Báo cáo thực hành vật lý chất rắn bài số 1 khảo sát hệ quang học và lập đường cong chuẩn

BÁO CÁO THỰC HÀNH BÀI SỐ 1
KHẢO SÁT HỆ QUANG HỌC VÀLẬP ĐƯỜNG CONG CHUẨN
1. Lê Văn Thuận
2. Nguyễn Thị Thúy Tình
3. Trần Thị Tuyết
4. Thongphanh Xiayalee
Lớp: Cao học Vật lí K22.
Chuyên ngành: Lý luận và Phương pháp giảng dạy Vật lí.
Ngày thực hành: 22/5/2013.
I. Tóm tắt nội dung
- Quan sát và tìm hiểu công dụng của từng bộ phận trong hệ quang học.
- Điều chỉnh quang:
+ Đặt đèn hơi thủy ngân vào vị trí nguồn sáng và bật cho đèn sáng.
+ Điều chỉnh đèn và các thấu kính để thu được ảnh rõ của đèn trên khe vào,
điều chỉnh khe vào và khe ra (0,4 mm).
- Khởi động chương trình SPECTRUM
- Lập bảng khớp điện trở của biến trở theo vị trí trống quay.
- Xây dựng đồ thị bước sóng của các đỉnh phổ theo giá trị vị trí trống quay
và lập đường cong chuẩn.
II. Kết quả
1. Điều kiện thực hiện phép đo
- Điều kiện phòng thí nghiệm.
2. Kết quả thu được qua phép đo
a. Điện trở của biến trở theo góc quay của trống.
Bảng 1: Điện trở của biến trở theo vị trí trống quay.
Nhóm 5:

Vị trí trống (o)

500

900

1700

2300

3000

Điện trở (  )

807,884

689,713

454,170

286,109

83,890

1


900000

Y = 9 5 0 3 1 3 .3 3 7 2 1 -2 8 9 .2 6 1 9 9 X

800000
700000

§iÖn trë

600000
500000
400000
300000
200000
100000
0

500

1000

1500

2000

2500

3000

V Þ trÝ trè n g

Hình 1: Đồ thị khớp điện trở của biến trở theo vị trí trống quay
Điện trở của biến trở và vị trí trống quay tỉ lệ với nhau theo công thức :

y  289.26199 x  950313.33721
Trong đó: y là điện trở của biến trở ; x là vị trí trống quay
b. Xây dựng đồ thị bước sóng của các đỉnh phổ theo giá trị vị trí

trống quay và lập đường cong chuẩn
1200

1000

C­êng ®é s¸ng

800

600

400

200

0
0

500

1000

1500

2000

2500

3000

Gãc quay cña trèng

.
Hình 2: Đồ thị sự phụ thuộc của cường độ ánh sáng vào vị trí của trống
quay
2


Ta xác định đuợc vị trí trống quay ứng với các đỉnh phổ theo bảng 2.
Bảng 2: Vị trí trống quay và bước sóng ứng với các đỉnh phổ.
Vị trí trống (o)

2640,667 2334,222

Bước sóng (µm) 0,57922

0,57922

2098,553

956,777

359,234

0,54622

0,43193

0,40477

Hình 3. Đường cong chuẩn của máy đơn sắc.
- Bước sóng phụ thuộc vào vị trí của trống theo hàm bậc hai:
y  2.23267.108 x 2  2.68468.105 x  0.39008

III. Trả lời câu hỏi
Câu 1: Hiện tượng tán sắc ánh sáng qua lăng kính. Tác dụng của hệ lăng
kính tán sắc so với một lăng kính tán sắc.
- Hiện tượng tán sắc ánh sáng qua lăng kính là hiện tượng phân tách một
chùm ánh sáng phức tạp thành các chùm ánh sáng đơn sắc. Ánh sáng trắng khi đi
qua lăng kính sẽ bị tán sắc thành 7 màu: đỏ, cam, vàng, lục, lam,chàm, tím.
- Tác dụng của hệ lăng kính tán sắc so với một lăng kính tán sắc là: Đối
với hệ lăng kính tán sắc thì ánh sáng tới lăng kính là chùm tia sáng hội tụ và ánh
sáng tới detector là chùm tia sáng hội tụ. Đối với một lăng kính tán sắc thì ánh sáng
tới lăng kính là chùm tai sáng phân kì và ánh sáng sau khi đi qua lăng kính là chùm
tia sáng song song.
Câu 2: Các bộ phận chủ yếu của hệ và vai trò của chúng.
- Các bộ phận chủ yếu của hệ bao gồm lăng kính, hệ thống thấu kính,
nguồn sáng, detector, và các bộ phận cơ khí nối với lăng kính.
- Vai trò của các bộ phận:
+ Lăng kính: tán sắc chùm ánh sáng trắng thành chùm ánh sáng màu.
+ Hệ thống thấu kính: hội tụ các tia sáng cùng màu.
+ Nguồn sáng: phát ra ánh sáng có quang phổ đặc trưng.
+ Detector: ghi nhận ánh sáng đi ra khỏi lăng kính
+ Các bộ phận cơ khí nối với lăng kính: để người sử dụng có thể quay lăng
kính
Câu 3: Trong máy đơn sắc, có thể thay hệ lăng kính tán sắc bằng thiết bị
nào?
Trong máy đơn sắc, ta có thể thay hệ lăng kính tán sắc bằng cách tử nhiễu
xạ.
Câu 4: Có thể thực hiện những phép đo gì trên một hệ quang học để nghiên

cứu tính chất của vật liệu? Nguyên tắc của các phép đo đó là gì?
3


- Có thể dùng hệ quang học để nghiên cứu phổ ánh sáng truyền qua của
mẫu cũng là để xác định phổ hấp thụ của mẫu. Ngoài ra, có thể dùng hệ quang học
để nghiên cứu nhiều tính chất quang học khác của các vật liệu như phổ huỳnh
quang, phổ quang dẫn.
- Để thực hiện các nghiên cứu này thì điều bắt buộc là phải biết được bước
sóng ánh sáng ở khe ra.
Vì vậy, với tất cả các máy đơn sắc chúng ta phải thiết lập được mối quan
hệ giữa bước sóng ở lối ra và góc quay của lăng kính.
Câu 5: Ý nghĩa và cách lập đường cong chuẩn của hệ đo quang học.
Ý nghĩa của việc lập đường cong chuẩn của hệ đo quang học là : biết
được mối quan hệ giữa bước sóng ánh sáng ở lối ra và góc quay lăng kính, ta có
thể biết được bước sóng ánh sáng lối ra thông qua việc đọc giá trị góc quay của
lăng kính.
Câu 6: Vai trò của đèn thủy ngân trong việc lập đường cong chuẩn? Nếu
dùng một nguồn sáng khác cho mục đích lập đường cong chuẩn của hệ quang này
thì nguồn sáng đó phải có đặc điểm gì?
- Vai trò của đèn thủy ngân trong việc lập đường cong chuẩn là: phổ phát
xạ của thủy ngân đã được xác định chính xác và công bố trong các bảng tra cứu
dưới dạng phổ mẫu. Vì thế ta có thể xác định chính xác bước sóng của các vạch
phổ đặc trưng.
- Có thể dùng một nguồn sáng khác cho mục đích lập đường cong chuẩn,
nguồn sáng đó phải là chất khí tinh khiết và có phổ phát xạ đã được xác định chính
xác và công bố trong các bảng tra cứu dưới dạng phổ mẫu.
Câu 7: Ý nghĩa của việc thay đổi độ rộng của khe vào và khe ra? Nên chọn
độ rộng của khe vào và khe ra như thế nào cho hợp lý?
- Ý nghĩa của việc thay đổi độ rộng của khe vào và khe ra là điều chỉnh

cường độ nguồn sáng ra khỏi lăng kính tới detectơ.
- Nên chọn độ rộng của khe vào và khe ra bằng nhau để ảnh của nguồn
sáng tại hai khe bằng nhau.
....................

4