Cải tiến quy trình hướng dẫn và kiểm tra môn thực hành thí nghiệm điện quang

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
-----oOo-----

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP CƠ SỞ
“CẢI TIẾN QUY TRÌNH
HƢỚNG DẪN VÀ KIỂM TRA
MÔN THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM ĐIỆN - QUANG”
MÃ SỐ : CS 2005.23.76

CƠ QUAN CHỦ QUẢN : TRƢỜNG ĐHSP TP.HỒ CHÍ MINH
CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI:Th.S Trần Văn Tấn
Khoa Vật Lý – Trƣờng ĐHSP TP.HCM

ĐHSP TP.HCM – 2006


TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
-----oOo-----

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP CƠ SỞ
“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 Tính Hà
* Nguyễn Hoàng Long
* Nguyễn Thị Thanh

* Trần Văn Tấn

ĐHSP TP.HCM – 2006


MỤC LỤC

PHẦN A : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỂ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ................. 1
I. TÍNH CẤP THIẾT VÀ MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ĐỂ TÀI ............................... 1
II. ĐỐI TƢỢNG PHỤC VỤ .............................................................................................. 2
PHẦN B: NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ...................................................... 2
I. 1/ Đƣa thiết bị mới của ba bài thí nghiệm Quang học vào thực hành: ...................... 2
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 : ..................................................................................... 3
Đo điện trở bằng Cầu WHEASTONE .................................................................... 4
Đo điện trở bằng cầu kép..................................................................................... 6
Đo suất điện động của nguồn điện một chiều bằng phƣơng pháp Xung Đối ........ 8
Đo hằng số Faraday F và điệnt ích nguyên tố e .................................................... 10
Tiêu trắc ............................................................................................................... 12
Triền quang kế .................................................................................................. 18
Đo chiết suất lăng kính................................................................................... 22
Cách tử ................................................................................................................... 26
Báo cáo thí nghiệm ................................................................................................ 29
II. QUY TRÌNH HƢỚNG DẪN THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM - HỌC PHẦN THÍ
NGHIỆM ĐIỆN QUANG ............................................................................................... 31
III. QUY TRÌNH THI HẾT HỌC PHẨN THÍ NGHIỆM ĐIỆN - QUANG ............. 33


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:
1. Mục đích
2. Nguyên tắc
3. Thực hành
a. Mô tả dụng cụ
b. Các bƣớc thực hành
c. Lấy số liệu
4. Câu hỏi
5. Nội dung bài báo cáo
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.
- 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 bóc thăm chọn đề, thời gian thi và nội dung
của đề thi.
3. Cách tính điểm thi hết học phần thí nghiệm.


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 modiíy 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 consists of :
1. Objective
2. Principles
3. Pratice
a. Equipment description
b. Pratice steps

c. Collecting data
4. Questions
5. Abstract
II. GUIDELINES FOR OPTIC - ELECTRIC EXPERIMENT SEMESTER:
-

Definitions disseminated to students in the first session.
Definition of experimental groups.
Students' preparations beíbre an experiment.
Teacher' s guidance in each experiment.
Definitions of the workrreport of the experiment, grading scheme.
Requirements for taking the final exam.

III. RULES FOR FINAL EXAMINATION OF OPTIC – ELECTRICITY
1. Requirements for taking the final 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 tinal examination.


PHẦN A : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỂ TÀI NGHIÊN CỨU
KHOA HỌC
I. TÍNH CẤP THIẾT VÀ MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ĐỂ TÀI

1. Tính cấp thiết:
Các Bộ môn 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 cao.
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 I 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 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.

1


II. ĐỐI TƢỢNG PHỤC VỤ
1/ Phần tài liệu hƣớng dẫn thực hành Điện - Quang phục vụ cho sinh viên chuyến
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
liệu tham khảo để xây đựng 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 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.

PHẦN 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 3 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.

2


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 Wheastone.
2. Đo điện trở bằng cầu kép.
3. Đo suất điện động của nguồn điện một chiều bằng phƣơng pháp xung đối.
4. Đọ hằng số Faraday F và điện tích nguyên tố e.
5. Tiêu trắc.
6. Triền quang kế.
7. Đo chiết suất lăng 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
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 :

3


BÀI 1

Đo điện trở bằng Cầu WHEASTONE
I. Lý thuyết:
Mạch điện nhƣ hình 1 gọi là cầu Wheastone ta cố thể lựa chọn các điện trở
R1,R2,R sao cho cầu cân bằng, nghĩa là không có dòng điện chạy qua điện kế G
(IG= 0) Khi đó:
VD = VB
UAB =UAD
và UBC=UDC
Gọi:
Thì từ:

Suy ra:

I1 là dòng điện qua R1,R2
I2 là dòng điện qua R3,R4

UAB = UAD
I1R1 = I2R4
UBC = UDC
I1R2 = I2R3

=

(1)

Biểu thức (1) đƣợc gọi là điều kiện cân bằng của
cầu Wheastone. Có thể thay thế hai điện trở R3., R4. bằng
một sợi dây dẫn đồng chất có tiết diện đều nhƣ H . 2 .
Khi đó :

và

Nhƣ vậy:
Thay (2) vào (1) ta có:

(2)
=

R1 =

R2 (3)

Nếu biết đƣợc 13, l4 và R 1 thì có thể tính đƣợc R2.
- Điện kế G có số 0 ở giữa thang đo độ (ta gọi là điện kế chỉ
số không G) và điện trở shun.
II. Thực hành:

1- Dụng cụ gồm có :
- Nguồn điện E là một nguồn Acqui hay pin
Danielle.
- Hộp điện trở mẫu Ro có thể thay đổi từng ohm.
- Các điện trở cần đo Rx và RX'
- Ngắt điện K.
- Dây điện trở dài 1m, tiết diện đều căng trên một thƣớc đo .
- Điện kế G có số 0 ở giữa thang đo độ (ta gọi là điên kế chỉ số không G) và điện
trở shun.
2- Các bƣớc thực hành:
Lần lƣợt đo R x vàR X '
Rx và RX' mắc nối tiếp.
Rx và RX' mắc song song.

4


- Để đo Rx ta mắc sơ đồ nhƣ H.2; trong đó Rx.mắc vào vị trí của R1, R0
mắc vào vị trí của R2
- Mắc điện trở shun song song với điện kế G (H.3)
- Chọn R0 tùy ý và di chuyển con chạy, tìm vị trí để cầu whaeston cân
bằng (IG = 0).
Khi đó điện trở Rx đƣợc tính bằng công thức: Rx = R0
(4)
* Ta có thể chứng minh đƣợc rằng khi l3 ≈ l4 thì sai số của phép đo là
nhỏ nhất. Vì vậy để đo điện trở bằng cầu Wheaston ngƣời ta chọn R 0 sao cho
cầu cân bằng khi l3 ≈ l4 (hay con chạy ở số 50 của thƣớc đo). Để làm đƣợc
điều này, ta tiến hành các bƣớc thí nghiệm tiếp theo nhƣ sau:
-Để con chạy ở vị tí 50 trên thƣớc đo (khi đó l3 ≈ l4)
-Ban đầu để R0 = 0 Ohm (hoặc R0= 200 Ohm) đóng khóa K và nhận

xét xem Rx cần đo gần giá trị 0 Ohm hay 200 Ohm để tăng hay giảm dần Ro
quan sát sự lệch của kim điện kế, con chạy sẽ đến một giá trị R 0 nào đó mà
kim điện kế lệch rất ít khỏi vị trí cân bằng. Khi đó ta di chuyển con chạy chút
ít sao cho IG = 0 (cầu cân bằng). Lúc này ta tháo một đầu điện trở shun và xác
định vị trí chính xác của con chạy để điện kế IG = 0.
-Đo I3 và I4 điện trở Rx đƣợc tính bằng công thức :
Rx = R0
* Chú ý: Khi cầu còn xa cân bằng thì kim điện kế lệch rất mạnh. Vì vậy
phải mắc shun vào điện kế và đóng ngắt khóa K hoặc con chạy thật nhanh để
tránh làm hỏng điện kế.
- Trình bày kết quả thí nghiệm:
Đo điển trở R x =
R0 =

l3

l4

T3

T4

= R0

Rx=

±

Lần 1
Lần 2

Lần 3
Lần 4
Lần 5
III. Trả lời câu hỏi;
1- Ƣu điểm 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?

5


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 R x 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:
Thì :

=

=> Rx = R0

=

(1)

(2)

Nhận xét rằng nhờ có mạch phụ KaDbP nên điện trở của dây nối KNP nối R x 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

6


đo H.2

- Điện trở R0 là mẫu dây điện trở dài 1m căng trên một bảng gỗ có gắn thƣớc

* 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 R x 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

T

l=…………

=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.

7


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 (I G = 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:
(2)
- VA-VC =IR AC
- 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

8


- 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 E x 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?

9


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=
Suy ra F =

Q
(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)

10

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?

11


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)

12


- 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.

13


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.

14


* 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.

15


Chú ý: Vì ảnh cuối cùng phải khúc xạ qua hai thấu kính L1 và L 2 nên ảnh bị
mờ. Muốn dễ thấy ảnh ta phải vữa di chuyển L1 (trong khoảng L1 và S 1 ) vừa lắc, nếu
thấy dấu hiệu có ảnh (một vệt sáng trên mặt S chạy theo chiều lắc của L 2 ) 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 S 1 (Tìm vị trí này bằng màn M
nên đặt L sao cho S 1 khá nhỏ)
- Đặt giữa L1 và S1 một thấu kính phân kỳ L'2S 1 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 L 2 giữa L 1 và S 1 đến
một vị trí nào ta thấy ảnh rõ của vật S 1 'trên màn
P'=L 1 S 1 '
p = L2 S1
- Vậy tiêu cự thấu kính phân kỳ L 2 :f‟ =

(f có giá trị âm)

16


Trình bày kết quả :
1-Thấu kính hội tu :
PHƢƠNGPHÁP

LẦN 1 LẦN 2 LẦN 3 LẦN 4

TỰ CHUẨN

f

SILBERMAM

SS'
f

BESSEL

D
d
f

GIÁ TRỊ
T.BÌNH

Độ

NGỜ

KẾT QUẢ

2- Thấu kính phân kỳ :
PHƢƠNG
PHÁP
TỰ CHUẨN
ĐIỂM LIÊN
KẾT

LẦN
1

LẦN
2

LẦN
3

LẦN
4

GIÁ TRỊ
T.BÌNH

ĐỘ
NGỜ

KẾT QUẢ

LS
LL‟
f(âm)
P
P‟
f(âm)

17


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.

18