Đề tài Cải tiến quy trình hướng dẫn và kiểm tra môn thực hành thí nghiệm Điện - Quang

iểm và nhƣợc điểm của phƣơng pháp đo điện trở bằng cầu Wheaston so với phƣơng pháp đo điện trở bằng vonkế và ampekế? 2- Chứng minh rằng khi I3, I4 khác nhau càng ít thì sai số của phép đo điện trở bằng cầu Wheaston càng nhỏ. 3- Vì sao phƣơng pháp đo điện trở bằng cầu Wheaston không thể đo điện trở nhỏ có độ lớn xấp xỉ điện trở của dây nối? 6 BÀI 2 Đo điện trở bằng cầu kép 1.Lý thuyết: Cầu kép dùng để đo các điện trở nhỏ, có độ lớn xấp xỉ bằng điện trỏ dây nối và điện trở tiệp xúc. Sơ đồ cầu kép đƣợc vẻ trên H.1 Các điện trở A, a, B, b đƣợc chọn rất lớn để dòng điện qua chúng nhỏ so với dòng diện qua Rx và R0, do đố độ giảm điện thế trên các dây nối của các nhánh MC, KD, CỌ, DP rất nhỏ so với độ R0 giảm điện thế trên Rx và Ro. Vì vậy điện trở của các dây nối chỉ cần nhỏ so với điện trở A , a , B , b mà không cần nhỏ so với Rx và R0 . Ta tính điều kiện để cầu cân bằng tức là điều kiện để dòng điện qua điện kế IG = 0. Khi khóa K đóng IG = 0 => VC = VD Khi đó A nối tiếp với B và có dòng điện I chạy qua; a nối tiếp với b và có dòng điện I chạy qua. Còn dòng điện chạy qua Rx và R0 đều bằng I0 Ta có: Suy ra: Nếu ta chọn A,a,B,b thỏa mãn điều kiện: = (1) Thì : = => Rx = R0 (2) Nhận xét rằng nhờ có mạch phụ KaDbP nên điện trở của dây nối KNP nối Rx và Ro không tham gia vào các phƣơng trình, do đó không ảnh hƣởng đến kết quả đo điện trở Rx II. Thực hành: * Dụng cụ: - Nguồn điện E là pin Danielle 1.5 V - Ngắt điện K - Điện kế chỉ số 0 (G) và điện trỏ shun - Bốn hộp điện trở mẫu A , a , B , b. - Điện trở cần đo Rx 7 - Điện trở R0 là mẫu dây điện trở dài 1m căng trên một bảng gỗ có gắn thƣớc đo H.2 * Các bƣớc thực hành : - Mắc mạch điện nhƣ hình vẽ chú ý phải mắc điện trở shun song song với điện kế G nhƣ H.3 (bài 1) và cắm chặt các vít , đóng chặt các chốt cắm của các hộp điện trở..Kiểm tra các hộp điện trở để số 0 của điện trở ở vị trí ban đầu. - Chọn các giá trị điện trở A , a , B , b thỏa mãn điều kiện (1). Di chuyển con chạy trên dây điện trở R0. để cầù cân bằng (Ig = 0) - Đo l lúc đó R0. đƣợc tính bằng công thức R0 = αl α là điện trở của 1m dây điện trở. Độ lớn của α đƣợc cho sẵn bởi phòng thí nghiệm α = 6 Ω / m. Từ đó ta tính đƣợc Rx theo biểu thức (2). Chú ý rằng sai số của phép đo Rx phụ thuộc vào sai số tƣơng đối của phép đo chiều l *100% Để giảm sai số của phép đo Rx ta phải giảm sai số tƣơng đối của phép đo chiều dài l. Nhƣ vậy trong bài thí nghiệm ta phải chọn các giá trị A, a, B, b nhiều lần sao cho A, a, B, b vừa thỏa mãn điều kiện (1) và cầu cân bằng (IG = 0). Khi con chạy ở thƣớc đo trên 0.5m. Trình bày kết quả thí nghiệm : Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 a A b B l Chọn = l= l T =α = Rx = ± Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5 III. Trá lời câu hỏi: 1- So sánh cầu kép với cầu Wheaston. 2- Vì sao cầu kép đo đƣợc điện trở nhỏ có độ lớn xấp xỉ bằng điện trở của dây nối? 3- Muốn giảm sai số của phép đo Rx ta phải làm gì? Hãy chứng minh điều đó. 8 Bài 3 Đo suất điện động của nguồn điện một chiều bằng phƣơng pháp Xung Đối I. Lý thuyết : - Đây là phƣơng pháp xác định suất điện động của nguồn điện một chiều bằng cách so sánh với một suất điện động đã biết chính xác. - Xét một mạch điện nhƣ H. 1 Trong đó: - - Ex: suất điện động cầu đo. - - K : ngắt điện. - - G: điện kế chỉ số 0. - - AB dây điện trở đồng chất tiết diện đều. - - E: suất điện động của ắc qui hoặc một biến thế chỉnh lƣu. - Các cực cùng tên của nguồn điện, chẳng hạn cực dƣơng đƣợc nối chung vào điểm A. Nếu suất điện động E lớn hơn suất điện động Ex thì ta luôn tìm đƣợc điểm c trên dây dẫn AB sao cho dòng điện không đi qua điện kế G (IG = 0). Khi đó áp dụng định luật Ohm tổng quát cho nhánh A ,Ex, G , C ta có : VA - VC = Ex (1) - Mặt khác khi IG = 0 thì trong toàn mạch kín ACBKEA dòng điện có cùng cƣờng độ I do E cung cấp. Áp dụng định luật Ohm cho đoạn dây AC ta có: - VA-VC =IRAC (2) - So sánh (1) và (2) ta có: Ex = IRAC - Nếu thay thế Ex bằng một nguồn điện mẫu có suất điện động Em đã biết. Nối cực dƣơng của Em vào A và giữ nguyên E thì có thể tìm đƣợc một vị trí D trên AB sao cho con chạy tới D thì IG = 0. - Tƣơng tự nhƣ trên ta tìm đƣợc : Em = IRAD (3) - Vì RAC ~LAC~ RAD ~ LAD nếu chia (2) cho (3) ta đƣợc: Ex = Em* - - Nhƣ vậy việc so sánh hai sức điện động - Ex và Em thực tế dẫn đến việc so sánh hai điện - trở hoặc hai độ dài. II. Thực hành: 1- Dụng cụ gồm có: - - Ngắt điện K - - Pin cần đo có suất điện động Ex - - Nguồn chỉnh lƣu cung cấp suất điện động E chọn E - khoảng từ 3 đến 5v 9 - Điện kế chỉ số không G có mắc shun để hạn chế dòng qua điện kế. - Pin mẫu Em (giá trị suất điện động đƣợc cho bởi phòng thí nghiệm). - Dây điện trở AB thực tế là dây điện trở dài căng trên bản gỗ thành nhiều đoạn thẳng song song. Mỗi chỗ tiếp giáp giữa hai đoạn đều có một lỗ để cắm chốt. Bằng cách di chuyển chốt cắm A đồng thời di chuyển con chạy C ta dễ dàng thay đổi độ dài đoạn dây LAC 2- Các bƣớc thực hành: Mắc mạch điện nhƣ H.2 chú ý cực dƣơng của các nguồn Ex và E đều nối về phía điểm A và suất điện động nguồn E không thay đổi trong suốt quá trình thí nghiệm. Thay đổi lần lƣợt lỗ cắm từ 0 đến 10. Mỗi lần thay đổi lỗ cắm ta chạm con chạy C vào hai đầu OB và quan sát chiều lệch của kim điện kế. Nếu thấy kim lệch theo hai chiều ngƣợc nhau thì lỗ cắm trên chính là lỗ cần tìm (ví dụ nhƣ số 5 theo H.2). Giữ nguyên lỗ cắm di chuyển con chạy cho đến khi điện kế G chỉ số 0. Lúc này ta tháo một đầu của shun ra khỏi điện kế và tìm vị trí chính xác của con chạy để kìm điện kế G hoàn toàn chỉ đúng số 0 (bằng cách di chuyển con chạy thêm một khoảng nhỏ) Đọc giá trị LAC Giả sử tại vị trí nhƣ H.2 thì LAC = 5m + 0.35m đo LAC 5 lần. Thay pin Ex bằng pin mẫu Em và lập lại thí nghiệm nhƣ trên để đo LAD 5 lần Trình bày kết quả thí nghiệm vào bảng sau, ký hiệu LAC là L1 và LAD là L2. Ex L1 Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5 L1 = ± Em L2 Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5 L2 = ± Tính = Em * = ; =.; =; Ex. = ± = III. Trả lời câu hỏi: 1- Bản chất của phƣơng pháp xung đối? 2- Ƣu điểm của phƣơng pháp xung đối với phƣơng pháp đo suất điện động của bằng vônkế? 3- Độ chính xác của phép đo phụ thuộc vào yếu tố nào? cần chú ý gì khi làm thí nghiệm để đạt độ chính xác cao? 10 Bài 4 Đo hằng số Faraday F và điệnt ích nguyên tố e I. Lý thuyết : Khi hòa tan chất điện phân vào nƣớc tạo thành dung dịch thì nó bị phân ly thành ion dƣơng và ion âm (chẳng hạn dung dịch sunphát đồng trong nƣớc). CuSO4 ↔ Cu++ + S04 – Khi cho dòng điện chạy qua dung dịch thì các ion dƣơng Cu++ chạy về cực âm (catốt) còn các ion âm SO4 - thì chạy về cực dƣơng (anốt). Nếu các cực dƣơng và cực âm của bình điện phân đều làm bằng đồng Cu thì tại cực âm có phản ứng nhƣ sau Cu++ + 2e → Cu bám vào cực âm, các ion âm SO4 - khi chạy tới cực dƣơng sẽ khử Cu của cực dƣơng để tái tạo Cu ++ cho dung dịch : Cu → Cu++ + 2e (số mol của các phân tử không đổi, dung dịch ở dƣới dạng ion ) Nhƣ vậy khi điện phần dung dịch sunphát đồng thì cực dƣơng bị mòn dần cực âm thì dày thêm, hiện tƣợng này gọi là dƣơng cực tan. Trong quá trình điện phân dƣơng cực hao bao nhiêu thì âm cực nhận đƣợc bấy nhiêu, còn nồng độ dung dịch không thay đổi Theo định luật Faraday khối lƣợng chất thoát ra ở điện cực là: m = KQ Q : điện lƣợng qua bình điện phân. K : đƣơng lƣợng điện hóa: K = A : nguyên tử Kilogram của chất thoạt ra ở điện cực. Z : hóa trị của chất đo. N : số Avogadro N = 6,023 * 10-26./ Kilomol. e : điện tích nguyên tố (có giá trị bằng điện tích của electron ). Do đó m= Q Suy ra F = (1) Nếu m = thì F = Q Vậy F có nghĩa là điện lƣợng cần thiết qua bình điện phân để khối lƣợng chất thoát ra ở điện cực bằng một đƣơng lƣợng Kilogram của nó. Đơn vị đo F là culomb / đƣơng lƣợng kilogram. Đối vơi đồng A = 63,54 Kg; Z = 2 vì vậy nếu đo đƣợc Q = It và m thì theo (1) ta tính đƣợc điện tích của electron e = (2) 11 II. Thực hành: 1 - Dụng cụ gồm có: - Bình điện phân đựng dung dịch CuSO4 với các điện cực bằng đồng (B). - Ampere kế A . - Biến trở con chạy R. - Nguồnđiện E. - Ngắtđiện K. -Đồng hồ. 2 - Các bƣớc thực hành: -Lắp mạch điện theo sơ đồ nhƣ hình vẽ bên -Đóng khóa K cho dòng điện chạy qua bình điện phân, điều chỉnh R để Ampere kế chỉ từ 0.5A đến 0.8A sau đó ngắt điện và giữ nguyên R. -Tháo cực âm ra lau sạch sấy khô và cân khối lƣợng ban đầu m1 của âm cực. -Lắp âm cực vào và đóng khóa K đồng thời bắt đầu tính giờ cho dòng điện chạy qua bình điện phân ƣơng 30 phút. Chú ý luôn giữ cho dòng điện luôn không đổi. -Ngắt điện đồng thời cho đồng hồ ngừng chạy. -Tháo cực âm ra sấy khô cẩn thận cân khối lƣợng m2 của âm cực. Khối lƣợng đồng thoát ra ở dƣơng cực là: m = m2 - m1 -Thay các trị số đo đƣợc m, I, t vào (1) ta tính đƣợc F, thay F vào (2) ta tính đƣợc e. -Trình bày kết quả thí nghiệm nhƣ sau: III. Câu hỏi: 1 -Ý nghĩa của điện tích nguyên tố e? 2 -Ý nghĩa của hằng sốFaraday F? 3 -Độ chính xác của phép đo e bằng phƣơng pháp điện phân phụ thuộc vào yếu tố nào? Sai số do những đại lƣợng nào ảnh hƣởng nhiều nhất tới mức chính xác của phép đo e trong thí nghiệm này? 12 BÀI 5 Tiêu trắc I. Mục đích: Mục đích cuả bài thực tập này là chỉ cách đo tiêu cự các thấu kính mỏng. II. Nguyên tắc: Ta hãy nhắc lại một số đặc điểm của thấu kính hội tụ và phân kỳ mà ta sẽ ứng dụng trong các phƣơng pháp sau đây: 1-Thấu kính hội tụ: Tia tới thấu kính qua tiêu điểm vật F thì khi ló ra sẽ song song với quang trục. Tia tới song song với quang trục khi ló qua thấu kính sẽ đi qua tiêu điểm ảnh F‟. (ứng dụng trong phƣơng pháp tự chuẩn) - Khi vật đặt cách thấu kính một khoảng bằng 2f thì độ lớn của ảnh bằng độ lớn của vật. (Ứng dụng trong phƣơng pháp Silbermam) 13 - Đối với thấu kính hội tụ nếu thỏa mãn điều kiện L 4f trong đó L là khoảng cách từ vật đến màn, ta sẽ có hai vị trí của thấu kính để có ảnh rõ trên màn. (ứng dụng trong phƣơng pháp Bessel) 2 - Thấu kính phân kỳ: -Tia tới song song quang trục khi đi qua thấu kính sẽ phân kỳ và phần kéo dài đi qua tiêu điểm ảnh F . Ngƣợc lại những tía tới là những tia hội tụ, điểm hội tụ đúng tiêu điểm vật, thì khi ló ra khỏi thấu tính sẽ song song với quang trục. (Ứng dụng ƣơng phƣơng pháp tự chuẩn ) - Thấu kính phân kỳ cho ta ảnh vật ƣơng điều kiện: *Vật ảo. *Khoảng cách từ vật đến thấu kính nhỏ hơn tiêu cự của nó. (Ứng dụng trong phƣơng pháp các điểm liên kết) III. Dung cu: - Vật là dây chữ thập đặt trƣớc một bóng đèn. - Một thƣớc mét. - Các giá mang thấu kính, gƣơng, màn. - Những thấu kính phải đo tiêu cự. 14 IV. Thực tập: 1-Đo tiêu cự thấu kính hội tụ (bằng 3- phƣơng pháp) *Phƣơng pháp tự chuẩn : Đặt gƣơng M sau thấu kính L trên giá quang nghiệm sao cho ảnh cuối cùng S‟ của S lại hiện rõ trên mặt phẳng S. Khi đó f bằng khoảng cách từ vật đến thấu kính Phƣơng pháp Silbermam: Hứng ảnh thật S‟A‟ của vật SA trên màn M. Di chuyển thấu kính và màn sao cho SA = S‟A‟. Khi đó SO = S‟O và f = Lƣu ý: Ta không thể đo đƣợc SA = S‟A‟.Ta chỉ cần điều chỉnh có ảnh rõ và SO = S‟O là đủ (Khi đó ta đã có SA = S‟A). Ta phải đo SS‟ nhiều lần mới có kết quả chính xác. 15 * Phƣơng pháp Bessel : - Đặt màn M ở 1 vị trí cố định khá xa nguồn S . - Di chuyển thấu kính trên giá quang nghiệm ta sẽ tìm đƣợc hai vị trí của thấu kính để cho ta ảnh rõ trên màn. Ta có: SO = S'0 (Sinh viên đo lại) D = p + p‟ , d = p‟ – p p‟ = ; p‟ = ; f Vậy muốn đo f ta đo khoảng cách D, d. Khi thấu kính đặt tại O1 tiêu điểm vật và tiêu điểm ảnh là F1 F1 . Khi thấu kính đặt tại 02 tiêu điểm vật và tiêu điểm ảnh là F2 , F2' Ở đây không cần vẽ F2 2- Đo tiêu cự thấu kính phân kỳ: * Phƣơng pháp tự chuẩn: Thấu kính hội tụ L1 cho ta ảnh thật của S tại vị trí S1 (Tìm vị trí này bằng màn M). Đo L1S1 - Đặt thấu kính phân kỳ L2 giũa L1 và S1 , đặt gƣơng M sau L2 . Di chuyển L2 sao cho ảnh cuối cùng S' lại hiện rõ trên mặt phẳng S Đo L1 L2; Ta có: f = L1S1 - L1L2; - Sai số tuyệt đối trung bình Af đƣợc tính bằng cách đo L1S1 và L1 L2 nhiều lần rồi tính sai số tuyệt đối trung bình của nó. 16 Chú ý: Vì ảnh cuối cùng phải khúc xạ qua hai thấu kính L1 và L2 nên ảnh bị mờ. Muốn dễ thấy ảnh ta phải vữa di chuyển L1 (trong khoảng L1 và S1) vừa lắc, nếu thấy dấu hiệu có ảnh (một vệt sáng trên mặt S chạy theo chiều lắc của L2) ta chỉnh gƣơng M để ảnh tập trung vào một bên của S (không trùng với S) Chỉnh ảnh rõ. Đo L 1 L2, lấy thấu kính L2 và gƣơng M ra khỏi giá, di chuyển màn để tìm vị trí S 1 . Đo L1S1 *Phƣơng pháp các điểm liên kết : -Thấu kính hội tụ L cho ảnh thật của s tại vị trí S1 (Tìm vị trí này bằng màn M nên đặt L sao cho S1 khá nhỏ) - Đặt giữa L1 và S1 một thấu kính phân kỳ L'2S1 sẽ là vật ảo đối với thấu kính L2 (Đánh dấu S 1 trên giá) dời màn ra xa vị trí S 1 di chuyển L2 giữa L 1 và S1 đến một vị trí nào ta thấy ảnh rõ của vật S1'trên màn P'=L1S1' p = L2S1 - Vậy tiêu cự thấu kính phân kỳ L2 :f‟ = (f có giá trị âm) 17 Trình bày kết quả : 1-Thấu kính hội tu : PHƢƠNGPHÁP LẦN 1 LẦN 2 LẦN 3 LẦN 4 GIÁ TRỊ T.BÌNH Độ NGỜ KẾT QUẢ TỰ CHUẨN f SILBERMAM SS' f BESSEL D d f 2- Thấu kính phân kỳ : PHƢƠNG PHÁP LẦN 1 LẦN 2 LẦN 3 LẦN 4 GIÁ TRỊ T.BÌNH ĐỘ NGỜ KẾT QUẢ TỰ CHUẨN LS LL‟ f(âm) ĐIỂM LIÊN KẾT P P‟ f(âm) 18 BÀI 6 Triền quang kế (Đƣờng kế) Ị. Mục đích: Khảo sát gốc quay R của mặt phẳng chấn động của ánh sáng phân cực thẳng khi ánh sáng này đi quạ một dung dịch quang hoạt. Dùng gốc quay R để xác định năng suất triền quang riêng (α) của chất quang hoạt hòa tan và xác định nồng độ của một dung dịch quang hoạt. II.Triển quang kế LAURENT: Điều chỉnh của triền quang kế bán ảnh Laurent gồm có, kể theo phƣơng truyền của ánh sáng: 1- Một nguồn sáng đơn sắc, đèn Na-tri hoặc đèn thƣờng cố gắn kính lọc màu. 2- Một Nicol phân cực p. 3- Một chắn sáng tròn D hở mà ỏ giƣã bị chắn bởi một bản nửa sóng E có cạnh thẳng đứng song song một đƣờng trung tính (Thí dụ : Oy) 4- Một ống T có chiều dài cho sẩn đựhg dung đích quang hoạt cần khảo sát (dung dịch đƣờng). 5- Một Nicol phân tích A gắn liền vào một thƣớc tròn có chia độ. Thƣớc này quay đƣợc nhờ đinh ốc V. 6- Một kính nhắm L để ngắm chừhg ở chắn sáng D. III. Nguyên tắc đo : Trong thị trƣờng của kính ta thấy hai vùng sáng kề nhau G và D. Một vùng G đƣợc chiếu sáng bằng các tỉa sáng đã xuyên qua bản nữa sóng E. Vừng kia đƣợc chiếu sáng bởi các tia sáng đi qua phẩn trống E của chắn sáng D. Gọi OP là vectơ chấn động sáng ló ra khỏi Nicol phân cực p Vectơ, chấn động này truyền qua khỏi phần trống E của chắn sáng mà không bị thay đổi Vậy ra khỏi phần E tía sáng vẫn mang theo chấn động OP Trái lại phần chùm sáng xuyên qua bản nữa sóng, bản này biến chấn động OP thành chấn động OP' đối xứng với đƣờng trung tính của bản mỏng. 19 Gọi AA' là vết của thiết diện chính của Nicol phân tích A, Nicol phân tích A chỉ để cho thành phần chấn động OP nằm trong thiết diện chính ló. Vậy chỉ có hình chiếu OB của OP và OC của OP' trên AA' là ló ra đƣợc khỏi Nicol phân tích. Nhƣ vậy trong thị trƣờng kính ngắm ta thấy hai vùng G và D có cƣờng độ sáng không bằng nhau, lần lƣợt bằng: I1 = k*OB 2 I2 = k*OC 2 (định luật Malus) Muốn cho hai vùng có cùng cƣờng độ sáng ta phải quay Nicol chung quanh trục so thế nào để phƣơng AA‟ trùng với Ox hoặc Oy Xét hai hình trên ta thấy rằng trong hai trƣờng hợp ta đều có OB 2 = OC 2 => I1 = I2 và hai vùng cổ cƣờng độ sáng bằng nhau Theo hai hình trên khi AA' trùng với Ox thì độ sáng của hai vùng nhỏ hơn khi AA' trùngvới Oy. Trong trƣờng hợp thứ nhất sự bằng nhau về độ sáng của hai vùng xảy ra gần vùng bán ảnh. Trong cách thứ hai sự bằng nhau về độ sáng của hai vùng xảy ra gần vùng sáng tỏ nhất. Mắt ta nhận xét đƣợc các độ biến thiên về độ sáng rõ hơn khi ta ở vùng gần hơn ảnh. Vì lẽ đó ta luôn tìm cách thực hiện trƣờng hợp thứ nhất nên triền quang kế có tên là triền quang kế bán ảnh. 20 Sau khi đã điều chỉnh cho hai vùng sáng đều nhau trong vùng bán ảnh, ta đặt trƣớc Nicol phân tích ống T đựng dung dịch quang hoạt sau khỉ ló ra khỏi dung dịch hai chấn động OP và OP' đã cùng quay đi góc R và có vị trí OQ và OQ' đồng thời hai vùng không còn sáng đều nhau nữa. Muốn cho hai vùng sáng đều nhƣ cũ ta phải quay thế nào cho thiết diện chính của kính phân tích A trùng với một trong hai đƣờng phân giác của góc QOQ' Chỉ có vị trí mà Nicol phân tích A trùng với phân giác ngoài của góc nhọn QOQ' là đúng nhất (bán ảnh). Ta đọc góc R ra độ trên vòng chia độ gắn chặt vào Nicol phân tíchA IV, Thực tập: 1 - Điều chỉnh máy: Thắp đèn, lấy ống T ra ngoài điều chỉnh gƣơng để thị trƣờng sáng nhất, nhìn vào kính ngắm nếu thấy hai vùng sáng không đều, quay Nieol phân tích A bằng định ốc V để cho hai vùng sáng đều nhau nhƣhg hơi tối. Khi có vạch 0 của thƣớc phải trùng với vạch 0 của du xích 2 - Pha các dung dịch quang hoạt: * Dùng cân bán tiểu ly cân p = 5 gram đƣờng (chất quang hoạt cần khảo sát) rồi hòa tan vào trong một thể tích thích hợp để có vừa đúng 100 cc dung dịch, nồng độ của dung dịch là: C = p / 100 sau đó pha loãng dần dung dịch trên để có các dung dịch nồng độ khác nhau. * Lần lƣợt rút ra 20 cc dung dịch vừa khảo sát thay bằng 20 cc nƣớc cất. Ta đã có: C0 = 5 % Vậy C1 = 80/100 Co = 4 % C2 = 80/100 C1 = 3.2 % C3 = 80/100 C2 = 2.56 % 3 – Đổ dung dịch vào ông T: Rửa sạch ống T bằng nƣớc cất rồi tráng lại bằng dung dịch cần khảo sát. Đổ vào đầy ống T dung dịch vừa pha xong để có một mặt chum lồi, xoáy vào mặt nƣớc chum bằng một miếng thủy tinh tròn có hai mặt song song cũng đƣợc lau khô thật sạch. Phải xoáy miếng thủy tinh tròn xuống mặt nƣớc thế nào để đừng có lọt không khí trong ống. Sau đó vặn chặt hai đầu ống cho kín lại và đƣa lên nhìn xem trong ông có bọt không khí không, nếu có mở ra làm lại rồi đặt ống T vào máy và đậy nắp lại. 4 - Đo góc quay R: Sau khi đặt ống T lên máy, vặn đinh ốc V thế nào để hai vùng tối đều nhau. Ghi lấy chiều đã quay Nicol phân tích A để thực hiện độ sáng đều của hai vùng. Chú ý: Góc quay R thƣờng nhỏ hơn 20 độ và tính bằng độ bách phân. 21 5 - Cách sử dụng du xích và thƣớc tròn chia độ: - Thƣớc chính là thƣớc tròn đƣợc khắc thành từng vạch có giá trị 1/2 độ. - Du xích đƣợc chia thành 10 vạch có giá trị 1/10 * Cách đọc: Du xích gắn cố định, khi ta quay mặt phẳng chính của Nicol A thì thƣớc sẽ quay theo. Ở vị trí cần đo ta đọc phần chẵn giữa hai số 0 (ở đây là 2°) phần lẻ ta xem trên thƣớc du xích vạch nào trùng với thƣớc ta đọc giá trị đó (ở đây là số 6) Vậy giá trị của góc đo đƣợc là 2 0 + 6*1/10 = 2,6° 6-Kết quả: *Tính triền quang suất [ a ] của chất quang hoạt bằng định luật Biot. R = [ ] * l *C l: Chiều dài ống T tính bằng dm *Vẽ đƣờng cong đo với chất quang hoạt khảo sát R = f(c) c : nồng độ *Dùng đƣờng biểu diễn để kiểm chứng định luật Biot. *Dùng đƣờng thẳng đo trên để định nồng độ của một dung dịch cho sẩn cùng chất quang hoạt đổ. 7-Trả lời câu hỏi:  Trình bày nguyên tắc của đƣờng kế.  Giải thích đƣờng cong R = f(C).  Những sai số nào ảnh hƣởng tới phép đo, cách khắc phục. 22 BÀI 7 Đo chiết suất lăng kính I. Mục đích: Đo chiết suất của lăng kính bằng giác kế. II. Nguyên tắc: Đối với một bức xạ X lăng kính có chiết suất n. Các công thức cơ bản của lăng kính sin i = n sin r (1) sin i' = n sin r' (2) Góc đỉnh A = r + r' (3) Góc lệch D = (i- r) + (i' - r') (4) Xét dấu (3) A = r ' - r (4) D = i ' - i - A Độ lệch D của bức xạ λ này qua lăng kính sẽ có một trị số cực tiểu Dm khi tia tới và tia ló đối xứng qua lăng kính hay góc tới i bằng góc ló i‟. Trong trƣờng hợp này ta có hệ thức sau: A = -2r → r = - Dm = -2i –A → i =- Thay r và i vào (1) ta có sin = n sin Từ đó suy ra : n = Nhƣ vậy muốn đo đƣợc chiết suất n của một lăng kính ta phải đo: -Góc ở đỉnh A(góc chiết quang) -Độ lệch cực tiểu Dm Góc A và Dm đƣợc đo bằng một dụng cụ gọi là giác kế. III.Dụng cụ: Dụng cụ chính là một giác kế, gồm các bộ phận sau +Một ống chuẩn trực dùng để tạo ra một chùm tia song song đến lăng kính. Cấu tạo của nó gồm một ống ở đầu mang một khe sang, bề rộng của khe chỉnh đƣợc. Đầu kia là một thấu kính hội tụ. Khi khe sang nằm đúng mặt phẳng tiêu của thấu kính này thì chùm tiam sang ra khỏi ống chuẩn trực là chùm tia song song. 23 + Một kính ngắm gồm có một thị kính và một vật kính. Bên trong kính ngắm có mang một dây chữ thập. Dây chữ thập đƣợc đặt đúng vào mặt tiêu ảnh của vật kính + Một đĩa tròn có thể điều chỉnh cho nằm ngang nhờ ba đinh ốc phía dƣới, lăng kính cần đo sẽ đặt lên đĩa này. + Một vành chia độ để xác định vị trí của kính ngắm, do đó sẽ suy ra đƣợc góc A và độ lệch cực tiểu Dm. Ông chuẩn trực ỏ dung vào vị trí C của vành chia độ. Ngoài ra còn có du xích gắn liền vào kính ngắm. Du xích trong bài này là du xích 1 / 30. + Ngoài giác kế ta còn có một đèn Thủy ngân (Hg) để làm nguồn. IV. Thực tập: Gồm hai giai đoạn : Chuẩn bị. 1- Giai đoan chuẩn bị: - Điều chỉnh giác kế: Di chuyển thị kính để thấy rõ ảnh của dây chữ thập. Điều chỉnh kính ngắm ở vô cực bằng cách hƣớng kính ngắm vào một vật (cây cối, cột điện) cách chừng l0m và di chuyển thị kính sao cho thấy rõ ảnh của vật đó . - Đặt kính ngắm thẳng hàng với ống chuẩn trực. Đặt nguồn sáng trƣớc khe sáng của ống chuẩn trực và quan sát ảnh của khe sáng qua kính ngắm. Di chuyển khe sáng dọc trên ống chuẩn trực để đƣợc ảnh rõ của khe sáng hiện lên mặt phẳng của dây chữ thập. - Điều chỉnh khe sáng cho thẳng đứng và thật nhỏ sao cho khe sáng trùng với vạch thẳng đứng của dây chữ thập. - Giác kế điều chỉnh nhƣ vậy thì chùm tía ló ra khỏi ống chuẩn trực là chùm tia song song. 2 - Giai đoan đo: + Đo góc A của lăng kính: Lau hai mặt của lăng kính cho thật sạch, đặt lăng kính lên trên dĩa sao cho tia sáng ló ra khỏi ống chuẩn trực chiếu lên cả hai mặt của lăng kinh (tức là đặt Lăng Kính sao cho trục của ống chuẩn trực trùng với đƣờng phân giác của góc A). Trên hai mặt này ta sẽ có đƣợc hai chùm tia phản xạ về hai phía. Dùng kính ngắm xác định vị trí của hai chùm tia phản xạ này bằng cách quay kính ngắm về phía phải cho tới vị trí thấy; ảnh rõ của khe sáng, ảnh này phải trùng với vạch thẳng đứng của dây chữ thập. Đọc trị số góc trên vạch chia độ (vị trí x). Sau đó quay kính ngắm về phía trái cho tới khi ảnh của khe sáng trùng với dây chữ thậpvà đọc trị số x' . Từ đó suy ra : A = 24 + Đo góc lệch Dm Ta phải dùng đèn Na để cho bức xạ vàng đơn sắc (hay thay bằng đèn thƣờng có gắn kính lọc sắc Vàng). Đặt đèn Na trƣớc khe sáng ống chuẩn trực. Đặt lăng kính lên dĩa tròn sao cho đáy của nó hƣớng về một phía phải hay trái, nhƣ vậy sau khi khúc xạ qua lăng kính chùm tía ló sẽ lệch về một phía. Dùng mắt trần để tìm quang phổ khi thấy quang phổ rồi, mắt để yên, dừng tay quay đĩa tròn còn mắt theo dõi sự di chuyển của quang phổ cho tới khi quang phổ dừng lại và di chuyển ngƣợc chiều (nếu quay đĩa tròn mà không thấy ảnh dừng lại , phải quay đĩa đựng lăng kính theo chiều ngƣợc lại). Tại vị trí quang phổ dừng lại là vị trí độ lệch cực tiểu. Dùng kính ngắm làm lại thí nghiệm để xác định vị trí độ lệch cực tiểu cho thật chính xác. Tuy nhiên quang phổ cho ta không phải hoàn toàn là đơn sắc. Vậy trong quang phổ Na ta có thêm những vạch xanh đỏ khác. Ta hãy chọn vạch vàng để đo, quay kính ngắm để cho vạch vàng của quang phổ trùng với vạch thẳng đứng của dây chữ thập. Đọc trị số góc X trên vành chia độ. Bây giờ ta quay dĩa tròn sang vị trí mới, nhƣ vậy chùm tía ló ra khỏi lăng kính sẽ lệch về phía đối diện với phần trên . Lặp lại thí nghiệm để tìm vị trí độ lệch cực tiểu Đọc trị số góc x' trên vành chia độ . Suy ra độ lệch cực tiểu: Dm = Từ đó ta có: n = Chú ý: Các góc A và Dm phải đo ít nhất là bốn lần rồi lấy giá trị trung bình, kết quả: thu đƣợc ghi vào bảng sau: Tính sai số n và báo cáo kết quả: Lần đo A Dm n = 1 2 3 4 25 ∆A ∆Dm n = Tính sai số n và báo cáo kết quả: n = n ∆A V. Câu hỏi: 1- Chứng minh lại : A = 2- Tại sao ở độ lệch tiểu quang phổ rõ nhất? 26 BÀI 8 Cách tử I . Mục đích: -Đo số vạch n trên mỗi mm của cách tử: bằng cách dùng ánh sáng đã biết trƣớc bƣớc sóng ánh sáng. -Đo một vài bƣớc sóng ánh sáng chƣa biết. II. Nguyên tắc: Chiếu tới cách tử một chùm tía sáng song song theo phƣơng R0 . Qua cách tử chùm tia nhiễu xạ theo các phƣơng khác nhau bằng mắt trần nhìn vào cách tử ta sẽ quan sát đƣợc quang phổ cách tử. Tại O vân sáng trung tâm màu trắng hai bên vân trung tâm là các ảnh của khe sáng, đó là các ảnh nhiễu xạ bậc 1, 2, Gọi φ là góc tới và ψ là góc nhiễu xạ và λ là độ dài song đang dùng (tính bằng mm) ta có công thức xác định cực đại giao thoa thứ k( vân giao thoa bởi n chùm tia nhiễu xạ) sin φ - sin ψ = k λn (1) Nếu ta quay dĩa theo một chiều nhất định để thay đổi góc tới φ, ảnh nhiễu xạ dời chỗ đến một lúc nào đó thì dừng lại và chạy trở lui. Vị trí dừng lại là vị trí độ lệch cực tiểu. 27 Gọi Dm là góc lệch cực tiểu ta có φ = ψ và 2sin và 2sin = k. λ.n(2) Trong bài này ta dùng một tia sang có λ cho sẵn để đo n rồi từ đó đo một vài độ dài sóng λ chƣa biết. III.Dụng cụ:  Một đèn thủy ngân.  Một giác kế có vòng tròn chia độ, du xích 1/30.  Một cách tử. IV. Thực hành: 1) Điều chỉnh ông chuẩn trực và kính ngắm: Giống nhƣ bài đo chiết suất lăng kính. 2) Sử dụng ánh sáng neon thủy ngân để đo n: Dùng đèn thủy ngân ta đƣợc một hệ thống quang phổ vạch với những màu nhƣ đỏ, vàng,lục, lam, chàm, tím. ạ) Dùng ảnh nhiễu xa bậc 1: -Dùng mắt thƣờng để tìm quang phổ bậc 1 ở bên phải. -Điều chỉnh một trong hai vạch vàng (vàng 1) về độ lệch cực tiểu. - Đƣa dây chữ thập của kính ngắm về trùng với vạch vàng 1 và đọc vị trí góc lệch a của kính ngắm trên vòng tròn của giác kế. - Dùng mắt thƣờng để tìm quang phổ bậc 1 ở bên trái và tiếp tục điều chỉnh nhƣ ở bên phải và đọc vị trí của kính ngắm của vạch vàng 1 - Đặt ∆ =l - l - Ta có ∆ = 2D và công thức (2) trở thành 2 sin ( (3) Cho biết λ vàng 1 =5790A0 Λ vàng 2 = 5769A0 Với k =1 ta có thể tính n = sin ( ) Hay n = sin ( ) (4) b) Dùng ảnh nhiễu xạ bậc 2: Thay vì dùng ảnh bậc 1 ta cũng có thể dùng ảnh nhiễu xạ bậc 2, lúc đó k = 2 và n sẽ đƣợc tính theo công thức: n = sin ( ) , = „ ứng với bậc 2 28 c) Độ ngờ trên n: Từ công thức (4) suy ra: = + cotg ( ) d( ) Suy ra = + cotg ( ) ( ) Có thể lấy A0 Còn độ ngờ ( ) gồm độ ngờ lúc ngắm và độ ngờ lúc đọc đối với ảnh bậc 1 ta lấy ( ) = 2 phút, đối với ảnh bậc 2 ta lấy ( ) = 4 phút vì ảnh mờ hơn. Xác định bƣớc sóng: xác định bƣơc sóng theo công thức (3) (5) Đo và ứng với vạch lục đậm và chàm đậm suy ra các bƣớc sóng tƣơng ứng Độ ngờ trên = + cotg ( )d( ) Hay = = cotg ( ) ( ) V.Trình bày kết quả: n = ± vach/mm lục đậm = ± A° chàm đậm = ± A° Chú ý: Khi dùng ảnh nhiễu xạ bậc 1 và bậc 2 để đo n kết quả không đƣợc sai quá 1 vạch. Nếu không đạt phải đo lại. 29 Báo cáo thí nghiệm ĐO ĐIỆN TRỞ BẰNG CẦU WHEASTONE Họ và tên: ........................................................ Lớp: .............. Tổ: ............... Nhóm: Ngày làm thí nghiệm: ............................................ Ngày nộp báo cáo: .................... I. Mục đích bài thí nghiêm: II. Các bƣớc tiến hành thí nghiệm: .. .. III.Các bƣớc tiến hành. .. .. .. 30 IV.Kết quả: Đo điện trở Rx1 = ..; R0 = . l3 l4 T3 T4 = Rx = ± Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5 Đo điện trở Rx2 =.; R0 =. l3 l4 T3 T4 = Rx = ± Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5 Đo điện trở Rx1 mắc song song Rx2; R0 = l3 l4 T3 T4 = Rx = ± Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5 Đo điện trở Rx1 mắc nối tiếp Rx2; R0 = l3 l4 T3 T4 = Rx = ± Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5 V. Trả lời câu hỏi: 31 II. QUY TRÌNH HƢỚNG DẪN THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM - HỌC PHẦN THÍ NGHIỆM ĐIỆN QUANG Phổ biến buổi lên lớp lý thuyết thực hành và chuẩn bị thí nghiệm : 1.Giới thiệu tên các bài thí nghiệm trong học phần : Số bài của phần Điện, phần Quang. Thời gian làm một bài thực hành : 3 Tiết 2.Các bƣớc chuẩn bị của sinh viên trƣớc một bài thí nghiệm : - Sinh viên phải đọc kỹ tài liệu hƣớng dẫn thí nghiệm phần bài thí nghiệm đó, tham khảo giáo trình lý thuyết phần kiến thức liên quan. - Sinh viên phải nắm đƣợc mục đích, nguyên tắc và các bƣớc tiến hành của bài thí nghiệm mà mình sẽ thực hành. Giảng viên có thể kiểm tra đột xuất, nếu không đạt yêu cầu, sinh viên không đƣớc làm bài thực hành đó. 3.Cách chia nhóm, chia tổ thực hành thí nghiệm (Trong tổ tất cả các sinh viên đều có trách nhiệm và hoàn thành các công việc nhƣ nhau). - Chia lớp thành các nhóm, mỗi nhóm có một số tổ số tổ bằng số bài thí nghiệm của phòng thí nghiệm. Mỗi tổ có từ 1 - 3 sinh viên. 4. Cách tính sai số: - Lý thuyết chung : - Quy định về cách lây sai số dụng cụ (1 /2 độ chia nhỏ nhất của dựng cụ). - Sai số phép đo (mỗi phép đo thực hiện ít nhất 3 lần) 5. Nội qui phòng thí nghiệm : Đọc nội quy phòng thí nghiệm NỘI QUY PHÕNG THÍ NGHIỆM * Sinh viên phái chuẩn bị kỹ bài trƣớc khi làm thí nghiệm. Không nói chuyện và làm ồn trong giờ học. * Cặp và túi xách để đúng nơi quy định. 32 * Để đảm bảo an toàn ngƣời và máy, sinh viên chỉ đƣợc đóng cầu dao điện sau khi Giáo viên đã kiểm tra xong mạch điện. * Khi làm thí nghiệm, sinh viên phải cẩn thận với các dụng cụ thí nghiệm. Nếu làm hƣ hỏng phải báo cáo ngay với Giáo viên. Nên kiểm tra dụngcụ trƣớc khi làm thí nghiệm. * Khi làm xong thí nghiệm, sinh viên phải ngắt mạch điện và để lại các dụng cụ thí nghiệm, bàn ghế ngăn nắp sạch sẽ. * Không đƣợc xả rác, ăn uống, hút thuốc trong phòng thí nghiệm. * * * * * * * 6. Bài báo cáo thí nghiệm : -Từng sinh viên làm một bài báo cáo thí nghiệm. -Bài báo cáo thí nghiệm bài trƣớc phải nộp vào đầu buổi thí nghiệm của bài sau. - Giáo viên hƣớng dẫn thí nghiệm chấm bài báo cáo, sửa và lƣu ý những sai sót trong bài thí nghiệm, nếu cần, buộc sinh viên làm lại bài thí nghiệm đỏ. - Bài báo cáo thí nghiệm đƣợc cho điểm số theo thang điểm 10. Các bài báo cáo thí nghiệm đƣợc trả lại cho sinh viên vào buổi ôn tập. - Kết quả của các bài báo cáo thí nghiệm là điểm trung bình chung của các bài báo cáo thí nghiệm. Điều kiện để sinh viên đƣợc dự thi kết thúc học phần môn thí nghiệm Điện - Quang là phải thực hành đủ số bài qui định ; nộp đủ bài báo cáo và điểm trung binh của các bài báo cáo đạt từ 5 điểm trở lên. 7. Các dụng cụ rời, đắt tiền hoặc dễ hỏng phải đƣợc lên thành danh mục cho từng bài, đƣợc lƣu ý và giao nhận ở đầu và buổi cuối buổi thí nghiệm. 33 8. Phần kiểm tra lý thuyết thực hành phải đƣợc làm thƣờng xuyên, có hình thức xử lý kiên quyết những sinh viên không nắm đƣợc lý thuyết thực hành ( bắt đọc lại hoặc không cho thực hành buổi thí nghiệm đó ). 9. Kiểm diện thực hành: Đầu buổi thực hành, sinh viên nộp bài báo cáo thí nghiệm của bài trƣớc. Cuối buổi thực hành, sinh viên ký tên vào bảng kiểm diện sinh viên đã thực hành bài thí nghiệm đó. III. QUY TRÌNH THI HẾT HỌC PHẨN THÍ NGHIỆM ĐIỆN - QUANG Sinh viên chỉ đƣợc dự thi học phần thí nghiệm Điện - Quang khi đáp ứng đủ điều kiện qui định bởi mục 6 của quy trình hƣớng dẫn. Nội dung thi hết học phần thí nghiệm Điện - Quang gồm 2 phần: Lý thuyết thực hành và Thực hành thí nghiệm. 1. Lý thuyết thực hành : Có thể chọn một trong hai hình thức thi: viết hoặc vấn đáp. - Hình thức thi viết: Ra đề chung cho cả nhóm thực hành, thời gian làm bài 30 phút. Phần này thi trƣớc vào đầu buổi thi. - Hình thức vấn đáp: Ra đề riêng cho từng sinh viên; đề ra là bài thí nghiệm sinh viên thi thực hành. Giảng viên hỏi vấn đáp khi sinh viên thi xong phần thực hành. Nội dung thi lý thuyết thực hành : + Mục đích bài thí nghiệm. + Nguyên tắc của bài thí nghiệm: Chứng minh công thức, phép tính sai số áp dụng cụ thể cho một bài thí nghiệm; cách giảm thiểu sai số của bài thí nghiệm đó. Nếu thi vấn đáp có thể hỏi thêm về thao tác thí nghiệm, hiện tƣợng quan sát thấy. 2. Thực hành thí nghiệm: - Từng sinh viên đƣợc bốc thăm đề thi thực hành. Đề chỉ đƣợc bốc một lần và không đƣợc đổi lại. - Thời gian làm bài thi thực hành từ 45 phút đến 60 phút. 34 + Phần kiểm tra hiện tƣợng cho thí nghiệm Quang và mắc sơ đồ mạch cho th í nghiệm Điện. + Phần đo đạc, xử lý số liệu, báo cáo kết quả. 3. Cách tính điểm thi hết học phần thí nghiệm : Điểm thi Học Phần Thí Nghiệm gồm 2 phần : Điểm trung bình các bài thí nghiệm và điểm thi thí nghiệm. a. Điểm trung bình các bài thí nghiệm là trung bình các bài báo cáo thí nghiệm. b. Điểm thi thí nghiệm gồm : + Phần lý thuyết thực hành : Thang điểm 3 + Phần thực hành thí nghiệm : Thang điểm 7 Điểm thi học phần thí nghiệm là điểm trung bình các bài thí nghiệm nhân 3, cộng điểm thi thí nghiệm nhân 7. Tất cả chia 10 rồi làm tròn điểm. ĐHP = ** ĐHP : điểm học phần ** ĐTB : điểm trung bình ** TN : thí nghiệm 35 IV. KẾT LUẬN : Thực hành thí nghiệm là phần không thể thiếu của các môn Vật Lý Đại Cƣơng . Từng bƣớc , đƣa các thí nghiệm hiện đại vào cho sinh viên thực hành thí nghiệm là chủ trƣơng của Bộ môn Vật Lý Đại Cƣơng và của Khoa Vật Lý . Đề tài nghiên cứu này đã đƣa thiết bị mới của ba bài thí nghiệm Quang học vào thực hành và cho kết quả tốt trong học kỳ I năm học 2006 – 2007. Đề tài xây dựng “ Quy trình hƣớng dẫn thí nghiệm Điện – Quang”, quy định chặt chẽ những việc sinh viên phải chuẩn bị trƣớc khi vào thí nghiệm . Những bƣớc cần tiến hành của Giảng viên hƣớng dẫn thí nghiệm . “ Quy trình thi hết học phần thí nghiệm Điện – Quang” quy định điều kiện để sinh viên có thể dự thi hết học phần thí nghiệm . Quy định nội dung và hình thức thi Lý thuyết thực hành và Thực hành thí nghiệm . Quy định về cách tính điểm thi hết học phần thí nghiệm. Hai quy trình này đã đƣợc áp dụng cho học phàn thí nghiệm Điện – Quang trong học kỳ I Năm học 2006 – 2007 . Đề nghị Khoa Vật Lý cho áp dụng trong hai phòng thí nghiệm còn lại của Tổ Bộ Môn Vật Lý Đại Cƣơng . 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO ***** I. CATALOG CỦA BA BÀI THÍ NGHIỆM QUANG HỌC: Đo chiết suất lăng kính - Cách tử nhiễu xạ - Triền quang kế - Hãng PASCO. Thí nghiệm Quang học. II. GIÁO TRÌNH HƢỚNG DẪN THÍ NGHIỆM VẬT LÝ ĐẠI CƢƠNG - Tổ Vật Lý Đại Cương - Khoa Lý - ĐH Bách Khoa Hà Nội - ĐH Sư Phạm Hà Nội năm 2004 III. GIÁO TRÌNH HƢỚNG DẪN THÍ NGHIỆM VẬT LÝ ĐẠI CƢƠNG - Tổ Vật Lý Đại Cương - Khoa LÝ - ĐH Khoa Học Tự Nhiên TP. HCM năm 2002 IV. THỰC HÀNH VẬT LÝ ĐẠI CƢƠNG - NXB Giáo Dục – 1981 V. CƠ SỞ VẬT LÝ - David Halliday - NXB Giáo Dục - 2002 ******* 37 CHỮ KÝ CỦA CHỦ NHIÊM ĐỀ TÀI; XẮC NHẬN CỦA THỦ TRƢỞNG CƠ QUAN CHỦ TRÌ ĐỀ TÀI: 38 PHỤ LỤC BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM THÀNH PHÔ HỒ CHÍ MINH ĐỂ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC "CẢI TIẾN QUY TRÌNH HƢỚNG DẪN VÀ KIỂM TRA MÔN THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM ĐIỆN - QUANG" MÃ SỐ : CS 2005 . 23 . 76 GV thực hiện : *Phan Thị Hòa Bình *Trƣơng Đình Tòa *Trƣơng Tinh Hà *Nguyễn Hoàng Long *Nguyễn Thị Thanh *Trần Văn Tấn Khoa vật Lý -2006 39 TÓM TẮT KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI ******** I. ĐƢA THIẾT BỊ MỚI CỦA 3 BÀI THÍ NGHIỆM QUANG VÀO THỰC HÀNH VÀ VIẾT LẠI TÀI LIỆU HƢỚNG DẪN 8 BÀI THÍ NGHIỆM ĐIỆN - QUANG. 1. Dịch và nghiên, cứu catalog của 3 bài thí nghiệm Quang : Đo chiết suất của lăng kính, Cách tử nhiễu xạ và Triền quang kế. Hiệu chỉnh thang đo của giác kế cho phù hợp. Viết lại 3 bài hƣớng dẫn thí nghiệm cho phù hợp thiết bị mới. Lấy lại số liệu thực hành và xử lý số liệu đó. 2. Phân công các thành viên tham gia đề tài rà soát và viết lại tài liệu hƣớng dẫn 8 bài thí nghiệm Điện - Quang. Thống nhất trình tự nội dung của một bài thí nghiệm gồm : Mục đích Nguyên tắc Thực hành a. Mô tả dụng cụ b. Các bƣớc thực hành c. Lấy số liệu Câu hỏi Nội dung bài báo cáo 40 II . QUY TRÌNH HƢỚNG DẪN THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM HỌC PHẦN THÍ NGHIỆM ĐIỆN - QUANG - Quy định về những điều giáo viên phải phổ biến cho sinh viên trong buổi đầu tiên. - Quy định về cách chia Nhóm thí nghiệm, Tổ thí nghiệm. - Các bƣớc chuẩn bị của sinh viên trƣớc một bài thí nghiệm. - Quy định các công việc của giáo viên hƣớng dẫn thí nghiệm. - Quy định về việc làm và nộp bài báo cáo thí nghiệm, điểm số của bài báo cáo - Điều kiện để sinh viên có thể dự thi kết thúc học phần Thí nghiệm Điện - Quang. III. QUY TRÌNH THI HẾT HỌC PHẦN THÍ NGHIỆM ĐIỆN -QUANG: 1. Điều kiện để sinh viên đƣợc dự thi học phần thí nghiệm Điện Quang. 2. Nội dung thi hết học phần Thí nghiệm gồm 2 phần : Lý thuyết Thực hành và Thực hành Thí nghiệm. a. Lý thuyết thực hành : + Hình thức thi : Thi viết hoặc vấn đáp. + Nội dung : Thi lý thuyết thực hành b. Thực hành thí nghiệm : Quy định về tổng số đề thi, cách bốc thăm chọn đề, thời gian thi và nội dung của đề thi. 3. Cách tính điểm thi hết học phần thí nghiệm. 41 SUMMARY 0F THE FINDINGS 0F THE RESEARCH ********* I. APPLYING NEW EQUIPMENT IN THE THREE OPTICAL EXPERIMENTS TO PRACTICE AND WRITING INSTRUCTION MANUAL FOR EIGHT OPTIC - ELECTRIC EXPERIMENTS : 1. First, translate and study the catalog of the three optical experiments to measure the index of prism, diffraction by plates and angle the photometer. Next, regulate the angle gauge and modify the three instruction manuals to suit the new equipment. Collect pratical data and treat those data. 2.Divide the work among research members for revision and rewriting the manuals for eight Optic - Electric experiments. The sequence of an experiment cohsists of : 1. Objective 2. Principles 3. Pratice a. Equipment description b. Pratice steps c. Collecting data 4. Questions 5. Abstract 42 II. GUIDELINES FOR OPTIC - ELECTRIC EXPERIMENT SEMESTER : - Definitions disseminated to students in the ĩìrst session. - Definition of experimental groups. - Students' preparations before an experiment. - Teacher' s guidance in each experiment. - Detìnitions of the vvork, report of the experiment, grading scheme. Requirements for takins the íìnal exam. III. RULES FOR FINAL EXAMINATION OF OPTIC -ELECTRICITY 1. Requirements for taking the tìnal examination of Optic - Electricity. 2. Test content consists of two parts : Theory on the pratice and practical experiment. a. Theory on the practice : + Testing format: writen test or oral test + Content: test on theory b. Practical experiment: Rules on the number of test texts, selection of test, test time and test content. 3. Grading scheme for final examination. Tóm tắt đề tài NCKH (Mã số CS 2005.23.76) 1 PHẦN A GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC I. TÍNH CẤP THIẾT VÀ MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ĐỂ TÀI 1. Tính cấp thiết: Các Bộ mồn Vật Lý Đại Cƣơng : Cơ, Nhiệt, Điện, Quang là những môn học thuộc Khoa Học Thực Nghiệm. Mảng thực hành thí nghiệm là phần rất quan trọng không thể thiếu. Tổ Bộ môn Vật Lý Đại Cƣơng có 3 phòng thí nghiệm : Thí nghiệm Cơ Nhiệt, thí nghiệm Điện - Quang và thí nghiệm Vật Lý Đại Cƣơng nâng cac Việc tổ chức các nhóm thực hành thí nghiệm các thiết bị của các bài thí nghiệm từ nhiều nguồn và đƣợc bổ sung nhiều (đợt, cần một tài liệu hƣớng dẫn chính xác và cập nhật. Quy trình hƣớng dẫn thí nghiệm và kiểm tra hết học phần phải chặt chẽ và thống nhất. Nhóm nghiên cứu thực hiện trong phòng thí nghiệm Điện - Quang, sau khi hoàn tất đƣa vào làm thí điểm cho sinh viên năm thứ III trong học kỳ 1 năm học 2006 2007, sau đó sẽ triển khai cho hai phòng thí nghiệm còn lại. 2. Mục tiêu cụ thể : a/ Đƣa thiết bị mới của 3 bài thí nghiệm Quang học : Đo chiết suất của lăng kính ; Cách tử nhiễu xạ và Triền quang kế vào Tóm tắt đề tài NCKH (Mã số CS 2005.23.76) 2 thực hành thí nghiệm. Viết lại giáo trình thực hành thí nghiệm Điện - Quang thật cụ thể, chi tiết, chính xác và cập nhật. b/ Soạn thảo một qui trình chặt chẽ, cụ thể áp dụng cho hai khâu hƣớng dẫn Thực hành thí nghiệm và Kiểm tra hết học phần thí nghiệm Điện - Quang. Sau khi đã thống nhất trong nhóm Điện - Quang, đƣa vào áp dụng trong học kỳ I năm học 2006 - 2007 và đã đƣợc thông qua Tổ Vật lý Đại cƣơng tháng 11-2006. II. ĐỐI TƢỢNG PHỤC VỤ 1 / Phần tài liệu hƣớng dẫn thực hành Điện - Quang phục vụ cho sinh viên chuyên ngành Vật Lý làm thí nghiệm Điện - Quang, làm tài liệu tra cứu cho sinh viên muốn làm nghiên cứu khoa học về mảng Thực nghiệm. Phục vụ cho Giáo viên Vật lý phổ thông làm tài iiệu tham khảo để xây dựng các phòng thí nghiệm vật lý. 2. a/ Quy trình hƣớng dẫn thí nghiệm : cung cấp quy trình làm việc cụ thể, chi tiết cho giảng viên tham gia hƣớng dẫn thí nghiệm Vật lý Đại cƣơng. Quy định rõ những việc mà giảng viên phải phổ biến cho sinh viên, những công việc Tóm tắt đề tài NCKH (Mã số CS 2005.23.76) 3 sinh viên phải chuẩn bị và phải làm cụ thể cho từng bài, thí nghiệm. b/ Quy trình kiểm tra hết học phần thí nghiệm : phục vụ cho Giảng viên và sinh viên nắm rõ về qui định nộp và chấm bài báo cáo thực hành thí nghiệm, điểm số của các bài báo cáo là điểm giữa học phần. Quy định nội dung và điểm số của kỳ thi kết thúc học phần thí nghiệm, hình thức của phần thi lý thuyết thực hành và thực hành. PHẨN B NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU I. 1/ Đƣa thiết bị mới của ba bài thí nghiệm Quang học vào thực hành : Dịch và nghiên cứu Catalog của ba bài bài thí nghiệm : Đo chiết suất của lăng kính ; cách tử nhiễu xạ và Triền Quang kế. Hiệu chỉnh lại thang đo của giác kế cho phù hợp, viết lại ba bài hƣớng dẫn thí nghiệm cho phù hợp với thiết bị mới. Lấy lại số liệu thực hành và xử lý số liệu đo. Tóm tắt đề tài NCKH (Mã số CS 2005.23.76) 4 2/ Phân công các thành viên tham gia đề tài rà soát và viết lại tài liệu hƣớng dẫn 8 bài thí nghiệm Điện - Quang : 1.Đo điện trở bằng cầu Whẹastone. 2.Đo điện trở bằng cầu kép. 3.Đo suất điện động của nguồn điện một chiều bằng phƣơng pháp xung đối. 4.Đo hằng số Faraday F và điện tích nguyên tố e. 5.Tiêu trắc. 6.Triền quang kế. 7.Đo chiết suất lăns kính. 8.Cách tử. Viết bài hƣớng dẫn thí nghiệm thống nhất gồm các nội dung : 1. Mục đích. 2. Nguyên tắc. 3. Thực hành Tóm tắt đề tài NCKH (Mã số CS 2005.23.76) 5 a. Mô tả dụng cụ b. Các bƣớc thực hành c. Lấy số liệu 4. Câu hỏi 5. Nội dung bài báo cáo Tài liệu hƣớng dẫn thí nghiệm Điện - Quang : Phụ lục kèm theo. II. QUY TRÌNH HƢỚNG DẪN THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM - HỌC PHẨN THÍ NGHIỆM ĐIỆN QUANG Phổ biến buổi lên lớp lý thuyết thực hành và chuẩn bị thí nghiệm : 1. Giới thiệu tên các bài thí nghiệm trong học phần : số bài của phần Điện, phần Quang. - Thời gian làm một bài thực hành : 3 Tiết 2. Các bƣớc chuẩn bị của sinh viên trƣớc một bài thí nghiệm : Tóm tắt đề tài NCKH (Mã số CS 2005.23.76) 6 -Sinh viên phải đọc kỹ tài liệu hƣớng dẫn thí nghiệm phần bài thí nghiệm đó, tham khảo giáo trình lý thuyết phần kiến thức liên quan. -Sinh viên phải nắm đƣợc mục đích, nguyên tắc và các bƣớc tiến hành của bài thí nghiệm mà mình sẽ thực hành. Giảng viên có thể kiểm tra đột xuất, nếu không đạt yêu cầu, sinh viên không đƣợc làm bài thực hành đó. 3. Cách chia nhóm, chia tổ thực hành thí nghiệm (Trong tổ tất cả các sinh viên đều có trách nhiệm và hoàn thành các công việc nhƣ nhau). -Chia lớp thành các nhóm, mỗi nhóm có một số tổ ; số tổ bằng số bài thí nghiệm của phòng thí nghiệm. Mỗi tổ có từ 1 - 3 sinh viên. 4.Cách tính sai số: - Lý thuyết chung : - Quy định về cách lấy sai số dụng cụ(l/2 độ chia nhỏ nhất của dụng cụ). Sai số phép đo (mỗi phép đo thực hiện ít nhất 3 lần) Tóm tắt đề tài NCKH (Mã số CS 2005.23.76) 7 5. Nội qui phòng thí nghiệm : Đọc nội quy phòng thí nghiệm NỘI QUY PHÒNG THÍ NGHIỆM * Sinh viên phải chuẩn bị kỹ bài trƣớc khi làm thí nghiệm. Không nói chuyện và làm ồn trong giờ học. * Cặp và túi xách để đúng nơi quy định. * Để đảm bảo an toàn ngƣời và máy, sinh viên chỉ đƣợc động cầu dao điện sau khi Giáo viên đã kiểm tra xong mạch điện. * Khi làm thí nghiệm, sinh viên phải cẩn thận với Cc»c dụng cụ thí nghiệm. Nếu làm hƣ hỏng phải báo cáo ngay với Giáo viên. Nên kiểm tra dụng cụ trƣớc khi làm thí nghiệm. * Khi làm xong thí nghiệm, sinh viên phải ngắt mạch điện và để lại các dụng cụ thí nghiệm, bàn ghế ngăn nắp sạch sẽ. * Không đƣợc xả rác, ăn uống, hút thuốc trong phòng thí nghiệm. ******* 6. Bài báo cáo thí nghiệm : - Từng sinh viên làm một bài báo cáo thí nghiệm. - Bài báo cáo thí nghiệm bài trƣớc phải nộp vào đầu buổi thí nghiệm của bài sau. Tóm tắt đề tài NCKH (Mã số CS 2005.23.76) 8 - Giáo viên hƣớng dẫn thí nghiệm chấm bài báo cáo, sửa và lƣu ý những sai sót trong bài thí nghiệm, nếu cần, buộc sinh viên làm lại bài thí nghiệm đó. - Bài báo cáo thí nghiệm đƣợc cho điểm số theo thang điểm 10. Các bài báo cáo thí nghiệm đƣợc trả lại cho sinh viên vào buổi ôn tập. - Kết quả của các bài báo cáo thí nghiệm là điểm trung bình chung của các bài báo cáo thí nghiệm. Điều kiện để sinh viên đƣợc dự thi kết thúc học phần môn thí nghiệm Điện - Quang là phải thực hành đủ số bài qui định ; nộp đủ bài báo cáo và điểm trung bình của các bài báo cáo đạt từ 5 điểm trở lên. 7.Các dụng cụ rời, đắt tiền hoặc dễ hỏng phải đƣợc lên thành danh mục cho từng bài, đƣợc lƣu ý và giao nhận ở đầu và cuối buổi thí nghiệm. 8.Phần kiểm tra lý thuyết thực hành phải đƣợc làm thƣờng xuyên. Có hình thức xử lý kiên quyết những sinh viên không nắm đƣợc lý thuyết thực hành ( bắt đọc lại hoặc không Tóm tắt đề tài NCKH (Mã số CS 2005.23.76) 9 cho thực hành buổi thí nghiệm đó ). 9. Kiểm diện thực hành : Đầu buổi thực hành, sinh viên nộp bài báo cáo thí nghiệm của bài trƣớc. Cuối buổi thực hành, sinh viên ký tên vào bảng kiểm diện sinh viên đã thực hành bài thí nghiệm đó. III. QUY TRINH THI HẾT HỌC PHẨN THÍ NGHIỆM ĐIÊN QUANG Sinh viên chỉ đƣợc dự thi học phần thí nghiệm Điện -Quans khi đáp ứng đủ điều kiện qui định bởi mục 6 của quy trình hƣớng dẫn. Nội dung thi hết học phần thí nghiệm Điện - Quang,gồm 2 phần : Lý thuyết thực hành và Thực hành thí nghiệm. 1. Lý thuyết thực hành : Có thể chọn một trong hai hình thức thi : viết hoặc vấn đáp. Hình thức thi viết : Ra đề chung cho cả nhóm thực hành, thời gian làm bài 30 phút. Phần này thi trƣớc vào đầu buổi thi. Hình thức vấn đáp : Ra đề riêng cho từng s inh viên ; đề ra là bài thí nghiệm sinh viên thi thực hành. Giảng viên hỏi vấn đáp khi sinh viên thi xong phần thực hành. Nội dung thi lý thuyết thực hành : Tóm tắt đề tài NCKH (Mã số CS 2005.23.76) 10 + Mục đích bài thí nghiệm. + Nguyên tắc của bài thí nghiệm : Chứng minh công thức, phép tính sai số áp dụng cụ thể cho một bài thí nghiệm ; cách giảm thiểu sai số của bài thí nghiệm đó. Nếu thi vấn đáp có thể hỏi thêm về thao tác thí nghiệm, hiện tƣợng quan sát thấy. 2. Thực hành thí nghiệm : - Từng sinh viên đƣợc bốc thăm đề thi thực hành. Đề chỉ đƣợc bốc một lần và không đƣợc đổi lại. - Thời gian làm bài thi thực hành từ 45 phút đến 60 phút. -Số đề thi là số bài thí nghiệm mà sinh viên đã làm thực hành. Nội dung đề ra gồm 2 phần: + Phần kiểm tra hiện tƣợng cho thí nghiệm Quang và mắc sơ đồ mạch cho thí nghiệm Điện. + Phần đo đạc, xử lý số liệu, báo cáo kết quả. Tóm tắt đề tài NCKH (Mã số CS 2005.23.76) 11 3. Cách tính điểm thi hết học phần thí nghiệm : Điểm thi Học Phần Thí Nghiệm gồm 2 phần : Điểm trung bình các bài thí nghiệm và điểm thi thí nghiệm. a. Điểm trung bình các bài thí nghiệm là trung bình các bài báo cáo thí nghiệm. b. Điểm thi thí nghiệm gồm : + Phần lý thuyết thực hành : Thang điểm 3 + Phần thực hành thí nghiệm : Thang điểm 7 Điểm thi học phần thí nghiệm là điểm trung bình các bài thí nghiệm nhân 3, cộng. điểm thi thí nghiệm nhân 7. Tất cả chia 10 rồi làm tròn điểm. ĐHP = IV. KẾT LUẬN: Thực hành thí nghiệm là phần không thể thiếu của các môn Vật Lý Đại Cƣơng. Từng bƣớc, đƣa các thí nghiệm hiện đại vào cho sinh viên thực hành thí nghiệm là chủ trƣơng của Bộ môn Vật Lý Đại Cƣơng và của Khoa Vật Lý. Đề tài nghiên cứu này đã đƣa thiết bị mới của ba bài thí nghiệm Quang học vào thực hành và cho kết quả tốt trong học kỳ 1 năm học 2006 - 2007. Đề tài xây dựng " Quy trình hƣớng dẫn thí nghiệm Điện - Quang" quy định chặt chẽ những việc sinh viên phải chuẩn bị trƣớc khi vào thí nghiệm. Những bƣớc cần tiến hành của Giảng viên hƣớng.dẫn thí nghiệm. " Quy trình thi hết học phần Thí nghiệm Điện - Quang" quy định điều kiện để sinh viên có thể dự thi hết học phần thí nghiệm. Quy định nội dung và hình thức thi Lý thuyết thực hành và Thực hành thí nghiệm. Quy định về cách tính điểm thi hết học phần thí nghiệm. Hai quy trình này đã đƣợc áp dụng cho học phần thí nghiệm Điện - Quang trong học kỳ 1 Năm học 2006 - 2007. Đề nghị Khoa Vật Lý cho áp dụng trong hai phòng thí nghiệm còn lại của Tổ Bộ Môn Vát Lý Đại Cƣơng. TÀI LIỆU THAM KHẢO ***** I. CATALOG CỦA BA BÀI THÍ NGHIỆM QUANG HỌC : Đo chiết suất lăng kính - Cách tử nhiễu xạ - Triền quang kế - Hãng PASCO. Thí nghiệm Quang học. II. GIÁO TRÌNH HƢỠNG DẪN THÍ NGHIỆM VẬT LÝ ĐẠI CƢƠNG - Tổ Vật Lý Đại Cương - Khoa LÝ - ĐH Bách Khoa Hà Nội - ĐH Sư Phạm Hà Nội năm 2004 III . GIÁO TRÌNH HƢỚNG DẪN THÍ NGHIỆM VẬT LÝ ĐẠI CƢƠNG - Tổ Vật Lý Đại Cương - Khoa Lý - ĐH Khoa Học Tự Nhiên TP. HCM năm 2002 IV. THỰC HÀNH VẬT LÝ ĐẠI CƢƠNG - NXB Giáo Dục -1981 V. CƠ SỞ VẬT LÝ - David Halliday - NXB Giáo Dục - 2002 *******