Khóa luận tốt nghiệp đại học chính quy: Thiết kế hệ quang học schlieren để quan sát chuyển động của các phân tử chất lưu trong suốt

ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH<br /> KHOA VẬT LÝ<br /> <br /> Nguyễn Việt Hải<br /> <br /> THIẾT KẾ HỆ QUANG HỌC SCHLIEREN<br /> ĐỂ QUAN SÁT CHUYỂN ĐỘNG<br /> CỦA CÁC PHÂN TỬ CHẤT LƯU TRONG SUỐT<br /> <br /> KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHÍNH QUY<br /> Ngành: Vật lý đại cương<br /> <br /> Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Lâm Duy<br /> <br /> Hồ Chí Minh - 2016<br /> <br /> Lời cảm ơn<br /> Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành nhất đến TS. Nguyễn Lâm Duy vì những<br /> kiến thức chuyên môn, kinh nghiệm thực nghiệm quý báu và cả phong cách khoa<br /> học mà Thầy đã tận tình truyền đạt cho tôi trong suốt quá trình thực hiện khóa luận<br /> tốt nghiệp này.<br /> Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến những người bạn đã nhiệt tình hướng dẫn tôi sử<br /> A<br /> dụng công cụ LTEXđể trình bày khóa luận một cách chuyên nghiệp và đưa ra những<br /> nhận xét thiết thực để tôi hoàn thiện công trình của mình hơn.<br /> Cuối cùng, tôi sẽ không thể hoàn thành khóa luận này nếu thiếu sự đồng hành của<br /> gia đình mình và của quý Thầy Cô trong đại gia đình khoa Vật lý.<br /> Hồ Chí Minh, tháng 04 năm 2016<br /> Sinh viên<br /> <br /> Nguyễn Việt Hải<br /> <br /> Mục lục<br /> Lời cảm ơn<br /> <br /> ii<br /> <br /> Mục lục<br /> <br /> ii<br /> <br /> Danh sách hình vẽ<br /> <br /> v<br /> <br /> Danh sách bảng<br /> <br /> vi<br /> <br /> Lời mở đầu<br /> <br /> 1<br /> <br /> 1<br /> <br /> Giới thiệu hệ quang học schlieren<br /> 1.1 Lịch sử . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> 1.2 Ứng dụng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> <br /> 3<br /> 3<br /> 4<br /> <br /> 2<br /> <br /> Nguyên lý hoạt động của hệ quang học schlieren<br /> 2.1 Sự truyền ánh sáng trong môi trường không đồng chất . .<br /> 2.2 Mối liên hệ giữa chiết suất môi trường và mật độ phân tử<br /> 2.3 Các cách bố trí kĩ thuật schlieren của Toepler . . . . . .<br /> 2.3.1 Hệ một thấu kính . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> 2.3.2 Hệ hai thấu kính . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> 2.3.3 Hệ gương chữ Z . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> 2.3.4 Hệ một gương . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> 2.4 Lý do chọn chế tạo hệ schlieren một gương . . . . . . . .<br /> 2.5 Nguyên lý hệ schlieren một gương phương pháp Toepler<br /> <br /> 3<br /> <br /> Đề xuất xây dựng hệ schlieren một gương cầu lõm<br /> 3.1 Cụm gương . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> 3.1.1 Gương cầu lõm . . . . . . . . . . . . .<br /> 3.1.2 Giá đỡ gương . . . . . . . . . . . . . .<br /> 3.2 Cụm nguồn sáng . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> 3.2.1 Nguồn sáng . . . . . . . . . . . . . . .<br /> iii<br /> <br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> <br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> <br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> <br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> <br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> <br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> <br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> <br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> <br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> <br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> <br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> <br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> <br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> <br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> <br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> <br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> <br /> 6<br /> 6<br /> 7<br /> 7<br /> 7<br /> 8<br /> 8<br /> 9<br /> 10<br /> 10<br /> <br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> <br /> 12<br /> 12<br /> 12<br /> 13<br /> 15<br /> 15<br /> <br /> 3.3<br /> 3.4<br /> 3.5<br /> 3.6<br /> 4<br /> <br /> 5<br /> <br /> 6<br /> <br /> 3.2.2 Nguồn sáng kết hợp . . . .<br /> 3.2.3 Đèn diode phát quang (LED)<br /> 3.2.4 Mạch điện . . . . . . . . . .<br /> Cụm đế . . . . . . . . . . . . . . .<br /> Lưỡi dao . . . . . . . . . . . . . . .<br /> Máy ảnh . . . . . . . . . . . . . . .<br /> Cân chỉnh hệ thống . . . . . . . . .<br /> <br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> <br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> <br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> <br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> <br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> <br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> <br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> <br /> Kết quả<br /> 4.1 Kết quả thu được bằng máy ảnh Panasonic Lumix<br /> 4.2 Kết quả thu được từ máy ảnh Canon A2500 . . .<br /> 4.2.1 Thông số kỹ thuật . . . . . . . . . . . .<br /> 4.2.2 Hình ảnh quan sát . . . . . . . . . . . . .<br /> 4.3 Kết quả thu được từ máy ảnh Sony NEX-5N . . .<br /> <br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> <br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> <br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> <br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> <br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> <br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> <br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> <br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> <br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> <br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> <br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> <br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> <br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> <br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> <br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> <br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> <br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> <br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> <br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> <br /> 15<br /> 16<br /> 17<br /> 18<br /> 20<br /> 23<br /> 23<br /> <br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> .<br /> <br /> 25<br /> 25<br /> 28<br /> 28<br /> 28<br /> 28<br /> <br /> Gợi ý ứng dụng hệ schlieren vào dạy - học ở trường phổ thông<br /> 5.1 Hiện tượng đối lưu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> 5.1.1 Đặt vấn đề . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> 5.1.2 Dụng cụ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> 5.1.3 Hiện tượng đối lưu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> 5.1.4 Kết luận . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> 5.1.5 Giải thích . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> 5.1.6 Định nghĩa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> 5.2 Mở rộng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> 5.2.1 Vì sao ngọn lửa luôn hướng lên trên và có đầu nhọn bất kể<br /> ta có cầm ngọn nến theo cách nào? . . . . . . . . . . . . . .<br /> 5.2.2 Vì sao máy lạnh lại được đặt ở trên cao? . . . . . . . . . . .<br /> 5.2.3 Vì sao bình đun nước có cục nóng được đặt ở dưới đáy bình?<br /> 5.3 Vận dụng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> <br /> 36<br /> 36<br /> 36<br /> 36<br /> 36<br /> 38<br /> 38<br /> 38<br /> 39<br /> <br /> Kết luận và hướng phát triển<br /> 6.1 Kết luận . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> 6.2 Hướng phát triển . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .<br /> <br /> 40<br /> 40<br /> 40<br /> <br /> Tài liệu tham khảo<br /> <br /> 39<br /> 39<br /> 39<br /> 39<br /> <br /> 41<br /> <br /> iv<br /> <br />