thực tập vật lý đại cương

Chia sẻ: Nguyen Thi Ngoc Hoa | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:84

1
915
lượt xem
173
download

thực tập vật lý đại cương

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

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,...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: thực tập vật lý đại cương

  1. TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC ÑAØ LAÏT GIAÙO TRÌNH THÖÏC TAÄP VAÄT LYÙ ÑAÏI CÖÔNG A1 TRAÀN KIM CÖÔNG 2005
  2. 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
  3. 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
  4. 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
  5. 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
  6. 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
  7. 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
  8. 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
  9. 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
  10. 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
  11. 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
  12. 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
  13. 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
  14. 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
  15. 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
  16. 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
  17. 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
  18. 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
  19. 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<< 1 neân gaàn ñuùng : m 0 ≈ m 1 (1 − e ( )(1 + e D ) ≈ m 1 + 1 D − 1 )m e 1 (4) Keát hôïp (3) vaø (4) ta coù : Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
  20. Thöïc taäp vaät lyù ñaïi cöông A 1 - 19 - mo= m1 + (1/D –1/ ρ ) m1e ± y( am – ao) (5) Hay: mo= m + (1/D –1/ ρ ) m1e (5’) Neáu D ≈ ρ thì (5) laïi trôû veà (3). 4. Phöông phaùp caân laëp Ñaët leân ñóa caân traùi moät quaû caân khoái löôïng M( lôùn hôn khoái löôïng vaät caàn caàn caân) laøm bì. Ñaët leân ñóa phaûi caùc quaû caân nhoûcoù khoái löôïng toång coäng m1 ñeå kim caân baèng ôû vò trí am naøo ñoù. Goïi l1, l2 laø caùnh tay ñoøn beân traùi vaø beân phaûi cuûa caân. Khi caân baèng ta coù: Mgl1= m1gl2 hay Ml1= m1l2 (6) Giöõ nguyeân bi M, ñaët vaät m leân ñóa caân phaûi, ruùt bôùt caùc quaû caân cho kim caân baèng ôû am. Toång khoái löôïng vaùc quaû caân ñóa phaûi khi ñoù laø : Mgl1= (m2 + m )gl2 Hay: Ml1 = (m2 +m) l2 (7) Töø (6) vaø (7) suy ra: m= m1 – m2 (8) Neáu hieäu chænh söùc ñaåy Archimeøde thì thay giaù trò m ôû (8) vaøo (5’) ta ñöôïc khoái löôïng thöïc cuûa vaät. Phöông phaùp caân naøy cho pheùp caân nhanh vaø chính xaùc khoái löôïng cuûa vaät vì loïai tröø ñöôïc sai soá cuûa hai nöûa ñoøn caân khoâng hoaøn toaøn daøi baèng nhau. II/ THÖÏC HAØNH - Kieåm tra söï thaêng baèng boït nöôùc hay daây roïi. Ñieàu chænh thaêng baèng nhôø caùc oác Q. - Xaùc ñònh soá 0 a0 cuûa caân. Traàn Kim Cöông Khoa Vaät lyù
Đồng bộ tài khoản