traùi ñeå taêng bieân ñoä dao ñoäng töø 0 – 6 .
1/ Khaûo saùt söï thay ñoåi cuûa böôùc soùng theo taàn soá dao ñoäng : coá
ñòng chieàu daøi sôïi daây öùng vôùi löïc caêng töø 1 - 5 N (töï choïn) , duøng nuùm
1 vaø 2 cuûa maùy phaùt taàn soá ñeå thay ñoåi taàn soá dao ñoäng . Ghi laïi keát quûa
soùng döøng λK vaø vaän toác soùng döøng treân daây töông öùng .
2/ Laëp laïi thí nghieäm treân öùng vôùi hai giaù trò löïc caêng khaùc cuûa daây
(töï choïn).

3/ Bieåu dieãn söï phuï thuoäc cuûa böôùc soùng vaøo taàn soá dao doäng öùng
vôùi caùc löïc caêng khaùc nhau vaø rut1 ra nhaän xeùt .




Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 54 -

Caâu hoûi chuaån bò :

1/ Theá naøo laø soùng döøng , ñieàu kieän ñeå coù soùng döøng ?.
2/ Nhöõng ñieåm naøo seõ coù bieân ñoä cöïc ñaïi vaø nhöõng ñieåm naøo coù
bieân ñoä cöïc tieåu , teân goïi cuûa chuùng ?.
3/ Lieân heä giöõa vaän toác soùng vaø taàn soá soùng ?.
4/ Trong thöïc teá coù nhöõng loaïi soùng döøng naøo ?




BAØI 10. ÑÖÔØNG KEÁ




Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 55 -



I/ LYÙ THUYEÁT

Khi roïi aùnh saùng phaân cöïc phaúng theo truïc quang hoïc cuûa moät tinh
theå thì truïc dao ñoäng cuûa vector saùng E cuûa soùng saùng khi ra khoûi tinh
theå bò quay ñi moät goùc naøo ñoù. Hieän töôïng naøy goïi laø hieän töôïng phaân
cöïc quay. Chaát laøm quay maët phaúng phaân cöïc aùnh saùng goïi laø chaát
quang hoaït.
Goùc quay cöïc do chaát quang hoaït gaây ra phuï thuoäc chieàu daøy cuûa
chaát quang hoaïtt cuûa chaát quang hoaït vaø böôùc soùng aùnh saùng.
Ñoái vôùi dung dòch cuûa chaát quang hoaït , goùc quay cöïc coøn phuï
thuoäc noàng ñoä cuûa chaát quang hoaït trong dung dòch theo ñònh luaät Biot
α = α 0 lC
Vôùi [α0] : naêng suaát quay cöïc cuûa chaát quang hoaït.
l : beà daøy lôùp dung dòch aùnh saùng truyeàn qua.
C : noàng ñoä dung dòch.
Bieát [α0] vaø l , ño α ta xaùc ñònh ñöôïc C.
Duïng cuï ñeå ño noàng ñoä dung dòch ñöôøng goïi laø ñöôøng keá. Nguyeân
taéc cuûa noù döïa treân hieän töoïng phaân cöïc quay. Sô ñoà nguyeân lyù cuûa
ñöôøng keá bieåu dieãn treân (H.1).




Nguoàn saùng 1 phaùt aùnh saùng ñôn saéc loïc saéc 3 ñeå loïc aùnh saùng ñôn
saéc. Baûn tuamalin 4 ñeå bieán aùnh saùng töï nhieân thaønh aùnh saùng phaân cöïc
phaúng . Baûn thaïch anh 5 che ñuùng phaàn giöõa cuûa baûn tuamalin ñeå taïo
thaønh tröôøng saùng 3 mieàn. Baûn thaïch anh laøm quay maët phaúng phaân cöïc
aùnh saùng moät goùc naøo ñoù . Baûn tuamalin 7 gaén vaøo voøng chia ñoä 11 ñeå
phaân tích , voøng chia ñoä quay ñöôïc nhôø nuùm quay 12. Ñoä treân voøng ñoïc
ñöôïc nhôø kính luùp 10 . Tröôøng saùng ñöôïc quang saùt nhôø oáng kính coù vaät
kính 8 vaø thò kính 9.

Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 56 -

Neáu maët phaúng dao ñoäng cuûa baûn phaân cöïc vaø phaân tích song song
nhau thì nhìn qua oáng kính tröôøng saùng seõ coù ba maøu phaân bieät . Hai
phaàn saùng cuûa tröôøng öùng vôùi phaàn chuøm tia khoâng bò baûn thaïch anh
che, Phaàn giöõa toái hôn vì caùc tia saùng qua baûn thaïch anh ñaõ bò quay ñi
moät goùc naøo ñoù so vôùi phöông ban ñaàu . Vì vaäy sau khi qua baûn phaân
tích cöôøng ñoä aùnh saùng ñaõ bò giaûm (H.2a) . Neáu quay kính phaân tích thì
coù theå laøm cho tröôøng saùng môø ñeàu (khoâng saùng maø cuõng khoâng toái
haún) . Ta noùi hai tröôøng saùng ñaõ caân baèng (H.2b) .




H.2

Khi ñoù soá 0 cuûa thang ñoäng truøng vôùi thang soá 0 cuûa thang coá ñònh.
Phöông phaùp döïa treân so saùnh tröôøng nhö vaäy goïi laø phöông phaùp ño
baùn daï .
Khi ñaët oáng ñöïng dung dòch ñöôøng 6 vaøo khoaûng giöõa baûn phaân
cöïc vaø baûn phaân tích thì maët phaúng phaân cöïc aùnh saùng bò quay ñi vaø
tröôøng saùng bò maát caân baèng ñoä roïi . Quay baûn phaân tích ta coù theå caân
baèng ñöôïc ñoä roïi cuûa tröôøng saùng vaø soá ñoïc ñöôïc treân voøng 11 chính laø
goùc quay cöïc cuûa aùnh saùng do dung dòch ñöôøng gaây ra .
Vaønh chia ñoä ghi töø 0 ñeán 1800 theo hai chieàu treân hai nöûa voøng
troøn . Phía trong voøng coù thöôùc coá ñònh laøm du xích moãi vaïch chi du
xíchtöông öùng laø 0.050 ñöôïc chia thaønh 20 khoaûng coù giaù trò 0.050 /
khoaûng chia . Ñeå phoùng to khoaûng chia ñoïc cho deã coù gaén theâm kính
luùp .


II/ THÖÏC HAØNH

1-Xaùc ñònh vò trí soá 0 treân voøng chia ñoä cuûa ñöôøng keá ( α0) . Röûa
saïch vaø ñoå ñaày nöôc caát vaøo oáng ñöïng dung dòch ñöôøng 6 , ñaët noù vaøo
ñöôøng keá . Baät ñeøn hôi Natri . Ñieàu chænh thò kính ñeå thaáy roõ ñöôøng
gianh giôùi cuûa ba mieàn tröôøng saùng . Quay nuùm 12 ñeå cho caùc tröôøng

Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 57 -

saùng môø ñeàu nhau . Khi ñoù soá 0 cuûa du xích truøng (hoaëc gaàn truøng) vôùi
soá 0 cuûa thang chia ñoä . Ghi soá α0 . Sau moãi laàn ño moät dung dòch , xaùc
ñònh laïi α0 .
2-Laäp ñöôøng cong maãu α = f(C) .
Caân 2.5 gam ñöôøng hoaø tan vôùi nöôùc caát thaønh theå tích 50 ml caân
duøng trong baøi laø caân duøng trong kó thuaät coù ñoä chính xaùc 0.1 gam .Quûa
caân ñaët treân ñoøn caân beân traùi coù ghi töø 0 ñeán 20, caùc soá ghi treân ñoøn
caân töông öùng vôùi khoái löôïng (tính baèng gam ) ñaët leân ñóa caân beân phaûi
khi ñaët quûa caân ôû vò trí ñoù . Oác vít caáp treân ñoøn caân beân phaûi ñeå chænh
soá 0 cuûa caân duøng moät maûnh giaáy laøm bì ñaët vaøo ñóa caân beân phaûi . Xaùc
ñònh khoái löôïng bì sau ñoù ñeå quûa caân ôû vò trí caân xaùc ñònh roài cho ñöôøng
vaøo bì caân . Ví duï ta caân bì ñöôïc 2,5g ta seõ ñeå quûa caân ôû vò trí 7.5 gam
ta seõ ñöôïc khoái löôïng caàn caânkhi vaân caân baèng laø 7.5 – 2.5 = 5 gam , ta
ñöôïc dung dòch ñöôøng noàng ñoä C = m / V = 0.05 g/ cm3 . Ñoå dung dòch
naøy vaøo oáng 6 vaø ñaët vaøo ñöôøng keá (khoâng ñeå laïi boït khí trong oáng) .
Dòch chuyeån thò kính 9 ñeå quan saùt roõ tröôøng saùng . Quay voøng
chia ñoä sao cho tröôøng saùng ñoàng ñeàu , ñoïc giaù trò treân thang chia ñoä ,
ta ñöôïc α1 töông öùng vôùi noàng ñoä C1 .
Ñoå dung dòch töø oáng 6 trôû laïi oáng ñong , ñoå bôùt dung dòch giöõ laïi
40 ml trong oáng , t ta ñöôïc dung dòch noàng doä C2 = 4/5 C1 = 0.04
g/cm3 .
Tieáp tuïc laøm nhö vaäy ta seõ ño ñöôïc caùc giaù trò α i töông öùng vôùi
caùc Ci :
C3 = 4/5 C2 = 0.032 g/cm3
C4 = 4/5 C3 = 0.025 g/cm3
C5 = 4/5 C4 = 0.016 g/cm3
V.v..
Bieåu dieãn caùc keát quaû ño treân ñoà thò goùc quay α theo noàng ñoä C ta
ñöôïc ñöôøng cong maãu (ñöôøng cong vôùi caùc oâ sai soá) .
3-Xaùc ñònh noàng ñoä Cx cuûa dung dòch ñöôøng :
Thay dung dòch ñöôøng caàn xaùc ñònh noàng ñoä vaøo oáng 6 . Tieán haønh
ño nhö treân ta ñöôïc α x . Töø ñöôøng cong maãu ta suy ra C x töông öùng vaø
∆Cx .
Sau khi ño song ñoå traû dung dòch CX ôû oáng 6 trôû laïi bình ñöïng dung dòch
CX .
Chuù yù :




Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 58 -

Tröôùc khi laøm baøi phaûi ñoïc kyõ baøi du xích cuûa thöôùc keïp baøi thöôùv
keïp Panmer.
Ñoïc kyõ phaàn phöông phaùp caân ñôn vaø phaàn chuù yù cuûa baøi vaân
chính xaùc.
Khi pha dung dòch vaø ñoå vaøo oáng 6 phaûi laøm nheï nhaøng , traùnh laøm
ñoå vôõ .

Caâu hoûi chuaån bò :

1/ Hieän töôïng phaân cöïc quang laø gì ?
2/ Ñònh luaän Biot vaø nguyeân taéc cuûa ñuôøng keá.
3/ Taïi sao phaûi xaùc ñònh goùc quay αo ban ñaàu cuûa ñöôøng keá ?
4/ Daïng ñoà thò bieåu dieãn goùc quay cöïc α theo noàng ñoä ñöôøng Cx laø
ñöôøng gì vaø noù coù qua goùc toïa ñoä (0,0) khoâng ?
5/ Taïi sao khoâng ñeå laïi boït khí khi cho nöôùc hoaëc dung dòch ñöôøng
vaøo oáng ñöïng dung dòch 6 ? .




Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 59 -




BAØI 11. KHAÛO SAÙT CAÙC HIEÄN TÖÔÏNG GIAO THOA




I. LYÙ THUYEÁT:
1/ Quaù trình soùng:
Soùng laø quaù trình lan truyeàn caùc dao ñoäng cuûa phaàn töû moâi tröôøng
trong khoâng gian theo thôøi gian. Quaù trình soùng chæ lan truyeàn naêng
löôïng maø khoâng lan truyeàn chaát.
2/ Soùng ngang:
Soùng ngang laø soùng maø phöông dao ñoäng cuûa caùc phaàn töû moâi
tröôøng vuoâng goùc vôùi phöông truyeàn soùng.
3/ Soùng doïc:
Soùng doïc laø soùng maø phöông dao ñoäng cuûa caùc phaàn töû moâi
tröôøng doïc theo phöông truyeàn soùng. Soùng doïc coù theå lan truyeàn trong
moâi tröôøng: Khí, loûng vaø raén. Soùng aâm laø soùng doïc. Soùng nöôùc gaàn
ñuùng laø soùng ngang .
4/ Chu kyø vaø taàn soá soùng:
Chu kyø vaø taàn soá soùng laø chu kyø vaø taàn soá dao ñoäng cuûa caùc phaàn
töû moâi tröôøng.
5/ Vaän toác soùng:
Vaän toác soùng laø quaõng ñöôøng maø soùng truyeàn ñi ñöôïc trong moät
giaây (s). Vaän toác soùng phuï thuoäc vaøo baûn chaát moâi tröôøng. Vaän toác cuûa
soùng treân maët nöôùc coù daïng:




Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 60 -

gλ 2πσ
v= + (1)
2π ρ .λ

Vôùi :
- g laø gia toác troïng tröôøng.
- σ Heä soá löïc caêng maët ngoaøi.
- ρ khoái löôïng rieâng cuûa nöôùc.
- λ laø böôùc soùng.
6/ Böôùc soùng:
Böôùc soùng λ laø quaõng ñöôøng maø soùng truyeàn ñi ñöôïc trong moät
chu kyø:
v
λ=vT= (2)
f

7/ Maët soùng:
Maët soùng laø quyõ tích cuûa nhöõng ñieåm maø caùc phaàn töû moâi tröôøng
dao ñoäng cuøng pha.
Neáu maët soùng laø maët phaúng ta goïi soùng phaúng. Neáu maët soùng laø
maët caàu ta goïi soùng caàu.
Ñöôøng thaúng vuoâng goùc vôùi caùc maët soùng goïi laø tia soùng. Hình
H.1




8/ Phöông trình soùng:


Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 61 -

Quaù trình lan truyeàn soùng phaúng theo moät truïc OX ñöôïc dieãn taû
baèng moät bieåu thöùc toaùn hoïc goïi laø haøm soùng hay phöông trình soùng:
⎛ 2πx ⎞
Ψ = a0 cos ⎜ ωt − ⎟ (3)
⎝ λ ⎠

Neáu bieát ñöôïc haøm soùng chuùng ta hoaøn toaøn coù theå xaùc ñònh
ñöôïc:
- Bieân ñoä soùng.
- Taàn soá vaø chu kyø soùng.
- Vaän toác vaø böôùc soùng.
- Traïng thaùi dao ñoäng cuûa moïi phaàn töû moâi tröôøng ôû moïi
thôøi ñieåm.
9/ Nguyeân lyù Huyghen:
Hieän töôïng phaûn xaï soùng, khuùc xaï soùng vaø nhieãu xaï soùngñöôïc
giaûi thích döïa treân nguyeân lyù Huyghen : Moãi ñieåm cuûa moâi tröôøng maø
moät maët soùng truyeàn ñeán ñeàu trôû thaønh nguoàn soùng caàu thöù caáp; Maët
soùng keá tieáp seõ laø maët bao cuûa caùc soùng caàu thöù caáp.
Nguyeân lyù Huyghen coù theå ñöôïc nghieäm laïi nhö sau: Taïo moät
soùng phaúng treân moät chaäu nöôùc. Ñaët moät taám chaén soùng coù chöøa moät loã
O. Sau loã O ta coù soùng caàu. Hình H.2




10/ Hieän töôïng giao thoa soùng:



Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 62 -

Hieän töôïng giao thoa soùng laø hieän töôïng taïi vuøng gaëp nhau cuûa
hai soùng coù nhöõng vuøng maø phaàn töû moâi tröôøng dao ñoäng cöïc ñaïi vaø cöïc
tieåu xen keõ nhau.
Hieän töôïng giao thoa soùng chæ xaûy ra bôõi hai soùng keát hôïp.
Hai soùng keát hôïp laø hai soùng:
- Coù phaàn töû moâi tröôøng dao ñoäng cuøng phöông.
- Cuøng taàn soá.
- Coù hieäu pha khoâng ñoåi theo thôøi gian.
Coù theå taïo ra hai soùng keát hôïp treân maët nöôùc nhö sau:
Duøng hai ñaàu nhoïn ñöôïc lieân keát vôùi nhau coù hình chöõ U. Chöõ U
ñöôïc gaén vaøo nguoàn dao ñoäng coù taàn soá f. Cho hai ñaàu nhoïn chöõ U
chaïm vaøo maët nöôùc. Khi ñoù hai ñaàu nhoïn S1 vaø S2 seõ laø hai nguoàn taïo
ra soùng keát hôïp. (Hình H.3).




H.3


Giaû söû ta coù hai nguoàn soùng keát hôïp S1 vaø S2. Ñeå ñôn giaûn ta giaû
söû phaàn töû moâi tröôøng taïi hai nguoàn dao ñoäng coù daïng:
Ψ1 = a0 cos ωt

Ψ2 = a0 cos ωt


Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 63 -

Theo bieåu thöùc (3). Nguoàn S1 vaø S2 seõ gaây cho phaàn töû moâi
tröôøng taïi M dao ñoäng coù daïng:
a0 ⎛ 2πr1 ⎞
Ψ1 M = cos ⎜ ωt − ⎟
r1 ⎝ λ ⎠
a0 ⎛ 2πr2 ⎞
Ψ2 M = cos ⎜ ωt − ⎟
r2 ⎝ λ ⎠
a0
Vôùi: A01 =
r1 Laø bieân ñoä
a0 soùng
A02 =
r2

r1 , r2 , laø khoaûng töø s1 , vaø s2 ñeán M.
Do soùng caàu neân bieân ñoä giaûm daàn khi xa nguoàn. Nhö vaäy dao
ñoäng toång coäng phaàn töû M :
→ → →
A = A01 + A02

Suy ra:
A= A01 + A02 + 2 A01 A02 Cos∆ϕ
2 2
(4)
2π r1 − r2
Vôùi: ∆ϕ = ∆r = 2π (5)
λ λ
Laø hieäu pha cuûa hai dao ñoäng.
Neáu: r2 - r1 = Kλ (6)
Vôùi: K = 0, ± 1, ± 2
Khi ñoù: ∆ϕ = 2Kπ
Suy ra: A = A01 + A02 : Bieân ñoä cöïc ñaïi.
λ
Neáu: r2 - r1 = ( 2K + 1 ) (7)
2
Khi ñoù: ∆ϕ = ( 2K + 1 ) π
Suy ra: A = ⎜ A01 - A02 ⎜: Bieân ñoä cöïc tieåu.




Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 64 -




Töø (6) vaø (7) ta thaáy quyõ tích cuûa caùc phaàn töû dao ñoäng cöïc ñaïi
vaø cöïc tieåu laø nhöõng ñöôøng cong hyperbol xen keõ nhau. (Hình H.3).
11/ Hieän töôïng phaûn xaï soùng:
Neáu soùng truyeàn ñeán maët giôùi haïn cuûa moâi tröôøng truyeàn, maø
soùng khoâng theå truyeàn qua thì soùng seõ truyeàn ngöôïc trôû laïi ñöôïc goïi laø
hieän töôïng phaûn xaï soùng. (Hình H.4)
12/ Hieän töôïng nhieãu xaï soùng:
Hieän töôïng nhieãu xaï soùng laø hieän töôïng tia soùng thay ñoåi phöông
truyeàn khi gaëp chöôùng ngaïi vaät. (Hình H.5).




Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 65 -




III. DUÏNG CUÏ:




Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 66 -




1/ Nguoàn ñieän 12 V - AC:
Ñöôïc duøng ñeå cung caáp ñieän cho: ñeøn, maùy taïo soùng, maùy hoaït
nghieäm.
2/ Beå chöùa soùng: Xem hình H.6
Beå chöùa soùng goàm coù:
- Beå chöùa nöôùc (BN)
- Voøi thaùo nöôùc (V)
- Göông phaûn chieáu (G)
- Maøn quan saùt soùng (M)
3/ Ñóa hoaït nghieäm:
Khi quay ñóa seõ che - môû aùnh saùng. Neáu taàn soá che - môû phuø hôïp
vôùi taàn soá soùng. Chuùng ta seõ thaáy hieän töôïng soùng döøng . Nguoàn ñieän
cung caáp cho ñóa hoaït nghieäm 12 V - AC.
4/ Maùy taïo soùng:
Maùy taïo soùng coù caùc boä phaän sau:
- Ñaàu taïo soùng (ÑS).
- Ñoäng cô taïo soùng (ÑC).
- Thanh rung (TR) treân thanh rung coù khaéc caùc vaïch caùch nhau
5mm.
- OÁc thay ñoåi taàn soá (O): Khi thay ñoåi vò trí O treân thanh rung
(TR) thì taàn soá rung seõ thay ñoåi töø 10Hz ñeán 25Hz.
- Nuùm S ñeå thay ñoåi taàn soá rung cuûa ñoäng cô.



Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 67 -

Nguoàn ñieän cung caáp cho maùy taïo soùng 12 V - AC.
5/ Nuùm H:
Nuùm H ñöôïc duøng ñeå thay ñoåi taàn soá quay cuûa ñóa hoaït nghieäm.
Nuùm H ôû beân traùi nuùm S.
6/ Caùc ñoái töôïng thöïc nghieäm:
- Ñinh taïo soùng troøn (a).
- Vaät hai maët loài (b).
- Vaät hai maët loõm (c).
- Vaät tam giaùc (d).
- Caùc taám chaén (e).
- Taám nhieàu chöùc naêng (f).
7/ Moät coác ñöïng nöôùc.
8/ Moät thöôùc thaúng.


II.THÖÏC HAØNH:
1/ Muïc ñích
Baøi thí nghieäm naøy nhaèm muïc ñích:
- Nghieäm laïi nguyeân lyù Huyghen.
- Khaûo saùt hieän töôïng phaûn xaï vaø nhieãu xaï soùng cô.
- Khaûo saùt hieän töôïng giao thoa soùng cô.
2/ Caém hai phích ñieän cuûa ñeøn vaøo hieäu theá 12 V - AC. Thoâng
thöôøng ñaõ caém saün sinh vieân chæ kieåm tra laïi.
3/ Caém hai phích ñieän cuûa maùy hoaït nghieäm vaø maùy taïo soùng vaøo
hieäu theá 12 V - AC. Thoâng thöôøng ñaõ caém saün sinh vieân chæ kieåm
tra laïi.
Chuù yù: Maùy hoaït nghieäm vaø maùy taïo soùng cuøng chung hai phích
caém.
4/ Vaën hai nuùm S vaø H veà taän cuøng. Thoâng thöôøng ñaõ vaën saün
sinh vieân chæ kieåm tra laïi.



Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 68 -

5/ Chuù yù: Trong baøi thí nghieäm naøy chuùng ta khoâng duøng maùy
hoaït nghieäm töùc khoâng duøng nuùm H ôû beân traùi.
6/ Ñoå nöôùc vaøo beå chöùa nöôùc (BN) sao cho khi ñaët vaät hai maët loài
vaøo ñeå thöû maët nöôùc thaáp hôn 1mm.
Duøng voøi (V) ñeå ñieàu chænh löôïng nöôùc.
Chuù yù: Vaën chaët voøi (V) ñeå nöôùc khoâng chaûy ra voøi khi thí
nghieäm.
7/ Duøng caùc oác V1 ,V2 vaø V3 treân giaù vaø ñeá mang cuûa maùy taïo
soùng. Ñeå ñaàu taïo soùng (ÑS) song song vôùi maët nöôùc vaø xuoáng döôùi maët
nöôùc 1mm.
8/ Caém phích ñieän cuûa nguoàn ñieän 12V vaøo hieäu theá 220V.
9/ Ñöa ñeøn vaøo trung taâm beå chöùa nöôùc.
10/ Muoán thay ñoåi taàn soá ta thay ñoåi vò trí oác O treân thanh rung.
11/ Xoay nuùm S töø töø raát chaäm cuøng chieàu kim ñoàng hoà ta thaáy
thanh rung seõ rung vaø taïo ra soùng phaúng. Nhìn leân maøn quan saùt soùng
M ta thaáy soùng phaúng chaïy sang phaûi. Duøng caùc oác V1 ,V2 vaø V3 vaø
thay ñoåi nuùm S ñeå ñieàu chænh sao cho coù soùng phaúng ñeïp.
12/ Chuù yù: Khi vaën nuùm S phaûi luoân luoân vaën töø töø vaø raát chaäm
khi taêng cuõng nhö khi giaûm.
13/ Sinh vieân veõ ra hình daïng cuûa caùc maët soùng phaúng.
14/ Nghieäm laïi nguyeân lyù Huyghen:
Ñaët taám nhieàu chöùc naêng vaøo beå chöùa nöôùc sao cho khe roäng
xuoáng döôùi vaø taám song song vôùi maët soùng.
Duøng caùc taám chaén (e) ñeå che bôùt khe roäng taïo thaønh khe heïp.
Thay ñoåi beà roäng khe töø nhoû ñeán lôùn vaø quan saùt maët soùng sau khe.
Sinh vieân veõ laïi vaø nhaän xeùt.
15/ Laáy caùc taám (f) vaø (e) ra khoûi beå nöôùc.
16/ Khaûo saùt hieän töôïng phaûn xaï vaø nhieãu xaï soùng.
a) Ñaët vaät hai maët loài (a) vaøo beå nöôùc nhö hình veõ.




Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 69 -




Sinh vieân veõ laïi caùc maët soùng phaûn xaï vaø nhieãu xaï vaø caùc tia
soùng töông öùng. Duøng nguyeân lyù Huyghen ñeå giaûi thích.
b) Laáy vaät hai maët loài ra khoûi beå nöôùc. Ñaët vaät hai maët loõm (b)
vaøo beå chöùa nöôùc nhö hình veõ.




Sinh vieân veõ laïi caùc maët soùng vaø tia soùng töông öùng cuûa soùng
phaûn xaï vaø nhieãu xaï. Duøng nguyeân lyù Huyghen ñeå giaûi thích.
c) Laáy vaät hai maët loõm ra khoûi beå nöôùc. Ñaët vaät tam giaùc vaøo beå
nöôùc nhö hình veõ.




Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 70 -




Sinh vieân veõ laïi caùc maët soùng vaø tia soùng töông öùng cuûa soùng
phaûn xaï vaø nhieãu xaï. Duøng nguyeân lyù Huyghen ñeå giaûi thích. Laáy vaät
tam giaùc ra khoûi beå nöôùc.
17/ Xoay nuùm S töø töø ngöôïc chieàu kim ñoàng hoà veà taän cuøng traùi
ñeå taét ñaàu taïo soùng.
18/ Khaûo saùt hieän töôïng giao thoa soùng.
a) Gaén hai ñinh taïo soùng troøn (a) vaøo ñaàu taïo soùng (ÑS). Ñaàu taïo
soùng (ÑS) coù nam chaâm seõ huùt hai ñinh. Ñieàu chænh sao cho ñaàu
taïo soùng (ÑS) khoâng chaïm vaøo maët nöôùc, hai ñinh taïo soùng troøn
thaúng ñöùng, song song nhau, caùch nhau khoaûng 4 ñeán 5cm. Ñaàu
hai ñinh chaïm xuoáng maët nöôùc.
b) Xoay nuùm S töø töø cuøng chieàu kim ñoàng hoà ñeå taïo soùng.
c) Nhìn leân maøn quan saùt soùng M ta thaáy hieän töôïng giao thoa
soùng
d) Duøng thöôùc ño khoaûng caùch d giöõa hai ñinh taïo soùng vaø
khoaûng caùch D giöõa hai taâm soùng treân maøn quan saùt soùng M. Laäp
tyû soá:
d
β=
D

e) Duøng thöôùc ño khoaûng caùch X giöõa 4 gôïn soùng (cöïc ñaïi giao
thoa) ôû giöõa hai taâm soùng treân maøn M
Suy ra khoaûng caùch giöõa hai cöïc ñaïi lieân tieáp:
X
i=
4
Vì khoaûng caùch giöõa hai cöïc ñaïi lieân tieáp i baèng nöûa böôùc soùng λ.
Vaäy böôùc soùng quan saùt treân maøn M laø λx baèng:
λx = 2i
f) Vì kích thöôùc thöïc cuûa soùng treân maët nöôùc nhoû hôn treân maøn
quan saùt M laø β laàn. Vaäy böôùc soùng thöïc λ do hai ñaàu ñinh taïo ra
treân maët nöôùc laø: λ = β λx

Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 71 -

Sinh vieân moâ taû laïi hieän töôïng giao thoa vaø xaùc ñònh böôùc soùng λ.
g) Xoay töø töø nuùm S veà taän cuøng traùi. Laáy hai ñinh taïo soùng troøn
ra khoûi ñaàu taïo soùng.
19/ Ruùt phích ñieän cuûa nguoàn ñieän 12V- AC ra khoûi maïng 220V.

Caâu hoûi chuaån bò :
1/ Soùng cô laø gì ?
2/ Maët soùng vaø tia soùng.
3/ Haøm soùng hay phöông trình soùng.
4/ Hai soùng keát hôïp.
5/ Ñieàu kieän ñeå coù cöïc ñaïi vaø cöïc tieåu giao thoa .
6/ Nguyeân lyù Huyghen.
7/ Muoán thay ñoåi taàn soá taïo soùng chuùng ta laøm theá naøo ?
8/ Haõy giaûi thích vai troø cuûa göông G trong thí nghieäm naøy.




Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 72 -

BAØI 12. QUANG HÌNH HOÏC




I. LYÙ THUYEÁT:


Lyù thuyeát quang hình hoïc ñöôïc xaây döïng treân cô sôû cuûa ba ñònh
luaät thöïc nghieäm:
1/ Ñònh luaät truyeàn thaúng aùnh saùng:
Trong moät moâi tröôøng trong suoát ñoàng chaát vaø ñaúng höôùng aùnh
saùng truyeàn theo moät ñöôøng thaúng.
2/ Ñònh luaät phaûn xaï vaø khuùc xaï aùnh saùng:
Khi aùnh saùng truyeàn ñeán maët phaân caùch giöõa hai moâi tröôøng (1)
vaø (2) kí hieäu P seõ xaûy ra hieän töôïng phaûn xaï vaø khuùc xaï aùnh saùng.


N (1)
K


i i'
S P
I
(2)
r

N' R


SI goïi laø tia tôùi
I ∈ P goïi laø ñieåm tôùi
NIN’ ⊥ P goïi laø phaùp tuyeán tôùi
IK goïi laø tia phaûn xaï


Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 73 -

IR goïi laø tia khuùc xaï
ˆ
I = SIN goïi laø goùc tôùi
I’ = NIK goïi laø goùc phaûn xaï
ˆ
ˆ
R = N ' IR goïi laø goùc khuùc xaï
Hieän töôïng phaûn xaï vaø khuùc xaï tuaân theo hai ñònh luaät bieåu dieãn baèng
hai bieåu thöùc sau :
i ≡ i’ .
Sin i
≡ const = n12 (2)
Sin r
n12 goïi laø chieát suaát cuûa moâi tröôøng (2) ñoái vôùi moâi tröôøng (1) .
Goïi v1 vaø v2 laø vaän toác aùnh saùng trong moâi tröôøng (1) vaø (2) töông öùng
ta coù :
v
n21= 1 (3)
v2
Neáu moâi tröôøng (1) laø chaân khoâng thì v1 = c ( vaän toác aùnh saùng trong
chaân khoâng). Khi ñoù :
c
n21 = ≡ n2 (4)
v2
n2 goïi laø chieát suaát tuyeät ñoái cuûa moâi tröôøng (2)
Neáu n1 > n2 thì töø (2) ,(3) vaø (4) ta suy ra r > I . khi r = 90oC thì i = io vaø
sinio = n21 = n2 /n1 ; ta khoâng coøn thaáy tia khuùc xaï nöõa . Ñoù laø hieän
töôïng phaûn xaï toaøn phaàn . Goùc io goïi laø goùc giôùi haïn phaûn xaï toaøn phaàn.
3/ Göông phaúng :
khi aùng saùng chieáu tôùi göông phaúng seõ xaûy ra hieän töôïng phaûn xaï . neáu
göông phaúng quay moät goùc α tia phaûn xaï quay moät goùc 2α.


F O
R1




α
I


4/ Göông caàu loõm:

Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 74 -

Moät göông caàu loõm coù baùn kính R coù tieäu cöï:
R
f=
2
Tia saùng song song vôùi truïc chính seõ hoäi tuï taïi tieâu ñieåm F cuûa
göông caàu.




5/ Thaáu kính:
Thaáu kính laø moät moâi tröôøng trong suoát ñöôïc giôùi haïn bôõi caùc maët
caàu hay maët caàu vaø maët phaúng.
Thaáu kính coù meùp moûng laø thaáu kính hoäi tuï.




Thaáu kính coù meùp daøy laø thaáu kính phaân kyø.



Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 75 -




Goïi D laø ñoä tuï cuûa thaáu kính , ta coù :
1 ⎛1 1⎞
D= = (n - 1) ⎜ + ⎟ (Dp) (5)
f ⎝ R1 R2 ⎠

Vôùi:
+ n laø chieát suaát cuûa chaát laøm thaáu kính.
+ R1 vaø R2 laø baùn kính cuûa caùc maët caàu.(Tính baèng meùt)
+ R > 0 : Maët loài.
+ R < 0 : Maët loõm.
Tia saùng song song vôùi truïc chính seõ hoäi tuï taïi tieâu ñieåm F naèm
treân truïc chính cuûa thaáu kính hoäi tuï hay coù phöông ñi qua tieâu ñieåm F
naèm treân truïc chính cuûa thaáu kính phaân kyø.

III. DUÏNG CUÏ:
1/ Nguoàn ñieän 12 V - AC.
2/ Moät ñeøn hieäu ñieän theá cung caáp cho ñeøn 12V - AC.
3/ Moät baûng thí nghieäm coù chia ñoä.
4/ Giaù thí nghieäm.
5/ Moät thaáu kính hoäi tuï vaø moät thaáu kính phaân kyø.
6/ Moät göông phaúng vaø moät göông caàu loõm.
7/ Moät heä khaûo saùt hieän töôïng phaûn xaï vaø khuùc xaï.

Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 76 -



IV.THÖÏC HAØNH:
Muïc ñích cuûa baøi thí nghieäm naøy giuùp cho sinh vieân
nghieäm laïi caùc ñònh luaät phaûn xaï, khuùc xaï, phaûn xaï toaøn phaàn cuûa
aùnh saùng. Khaûo saùt söï truyeàn soùng qua caùc quang cuï: göông
phaúng, göông caàu, thaáu kính hoäi tuï, thaáu kính phaân kyø.
PHAÀN A: Nghieäm laïi caùc ñònh luaät phaûn xaï, khuùc xaï.
Khaûo saùt hieän töôïng phaûn xaï toaøn phaàn.
Ño chieát suaát cuûa nöôùc.
1/ Caém phích ñieän cuûa nguoàn 12V - AC vaøo 220 V.
2/ Caém phích ñieän ñeøn cuûa heä khaûo saùt hieän töôïng phaûn xaï vaø khuùc xaï
vaøo hieäu theá 12V.
3/ Xoay troáng 0 ñeå tia saùng 0 vuoâng goùc vôùi maët nöôùc vaø tia soá 9 song
song vôùi maët nöôùc. Nhö hình veõ. Khi ñoù goùc tôùi cuûa caùc tia saùng töông
öùng: i0 = 0, i1 = 100, i2 = 200, i3 = 300, i4 = 400 ...
4/ Duøng thöôùc ño goùc ño goùc khuùc xaï cuûa caùc tia 2, 3, vaø 4.
Trình baøy theo baûng sau:


Tia I r n21 =
Sin i
Sinr

2 i2 = 200 r2 = ... n21 =
3 i3 = 300 r3 = ... n21 =
4 i4 = 400 r4 = ... n21 =


5/ Nhaän xeùt baûng soá lieäu treân.
6/ Xoay troáng 0 ñeå tia saùng soá 7 hay soá 6 coù goùc khuùc xaï r = 900. Duøng
thöôùc ño goùc ño goùc giôùi haïn phaûn xaï toaøn phaàn L.
1
7/ Duøng coâng thöùc: n=
SinL
Tính chieát suaát cuûa nöôùc.



Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 77 -

8/ Ruùt phích caém ñieän cuûa nguoàn 12V ra khoûi 220V.
9/ Ruùt phích ñieän cuûa heä khaûo saùt phaûn xaï vaø khuùc xaï ra khoûi nguoàn
12V.
PHAÀN B Göông phaúng.
1/ Caém phích ñieän cuûa nguoàn 12V vaøo hieäu theá 220V.
2/ Caém phích ñieän cuûa ñeøn vaøo nguoàn 12V.
3/ Ñieàu chænh ñeå ñeøn taïo ra moät tia saùng hay moät chuøm tia saùng song
song treân baûng thí nghieäm coù chia ñoä. Nhôø giaùo vieân giuùp ñôõ.
4/ Ñaët göông phaúng leân baûng thí nghieäm. Sao cho tia saùng chieáu tôùi
göông taïi ñieåm I truøng vôùi taâm cuûa voøng troøn chia ñoä. Xem hình.
5/ Quan saùt tia phaûn xaï vaø quay göông ñi caùc goùc α = 100, 200, vaø 300.
Nhìn leân baûng chia ñoä ñoïc caùc goùc β töông öùng cuûa tia phaûn xaï. Trình
baøy theo baûng sau:


α β
00 00
100 ...
200 ...
300 ...
6/ Nhaän xeùt baûng soá lieäu treân.
PHAÀN C: Göông caàu.
1/ Ñaët göông caàu leân baûng chia ñoä
2/ Chieáu moät tia saùng hay moät chuøm tia saùng tôùi song song vôùi truïc
chính. Chuùng seõ hoäi tuï taïi tieâu ñieåm F treân truïc chính.
3/ Duøng thöôùc ño tieâu cöï f.
4/ Duøng coâng thöùc: f = R/2 ñeå nghieäm laïi.
Cho R = 7,5 cm. Sinh vieân duøng compa vaø thöôùc ño laïi R
PHAÀN D: Thaáu kính.
1/ Gaén thaáu kính hoäi tuï hai maët loài leân taïi taâm cuûa voøng troøn chia ñoä.



Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 78 -

2/ Chieáu moät tia saùng hay moät chuøm tia saùng tôùi song song vôùi truïc
chính cuûa thaáu kính. Chuùng seõ hoäi tuï taïi tieâu ñieåm F treân truïc chính.
3/ Duøng thöôùc ño tieâu cöï f.
4/ Duøng coâng thöùc(5) Tính chieát suaát n cuûa chaát laøm thaáu kính.


Cho R1 = R2 = 12 cm. Sinh vieân duøng compa vaø thöôùc ño laïi R2
vaø R2 .
5/ Gaén thaáu kính phaân kyø hai maët loõm leân baûng. Ño tieâu cöï f vaø tính
chieát suaát n töông töï nhö thaáu kính hoäi tuï. Cho R1 = R2 = 12 cm.


Caâu hoûi chuaån bò :
1/ Trình baøy ñònh luaät phaûn xaï.
2/ Trình baøy ñònh luaät khuùc xaï.
3/ Trình baøy hieän töôïng phaûn xaï toaøn phaàn.
4/ Chieát suaát tuyeät ñoái cuûa moâi tröôøng phuï thuoäc theá naøo vaøo vaän toác
cuûa aùnh saùng trong moâi tröôøng ñoù.
5/ Khi göông quay moät goùc α thì tia phaûn xaï quay moät goùc bao nhieâu ?
6/ Coâng thöùc tính tieâu cöï göông caàu theo baùn kính göông.
7/ Coâng thöùc tính tieâu cöï thaáu kính theo baùn kính maët giôùi haïn.




Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 79 -

SIEÂU DAÃN NHIEÄT ÑOÄ CAO HEÂ BSCCO PHA TAÏP PB + SB

Abstract : The BSCCO superconducting compound at the is
presently very concerned for its hight superconducting transition
temperature . In this article , We like to report our studying results on
synthesis of superconducting materials as well as effets of temperature
and mixture paramiters on the superconductivity of the BSCCO
compound dope Pb + Sb mixed with different nominal compositions .
According to the R(T) measurements the superconducting transition
temperature depends on compositions of elements in the compound ,
on temperature control and compressed pressure . XRD results also
show that when the compound’s compounsitions as well as temperature
control and compressed pressure change slightly , the change on the
phase structure of superconducting compound will be consequently
caused .


I/ Môû ñaàu :
Töø khi sieâu daãn nhieät ñoä cao heä BSCCO ñöôïc phaùt hieän vôùi caùc pha 2201 coù Tc =
10 – 150K , 2212 coù Tc = 80 – 850K vaø 2223 coù Tc = 110 – 1150K , vieäc coá gaéng laøm ñôn
pha sieâu daãn trong heä naøy ñaõ ñöôïc nhieàu nhaø nghieân cöùu quan taâm. Ñaëc bieät laø nhöõng coá
gaéng ñeå laøm taêng haøm löôïng cuûa pha 2223 coù Tc cao trong vaät lieäu . Nhieàu nhöõng nghieân
cöùu pha taïp caùc nguyeân toá thay theá cho Bi nhaèm muïc ñích laøm oån ñònh pha vaø naâng cao
nhieät ñoä chuyeån pha Tc cuûa heä naøy ñaõ ñöôïc thöïc hieän . Moät soá nghieân cöùu veà pha taïp hoãn
hôïp Pb + Sb ñaõ ñöôïc thöïc hieän ñoái vôùi heä naøy. Caùc nhaø nghieân cöùu ñaõ vaáp phaûi raát nhieàu
khoù khaên vì ñaëc tröng sieâu daãn cuûa heä sieâu daãn BSCCO pha taïp phuï thuoäc raát nhieàu yeáu
toá : nhieät ñoä vaø thôøi gian nung thieâu keát , nhieät ñoä vaø thôøi gian uû, phöông phaùp laøm laïnh,
taïp chaát trong quaù trình cheá taïo cuõng nhö ñoä tinh khieát cuûa caùc vaät lieäu goác ban ñaàu v.v …
Caùc nghieân cöùu veà thay theá cho Bi baèng Sb vaø Pb ñoàng thôøi [1 - 2] vôùi nhieàu kyõ
thuaät khaùc nhau nhö phaûn öùng khuyeách taùn traïng thaùi raén thoâng thöôøng, toâi noùng chaûy,
ñuùc luoàng phaúng, phöông phaùp phaûn öùng maïng v.v … ñaõ ñöôïc thöïc hieän ñeå toång hôïp . Caùc
keát quaû cho thaáy khoâng keå caùc tæ leä khaùc nhau cuûa Pb vaø Sb cuõng nhö caùc quy trình laøm
laïnh khaùc nhau , vaät lieäu toång hôïp ñeàu laø heä ña pha . Nhöng ñieåm ñaëc bieät laø ôû ñaây caùc
giaù trò cuûa Tcon vaø Tco quan saùt ñöôïc bieán ñoåi trong phaïm vi raát roäng töø khoaûng 50oK -
140oK . Söï cao baát thöôøng cuûa Tcon ôû 140oK ñaõ ñöôïc giaû thieát [3] laø hình thaønh moät “pha
môùi “ kí hieäu laø 4441 (Bi3Sb0.8Sr4Ca3.9CuO15+) . Vieäc nghieân cöùu pha taïp Pb + Sb trong
sieâu daãn heä BSCCO ñeán nay vaãn tieáp tuïc ñeå giaûi ñaùp nhieàu vaán ñeà nhö : vai troø cuûa Sb
trong sieâu daãn nhieät ñoä cao , aûnh höôûng cuûa söï coù maët cuûa “pha môùi “ leân ñaëc tröng sieâu
daãn cuûa heä Bi – Pb , baûn chaát cuûa “pha môùi“ …
Chuùng toâi choïn ñoái töôïng nghieân cöùu laø vaät lieäu sieâu daãn heä BSCCO pha taïp Pb +
Sb vôùi hôïp phaàn danh ñònh Bi2–XPbX–Z SbZSr2Ca2Cu3Oy vôùi x = 0.1 ÷ 0.7 .Vôùi muïc ñích
nghieân cöùu aûnh höôûng cuûa caùc thoâng soá : aùp suaát neùn maãu , nhieät ñoä vaø thôøi gian nung , tæ
leä thaønh phaàn pha taïp leân ñaëc tröng sieâu daãn cuûa vaät lieäu .


Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 80 -



II/ phaàn thöïc nghieäm
Qui trình thí nghieäm
Caùc maãu sieâu daãn ñöôïc cheá taïo treân cô sôû phaûn öùng traïng thaùi raén thoâng
thöôøng cuûa Bi2O3 , PbO , CaCO3 , SrCO3 , vaø CuO vôùi ñoä tinh khieát ≥ 99% . Hoãn
hôïp ñöôïc nghieàn troän (theo tæ leä thaønh phaàn danh ñònh ) trong thôøi gian 2 giôø trong coái
maõ naõo ; sau ñoù ñöôïc eùp thaønh vieân vôùi aùp suaát neùn töø 1 ÷4 taán/cm2 .Hoãn hôïp vieân
ñöôïc nung khoâ (sô boä ) ôû nhieät ñoä 810oC trong moâi tröôøng khoâng khí trong thôøi gian
24h . Sau khi nghieàn troän trung gian , hoãn hôïp ñöôïc eùp vieân vaø ñöôïc nung thieâu keát ôû
nhieät ñoä 855 – 870oC trong thôøi gian 96 – 100 giôø trong khoâng khí . Caùc maãu sau khi
nung thieâu keát ñöôïc laøm laïnh trong loø ñeán nhieät ñoä 530oC (540oC) thì ñöôïc uû ôû nhieät
ñoä naøy trong 48 giôø . Sau ñoù ñöôïc laøm laïnh trong loø ñeán nhieät ñoä phoøng .
Ñieän trôû cuûa caùc maãu ñöôïc ño nhö moät haøm cuûa nhieät ñoä söû duïng kó thuaät 4
cöïc doø chuaån . Tieáp xuùc giöõa caùc cöïc doø vôùi maãu söû duïng boät nhaøo baèng baïc ñeå khoâ
trong khoâng khí . Heä ño ñieän trôû cuûa khoa Vaät lyù, tröôøng Ñaïi hoïc Khoa hoïc töï nhieân –
Ñaïi hoïc quoác gia Haø noäi vaø ñöôïc kieåm nghieäm laïi treân heä ñieän trôû chuùng toâi ñaõ cheá
taïo taïi Khoa Vaät lyù tröôøng Ñaïi hoïc Ñaø laït . Caùc phaân tích nhieãu xaï tia X ñöôïc thöïc
hieän treân heä ño SIEMEN D5000 taïi phoøng thí nghieäm tia X , Vieän Khoa hoïc vaät lieäu ,
Trung taâm khoa hoïc töï nhieân vaø coâng ngheä quoác gia Haø Noäi .



III/ Keát quaû vaø thaûo luaän
1- Keát quaû ño ñieän trôû
2- Keát quaû phaân tích XRD
Töø caùc phoå nhieãu xaï tia X thu ñöôïc ,keát quaû phaân tích pha ñònh tính nhö sau :
+ Maãu A1 : tæ löôïng pha 2223 ( Bi1.6Pb0.4Sr2Ca2Cu3O vaø
Bi1.9Pb0.13Sr1.98Ca1.98Cu3O10 ) khaù lôùn vaø caùc hôïp chaát Bi2(CO)3O2 , CaCO3
+ Maãu C : tæ löôïng pha 2223 Bi1.6Sr2Ca2Cu3O , 2234 Bi2.3Sr1.7CuO vaø
Ca3Sb2O4
+ Maãu D : tæ löôïng pha 2223 (Bi1.9Pb0.13Sr1.98Ca1.98Cu3O10 ) khaù maïnh , moät
phaàn (2212) (BiO)2Sr2CaCu2O6 vaø caùc hôïp chaát Ca2Cu7Sr3Ox , Sr2Pb O4 , Pb2Sr2O7 ,
Bi2O3 .
+ Maãu E : Phaàn lôùn laø pha 2223(Bi1.9Pb0.13Sr1.98Ca1.98Cu3O10 ) , caùc hôïp chaát
CaCO3 , Bi3Sr13Ca2Cu4Oz , Cu0.73Pb2.03Sr3O7.7 , Sb , Ca3Sr2O6 ,
+ Maãu F1 : phaàn lôùn pha 2223 (Bi1.9Pb0.13Sr1.98Ca1.98Cu3O10 vaø
Bi1..6Pb0.4Sr2Ca2Cu3Ox) , caùc hôïp chaát Ca2Cu7Sr3Ox , Bi2Sr2CuOx (2201) , Pb2O3 ,
Sb2O5
+ Maãu B, L, I : khoâng thaáy xuaát hieän pha sieâu daãn naøo, chæ coù caùc hôïp chaát
Bi4Sr3Ca3Cu4Ox , Bi2O2,75 , Bi2Sr3Cu2O8 , CaCO3 , Bi2O2CO3 .
+ Maãu H : Tæ löôïng caû 2 pha 2212 vaø 2223 ñeàu lôùn, caùc taïp chaát coøn laïi ít laø
Sb2O4 , CaCu , B10Ca11
Ngoaøi caùc maãu treân ñaây , vôùi aùp suaát neùn maãu < 2 taán / cm2 caùc maãu ñeàu nöùt
vôõ hay bieán daïng sau khi nung sô boä ( neáu P < 1 taán / cm2) hoaëc nöùt vôû hay bieán daïng
sau khi thieâu keát.
Nhö vaäy theo caùc thí nghieäm cuûa chuùng toâi , truøng hôïp vôùi caùc coâng trình
nghieân cöùu [4] vôùi aùp suaát thaáp hôn 2 taán / cm2 caùc maãu ñeàu bò nöùt vôõ hoaëc bieán daïng



Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 81 -

sau khi xöû lí nhieät . Vôùi aùp suaát > 4 taán / cm2 theo [4] caùc maãu cuõng bò nöùt vôõ hoaëc
bieán daïng sau khi xöû lí nhieät. Tuy nhieân vôùi maùy eùp thuûy löïc cuûa phoøng thí nghieäm
vaät lyù vaät lieäu cuûa Vieän nghieân cöùu haït nhaân Ñaø Laït khoâng cho pheùp aùp suaát neùn > 4
taán / cm2 neân vôùi aùp suaát neùn > 4 taán / cm2 chuùng toâi chöa nghieäm ñöôïc. Caùc maãu treân
ñaây chuùng toâi ñeàu neùn vôùi aùp suaát > 4 taán / cm2
Maãu A sau khi nung thieâu keát bò chaûy neân khoâng ño R(T) vaø RXD.
Maãu A2 khi ño R(T) thaáy khoâng sieâu daãn ôû 77oK neân khoâng ño ñaëc tröng
R(T) vaø XRD .
Caùc maãu L , B , khoâng sieâu daãn ôû 77oK , neân khoâng ño ñaëc tröng R(T) vaø
phaân tích XRD gaàn gioáng nhau neân trong luaän aùn chæ ñöa ra phoå XRD cuûa maãu B .
Maãu G vì khoâng sieâu daãn ôû nhieät ñoä T > 77oK neân khoâng phaân tích XRD .
Keát quaû thí nghieäm ñöôïc toùm taét trong baûng 1
3- Thaûo luaän
Vôùi qui trình thí nghieäm treân ñoái vôùi taát caû caùc maãu töø keát quaû XRD cho thaáy
raèng Sb chöa ñi vaøo oâ maïng trong caùc pha sieâu daãn , hoaëc taïo thaønh “pha môùi” 4441
(Bi3Sb0,8Sr4,1Ca3,9CuO15+)[3] vôùi haøm löôïng ñaùng keå trong taát caû caùc maãu sieâu daãn
ñaõ nghieân cöùu . Ñieàu naøy chöùng toû thôøi gian nung cuõng nhö thôøi gian uû vaø nhieät ñoä
nung cuõng nhö nhieät ñoä uû chöa thích hôïp . Ñeå thôøi gian vaø nhieät ñoä nung vaø uû toái öu
cho phaûn öùng khueách taùn traïng thaùi raén coù theå xaûy ra caàn phaûi ñöôïc nghieân cöùu saâu vaø
tæ mæ hôn nöõa .
Vôùi keát quaû ño R(T) thaáy raèng haàu heát caùc maãu ñeàu theå hieän söï chuyeån pha 2
böôùc .
Töø qui trình thöïc nghieäm vaø caùc keát quaû thöïc nghieäm treân caùc maãu coù theå ruùt ra
moät soá nhaän xeùt sau (baûng I) :
- Caùc maãu vôùi tæ leä pha taïp Pb lôùn (x > 0,4) thì hoaëc khoâng bieåu hieän tính sieâu
daãn ôû nhieät ñoä > 77oK (maãu I vôùi x = 0,7 ) , hoaëc coù Tc < 77o K (maãu E vaø C vôùi x =
o

0,5 ; maãu G vôùi x = 0,6 ) . Caùc maãu naøy ñeàu coù tæ leä Sb trong ñôn vò coâng thöùc danh
ñònh laø z = 0,1 .
- Caùc maãu sieâu daãn coù Tc vaø Tc cao ñeàu chöùa haøm löôïng pha 2223 cao trong
on o

maãu .
- Maãu F1 cho Tc ~ 100o K vaø Tc khaù cao ~ 90oK öùng vôùi haøm löôïng Pb trong
on o

maãu laø x = 0,3 laø khaù phuø hôïp vôùi keát quaû nghieân cöùu veà sieâu daãn heä BSCCO pha taïp
Pb [5] .
- Maãu K cho giaù trò Tc khaù cao ~130oK , raát tieác keát quaû göûi phaân tích XRD
on

bò thaát laïc . Döï ñoaùn raèng ôû ñaây coù söï tham gia Sb trong maïng vaø ñaõ hình thaønh “pha
môùi” [3] ôû moät löôïng nhoû .
- Maãu H cho caû 2 giaù trò cao Tc ~ 130 o K vaø Tc ~ 100 o K , nhö vaäy tæ löôïng pha
on o

2223 trong maãu ñaõ khaù lôùn . Trò soá Tc cao ôû ñaây cuõng ñöôïc ñaùnh giaù laø do vai troø cuûa
on

Sb trong maïng hoaëc coù söï hình thaønh “pha môùi” ôû moät löôïng nhoû naøo ñoù .
Vieäc ñaït ñöôïc Tc vaø Tc cao nhaát trong caùc maãu vôùi nhieät ñoä nung sô boä
on o

830oC vaø thieâu keát 860oCñeàu cao hôn caùc maãu khaùc , cuõng nhö vieäc giaõ vaø nghieàn
trung gian coù vai troø quan troïng trong vieäc naâng cao nhieät ñoä chuyeån pha sieâu daãn ,
ñieàu naøy truøng hôïp vôùi keát luaän cuûa caùc taùc giaû [5] .




Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 82 -

IV/ Keát luaän
Do ñieàu kieän thôøi gian coøn ít , thieát bò nghieân cöùu taïi choã chöa ñaày ñuû , kinh phí
haïn heïp , moät soá hoùa chaát phaûi göûi mua ôû nöôùc ngoøai neân soá caùc maãu thí nghieäm coøn
haïn cheá . Tuy nhieân vôùi nhöõng keát quaû thöïc nghieäm thu ñöôïc ñaõ ruùt ra ñöôïc moät soá
nhöõng nhaän ñònh quan troïng , treân cô sôû ñoù coù theå môû ra nhöõng höôùng nghieân cöùu môùi
saâu hôn nöõa ñeå coù theå hieåu theâm veà baûn chaát cuõng nhö giaûi thích cô cheá cuûa sieâu daãn
nhieät ñoä cao heä BSCCO pha taïp Pb + Sb .
Cuøng vôùi caùc soá lieäu thöïc nhgieäm cuûa caùc coâng trình nhgieân cöùu coâng boá ñaõ
neâu treân ñaây , moät laàn nöõa coù theå khaúng ñònh vai troø quan troïng cuûa caùc chaát pha taïp
khi ñi vaøo caáu truùc cuûa oâ maïng vôùi moät tyû leä thích hôïp seõ naâng cao ñöôïc nhieät ñoä
chuyeån pha sieâu daãn cuûa heä BSCCO .
Ñaëc bieät tyû leä haøm löôïng Sb trong hôïp chaát cuõng nhö nhieät ñoä nung vaø thôøi
gian nung coù aûnh höôûng lôùn ñeán tính sieâu daãn cuûa heä naøy . Hi voïng raèng sau ñaây
chuùng toâi coù theå tieáp tuïc saâu hôn nöõa veà vieäc pha taïp Pb + Sb trong sieâu daãn heä
BSCCO ñeå coù theå tìm ra baûn chaát cuûa vieäc hình thaønh “pha môùi “ - moät nhaän ñònh [3]
maø ñeán nay vaãn chöa ñöôïc laøm saùng toû.




Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 83 -

TAØI LIEÄU THAM KHAÛO
1- Hongbao L. , Liezhao C. , Lieg Z. , Zhiquiang M. , Zhidong Y. , Bai X. ,
Xianglei M. , Guien Z. , Yaozhong R. , Zhaojiu C. and Yuheng Z. , (1988)
, Solid State Commun . 69,867
2- Tingzhu C. ,Jiang L. , Chengao S. , Li L. , Yuntao L. , Gulin L. , Zhiquiang
M. , Haiquin W. , Zhaojia C. and Yaheng Z. , (1990) , Supercond . Sci .
Technol . 3, 87.
3- S.A . Agmhotry , P.Ghosal , K.C. Nagpal and
S.Chandra.Supercond.Sci.Technol.4 (1991) 7 – 12 .Printed in the UK .
4- Nguyeãn Huy Sinh , luaän aùn PTS Khoa hoïc toaùn lyù (1990)
5- Dhananjai Pandey , A.K.Singh , P.K.Srivastava , A.P.Singh ,
S.S.R.Inbanathan , G.Singh.Physica C 241 (1995) 279 – 291 .




Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Đề thi vào lớp 10 môn Toán |  Đáp án đề thi tốt nghiệp |  Đề thi Đại học |  Đề thi thử đại học môn Hóa |  Mẫu đơn xin việc |  Bài tiểu luận mẫu |  Ôn thi cao học 2014 |  Nghiên cứu khoa học |  Lập kế hoạch kinh doanh |  Bảng cân đối kế toán |  Đề thi chứng chỉ Tin học |  Tư tưởng Hồ Chí Minh |  Đề thi chứng chỉ Tiếng anh
Theo dõi chúng tôi
Đồng bộ tài khoản