Xây dựng một số bài thí nghiệm thuộc chương trình vật lý THPT với các thiết bị thí nghiệm hiện đại

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM
KHOA VẬT LÝ
0

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
XÂY DỰNG MỘT SỐ BÀI THÍ NGHIỆM THUỘC CHƢƠNG TRÌNH
VẬT LÝ THPT VỚI CÁC THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM HIỆN ĐẠI

Ngƣời thực hiện
Lớp
Khóa
Ngành
Ngƣời hƣớng dẫn

: BÙI VĂN QUANG THÔNG
: 12 SVL
: 2012 – 2016
: Sƣ phạm Vật lý
: THS. NGUYỄN NHẬT QUANG

Đà Nẵng, tháng 05 năm 2016


LỜI CẢM ƠN



Trong suốt thời gian thực hiện khóa luận, em đã nhận đƣợc
nhiều sự quan tâm giúp đỡ từ quý thầy cô giáo cũng nhƣ ngƣời

thân và bạn bè để hoàn thành đề tài: “Xây dựng một số bài thí
nghiệm thuộc chƣơng trình Vật Lý THPT với các thiết bị thí
nghiệm hiện đại”
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo Nguyễn
Nhật Quang đã tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ em trong suốt thời
gian thực hiện khóa luận. Em cũng xin gửi lời cảm ơn đến quý
thầy cô giáo, cán bộ nhà trƣờng đã giảng dạy và giúp đỡ em
trong suốt bốn năm học, cảm ơn gia đình bạn bè đã động viên và
tạo mọi điều kiện để em hồn thành khóa luận này.
Dù đã hết sức cố gắng nhƣng khóa luận này khơng thể tránh
khỏi những khó khăn, thiếu sót, vì vậy em rất mong những góp ý
từ q thầy cơ cũng nhƣ các bạn để khóa luận đƣợc hồn thiện
hơn.
Đà Nẵng, tháng 5 năm 2016
Sinh viên thực hiện

Bùi Văn Quang Thông

i


MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................. i
MỤC LỤC .................................................................................................................. ii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ......................................................................... vii
DANH MỤC BẢNG BIỂU .................................................................................... viii
DANH MỤC HÌNH ẢNH ........................................................................................ ix
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
1. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU THUỘC LĨNH VỰC ĐỀ TÀI

TRONG VÀ NGỒI NƢỚC ......................................................................................1
2. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI ..........................................................................1
3. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU....................................................................................2
4. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU ...................................................................................3
5. CÁCH TIẾP CẬN ...................................................................................................3
6. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU...........................................................................3
7. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU ................................................................................4
8. PHẠM VI NGHIÊN CỨU ......................................................................................4
9. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ...................................................................................4
NỘI DUNG ................................................................................................................5
BÀI 1. KHẢO SÁT CÁC ĐỊNH LUẬT CHẤT KHÍ. ĐO HẰNG SỐ KHÍ .........5
1. Mục đích thí nghiệm ...............................................................................................5
2. Dụng cụ thí nghiệm .................................................................................................5
2.1. Giới thiệu ..........................................................................................................5
2.2. Hƣớng dẫn sử dụng .........................................................................................10
2.2.1. Máy đo thời tiết “Electronic Weather Station 433 MHz” ........................10
2.2.2. Máy cảm biến nhiệt 433 MHz ..................................................................13
2.2.3. Máy điều nhiệt Lauda Alpha ....................................................................14
2.3. An toàn khi sử dụng ........................................................................................16
3. Cơ sở lý thuyết ......................................................................................................16
3.1. Áp suất chất lỏng ............................................................................................16
3.2. Định luật Boyle – Mariotte .............................................................................17
ii


3.3. Định luật Charles ............................................................................................17
3.4. Định luật Gay-Lussac .....................................................................................18
3.5. Phƣơng trình Clapeyron – Mendeleev ............................................................19
4. Lắp đặt và tiến hành thí nghiệm ............................................................................20
4.1. Lắp đặt thí nghiệm ..........................................................................................20

4.2. Tiến hành thí nghiệm ......................................................................................21
4.2.1. Khảo sát sự phụ thuộc của áp suất vào thể tích của một lƣợng khí ở một
nhiệt độ không đổi ..............................................................................................21
4.2.2. Khảo sát sự phụ thuộc của thể tích vào nhiệt độ của một lƣợng khí ở một
áp suất nhất định không đổi ................................................................................22
4.2.3. Khảo sát sự phụ thuộc của áp suất vào nhiệt độ của một lƣợng khí với
một thể tích nhất định khơng đổi ........................................................................23
5. Kết quả thí nghiệm ................................................................................................24
5.1. Bảng số liệu ....................................................................................................24
5.1.1. Khảo sát sự phụ thuộc của áp suất vào thể tích của một lƣợng khí ở một
nhiệt độ khơng đổi ..............................................................................................24
5.1.2. Khảo sát sự phụ thuộc của thể tích vào nhiệt độ của một lƣợng khí ở một
áp suất nhất định không đổi ................................................................................25
5.1.3. Khảo sát sự phụ thuộc của áp suất vào nhiệt độ của một lƣợng khí với
một thể tích nhất định khơng đổi ........................................................................25
5.1.4. Xác định hằng số khí R ............................................................................26
5.2. Xử lí số liệu.....................................................................................................28
5.2.1. Khảo sát sự phụ thuộc của áp suất vào thể tích của một lƣợng khí ở một
nhiệt độ khơng đổi ..............................................................................................28
5.2.2. Khảo sát sự phụ thuộc của thể tích vào nhiệt độ của một lƣợng khí ở một
áp suất nhất định khơng đổi ................................................................................31
5.2.3. Khảo sát sự phụ thuộc của áp suất vào nhiệt độ của một lƣợng khí với
một thể tích nhất định khơng đổi ........................................................................34
5.2.4. Xác định hằng số khí R ............................................................................36
5.3. Nhận xét ..........................................................................................................37
5.3.1. Sai số phép đo...........................................................................................37
5.3.2. Nhận xét về bộ dụng cụ ............................................................................38
iii

Kết luận bài 1 ...........................................................................................................39
BÀI 2. ĐO TỪ TRƢỜNG TRÁI ĐẤT ..................................................................40
1. Mục đích thí nghiệm .............................................................................................40
2. Dụng cụ thí nghiệm ...............................................................................................40
2.1. Giới thiệu ........................................................................................................40
2.2. Hƣớng dẫn sử dụng .........................................................................................43
2.2.1. Nguồn điện “Power supply, universal” ....................................................43
2.2.2. Máy đo từ trƣờng kỹ thuật số “Teslameter, digital” ................................44
2.3. An toàn khi sử dụng ........................................................................................45
3. Cơ sở lý thuyết ......................................................................................................46
4. Lắp đặt và tiến hành thí nghiệm ............................................................................48
4.1. Lắp đặt thí nghiệm ..........................................................................................48
4.2. Tiến hành thí nghiệm ......................................................................................48
4.2.1. Khảo sát sự phụ thuộc của cảm ứng từ sinh ra trong lòng cuộn dây
Helmholtz với cƣờng độ dịng điện chạy qua nó ...............................................48
4.2.2. Đo thành phần nằm ngang của từ trƣờng Trái Đất ...................................49
4.2.3. Đo thành phần thẳng đứng của từ trƣờng Trái Đất ..................................49
5. Kết quả thí nghiệm ................................................................................................50
5.1. Bảng số liệu ....................................................................................................50
5.1.1. Khảo sát sự phụ thuộc của cảm ứng từ sinh ra trong lòng cuộn dây
Helmholtz với cƣờng độ dòng điện chạy qua nó ...............................................50
5.1.2. Đo thành phần nằm ngang của từ trƣờng Trái Đất ...................................51
5.1.3. Đo thành phần thẳng đứng của từ trƣờng Trái Đất ..................................51
5.1.4. Tính từ trƣờng Trái Đất ............................................................................52
5.2. Xử lí số liệu.....................................................................................................52
5.2.1. Khảo sát sự phụ thuộc của cảm ứng từ sinh ra trong lòng cuộn dây
Helmholtz với cƣờng độ dịng điện chạy qua nó ...............................................52
5.2.2. Đo thành phần nằm ngang của từ trƣờng Trái Đất ...................................54
5.2.3. Đo thành phần thẳng đứng của từ trƣờng Trái Đất ..................................55
5.1.4. Tính từ trƣờng Trái Đất ............................................................................56

5.3. Nhận xét ..........................................................................................................56
5.3.1. Sai số phép đo...........................................................................................56
iv


5.3.2. Nhận xét về bộ dụng cụ ............................................................................57
Kết luận bài 2 ...........................................................................................................57
BÀI 3. KHẢO SÁT CHUYỂN ĐỘNG RƠI TỰ DO. ĐO GIA TỐC RƠI TỰ
DO .............................................................................................................................58
1. Mục đích thí nghiệm .............................................................................................58
2. Dụng cụ thí nghiệm ...............................................................................................58
2.1. Giới thiệu ........................................................................................................58
2.2. Hƣớng dẫn sử dụng .........................................................................................61
- Máy đếm đa năng “Universal counter” ............................................................61
2.3. An toàn khi sử dụng ........................................................................................63
3. Cơ sở lý thuyết ......................................................................................................63
4. Lắp đặt và tiến hành thí nghiệm ............................................................................64
4.1. Lắp đặt thí nghiệm ..........................................................................................64
4.2. Tiến hành thí nghiệm ......................................................................................64
5. Kết quả thí nghiệm ................................................................................................65
5.1. Bảng số liệu ....................................................................................................65
5.1.1. Khảo sát chuyển động rơi tự do ...............................................................65
5.1.2. Đo gia tốc rơi tự do g ...............................................................................66
5.2. Xử lí số liệu.....................................................................................................67
5.2.1. Khảo sát chuyển động rơi tự do ...............................................................67
5.2.2. Đo gia tốc rơi tự do g ...............................................................................69
5.3. Nhận xét ..........................................................................................................71
5.3.1. Sai số phép đo...........................................................................................71
5.3.2. Nhận xét về bộ dụng cụ ............................................................................71
Kết luận bài 3 ...........................................................................................................72

BÀI 4. KHẢO SÁT CHU KÌ CON LẮC ĐƠN .....................................................73
1. Mục đích thí nghiệm .............................................................................................73
2. Dụng cụ thí nghiệm ...............................................................................................73
2.1. Giới thiệu ........................................................................................................73
2.2. Hƣớng dẫn sử dụng .........................................................................................76
- Cổng quang điện với đồng hồ đo thời gian hiện số .........................................76
2.3. An toàn khi sử dụng ........................................................................................77
v


3. Cơ sở lý thuyết ......................................................................................................77
4. Lắp đặt và tiến hành thí nghiệm ............................................................................78
4.1. Lắp đặt thí nghiệm ..........................................................................................78
4.2. Tiến hành thí nghiệm ......................................................................................79
4.2.1. Kháo sát sự phụ thuộc của chu kì con lắc đơn vào chiều dài dây treo .....79
4.2.2. Khảo sát sự phụ thuộc của chu kì con lắc đơn vào góc lệch α .................79
5. Kết quả thí nghiệm ................................................................................................80
5.1. Bảng số liệu ....................................................................................................80
5.1.1. Khảo sát sự phụ thuộc của chu kì con lắc đơn vào chiều dài dây treo .....80
5.1.2. Khảo sát sự phụ thuộc của chu kì con lắc đơn vào góc lệch α .................81
5.2. Xử lí số liệu.....................................................................................................82
5.2.1. Khảo sát sự phụ thuộc của chu kì con lắc đơn vào chiều dài dây treo .....82
5.2.2. Khảo sát sự phụ thuộc của chu kì con lắc đơn vào góc lệch α .................84
5.3. Nhận xét ..........................................................................................................86
5.3.1. Sai số phép đo...........................................................................................86
5.3.2. Nhận xét về bộ dụng cụ ............................................................................86
Kết luận bài 4 ...........................................................................................................87
KẾT LUẬN ..............................................................................................................88
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................90
PHỤ LỤC .................................................................................................................90

vi


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

THPT : Trung học phổ thông

vii


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Khảo sát sự phụ thuộc của áp suất vào thể tích của một lƣợng khí ở một
nhiệt độ không đổi .....................................................................................................28
Bảng 1.2: Khảo sát sự phụ thuộc của thể tích vào nhiệt độ của một lƣợng khí ở một
áp suất nhất định khơng đổi ......................................................................................31
Bảng 1.3: Khảo sát sự phụ thuộc của áp suất vào nhiệt độ của một lƣợng khí với
một thể tích nhất định khơng đổi...............................................................................34
Bảng 1.4: Xác định hằng số khí R ............................................................................36
Bảng 2.1: Khảo sát sự phụ thuộc của cảm ứng từ sinh ra trong lòng cuộn dây
Helmholtz với cƣờng độ dịng điện chạy qua nó ......................................................52
Bảng 2.2: Đo thành phần nằm ngang của từ trƣờng Trái Đất ...................................54
Bảng 2.3: Đo thành phần thẳng đứng của từ trƣờng Trái Đất ..................................55
Bảng 3.1: Khảo sát chuyển động rơi tự do ................................................................67
Bảng 3.2: Đo gia tốc rơi tự do g ................................................................................69
Bảng 4.1: Khảo sát sự phụ thuộc của chu kì con lắc đơn vào chiều dài dây treo .....82
Bảng 4.2: Khảo sát sự phụ thuộc của chu kì con lắc đơn vào góc lệch α .................84

viii

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Mơ tả các nút chức năng của máy đo thời tiết “Electronic Weather Station
433 MHz” ..................................................................................................................10
Hình 1.2a: Hình ảnh thực tế các nút chức năng của máy đo thời tiết “Electronic
Weather Station 433 MHz” .......................................................................................12
Hình 1.2b: Hình ảnh thực tế màn hình hiển thị của máy đo thời tiết “Electronic
Weather Station 433 MHz” .......................................................................................12
Hình 1.3: Máy cảm biến nhiệt Thermo Sensor 433 MHz .........................................13
Hình 1.4: Mơ tả cấu tạo của máy cảm biến nhiệt ......................................................13
Hình 1.5: Mô tả mặt trƣớc và mặt sau của máy điều nhiệt Lauda Alpha .................14
Hình 1.6: Mơ tả cấu tạo mặt trƣớc của máy điều nhiệt Lauda Alpha. ......................14
Hình 1.7: Mô tả mặt sau của máy điều nhiệt Lauda Alpha .......................................15
Hình 1.8. Bố trí thí nghiệm khảo sát các định luật chất khí ......................................20
Hình 1.9: Mơ tả cách bịt chặt đầu ống bên trái bằng nút cao su ...............................20
Hình 1.10: Mơ tả ống chứa thủy ngân bên phải có thể đƣợc nâng lên, hạ xuống.....21
Hình 1.11: Đồ thị mơ tả mối liên hệ giữa áp suất p và thể tích V của một lƣợng khí
nhất định (n = 0,8695 mmol) trong quá trình đẳng nhiệt (T = 299,6K) ...................29
Hình 1.12: Đồ thị mơ tả mối liên hệ giữa thể tích V và nghịch đảo áp suất p trong
quá trình đẳng nhiệt (T = 299,6K) của một lƣợng khí nhất định (n = 0,8695 mmol)
...................................................................................................................................29
Hình 1.13: Đồ thị mơ tả sự phụ thuộc của thể tích V vào nhiệt độ tuyệt đối T ở một
áp suất không đổi (p = 101,4 kPa) của một lƣợng khí nhất định (n = 0,8695 mmol)
(Vẽ trên giấy đồ thị) ..................................................................................................32
Hình 1.14: Đồ thị mơ tả sự phụ thuộc của thể tích V vào nhiệt độ tuyệt đối T ở một
áp suất không đổi (p = 101,4 kPa) của một lƣợng khí nhất định (n = 0,8695 mmol)
(Vẽ trên Excel) ..........................................................................................................32
Hình 1.15: Đồ thị mơ tả sự phụ thuộc của áp suất p vào nhiệt độ tuyệt đối T ở một
thể tích khơng đổi (V = 20,30 . 10-6 m3) của một lƣợng khí nhất định (n = 0,8695
mmol) (Vẽ trên giấy đồ thị) ......................................................................................35

Hình 1.16: Đồ thị mô tả sự phụ thuộc của áp suất p vào nhiệt độ tuyệt đối T ở một
thể tích khơng đổi (V = 20,30 . 10-6 m3) của một lƣợng khí nhất định (n = 0,8695
mmol) (Vẽ trên Excel) ..............................................................................................35
ix


Hình 2.1: Mơ tả các nút chức năng của nguồn điện “Power supply, universal” ......43
Hình 2.2: Mơ tả các nút chức năng của máy đo từ trƣờng kỹ thuật số “Teslameter,
digital” .......................................................................................................................44
Hình 2.3: Các thành phần vectơ từ trƣờng Trái Đất .................................................46
a) Theo mặt phẳng nằm ngang ..................................................................................46
b) Theo mặt phẳng thẳng đứng .................................................................................46
Hình 2.4: Bố trí thí nghiệm đo từ trƣờng Trái Đất ....................................................48
Hình 2.5: Mơ tả từ kế, trục và giá xoay ....................................................................50
Hình 3.1: Mơ tả hình dáng của máy đếm đa năng “Universal counter” ...................61
Hình 3.2: Mơ tả các nút chức năng của máy đếm đa năng “Universal Counter” .....61
Hình 3.3: Bố trí thí nghiệm khảo sát sự rơi tự do và đo gia tốc rơi tự do .................64
Hình 3.4: Đồ thị mơ tả mối liên hệ giữa độ cao vật rơi và bình phƣơng thời gian rơi
...................................................................................................................................68
Hình 3.5: Đồ thị mơ tả các giá trị gia tốc trọng trƣờng ở mỗi độ cao khác nhau .....70
Hình 4.1: Mô tả các nút chức năng của cổng quang điện với đồng hồ đo thời gian
hiện số .......................................................................................................................76
Hình 4.2: Mơ tả chuyển động của con lắc đơn .........................................................77
Hình 4.3: Bố trí thí nghiệm khảo sát chu kì con lắc đơn ..........................................78
Hình 4.4: Đồ thị mơ tả mối quan hệ giữa chiều dài dây treo và bình phƣơng chu kì
dao động nhỏ của con lắc ..........................................................................................83
Hình 4.5: Đồ thị mơ tả mối quan hệ giữa chu kì dao động của con lắc và góc lệch α
...................................................................................................................................85

x

Khóa luận tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Nhật Quang

MỞ ĐẦU
1. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU THUỘC LĨNH VỰC ĐỀ TÀI
TRONG VÀ NGỒI NƢỚC
Hiện nay có nhiều cơng trình nghiên cứu, sách, giáo trình, tài liệu, bài viết, …
liên quan đến việc xây dựng một số bài thí nghiệm thuộc chƣơng trình Vật lý THPT
với các thiết bị thí nghiệm đơn giản, hiện đại.
Ở nhiều nƣớc trên thế giới nhƣ Mỹ, Đức v.v… những nƣớc chú trọng thực
nghiệm trong dạy học thì có rất nhiều bài thí nghiệm có thể dạy học trong chƣơng
trình Vật lý THPT, sử dụng các thiết bị hiện đại. Nhiều bài thí nghiệm có thể dùng
cho dạy học trong các bài về cơ học, nhiệt học, điện học, từ trƣờng học và kể cả
quang học nữa.
Trong bối cảnh hội nhập, đất nƣớc ta đang trong thời kì đổi mới giáo dục, nhằm
hƣớng đến phát triển tồn diện cho học sinh. Đối với mơn Vật lý nói riêng thì việc
tiếp cận những bài thí nghiệm sử dụng các thiết bị hiện đại là một xu hƣớng tất yếu.
Ở trƣờng phổ thơng hiện nay, trong chƣơng trình Vật lý 10, 11 và 12 đã có rất nhiều
bài thí nghiệm, giúp cho các em học sinh tiếp thu bài một cách hiệu quả hơn.
Tuy nhiên, chƣa có đề tài hay các tài liệu sách nào ở Việt Nam “xây dựng một số
bài thí nghiệm thuộc chƣơng trình vật lý THPT với các thiết bị thí nghiệm hiện đại”.
2. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Hiện nay chúng ta đang thực hiện đổi mới toàn diện trong giáo dục. Việc đầu tƣ
cho giáo dục đƣợc Đảng và Nhà nƣớc xác định là “quốc sách hàng đầu”. Cơ sở vật
chất trang thiết bị phục vụ cho việc dạy và học ngày càng đƣợc quan tâm và trang bị
đầy đủ, nhằm nâng cao chất lƣợng giáo dục, đổi mới nội dung, phƣơng pháp,
chƣơng trình giáo dục ở tất cả các cấp học, bậc học. Đồng thời nâng cao chất lƣợng

đội ngũ giáo viên.
Trong giảng dạy nói chung và trong giảng dạy mơn Vật lý nói riêng, thực nghiệm
có vai trị hết sức quan trọng. Đặc biệt, Vật lý là một môn khoa học thực nghiệm,
hầu hết các kiến thức đƣợc xây dựng hoặc rút ra từ thực nghiệm. Vì thế thơng qua
thực nghiệm giúp cho quá trình lĩnh hội kiến thức của học sinh đƣợc diễn ra một
cách chủ động, phát huy đƣợc tính năng động, sáng tạo, rèn luyện kỹ năng thực
hành, tƣ duy phán đoán của học sinh, giúp cho quá trình nhận thức đƣợc rõ ràng

SVTH: Bùi Văn Quang Thơng

Trang 1


Khóa luận tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Nhật Quang

hơn về bản chất của các hiện tƣợng Vật lý. Điều này làm cho hiệu quả dạy và học
đƣợc nâng cao.
Thực trạng khảo sát việc sử dụng các thiết bị tại các trƣờng THPT trên địa bàn
thành phố Đà Nẵng và tỉnh Quảng Nam cho thấy một thực trạng đáng báo động về
tình trạng xuống cấp các bộ thiết bị cũng nhƣ hiệu quả sử dụng các thiết bị thí
nghệm cịn rất thấp. Vấn đề hệ thống lại các bài thí nghiệm cũng nhƣ việc nghiên
cứu sử dụng các thiết bị thí nghiệm hiện đại hơn để làm đƣợc nhiều bài thí nghiệm
quan trọng mà các bộ thí nghiệm ở phổ thơng chƣa làm đƣợc cũng nhƣ bổ sung vào
kho thiết bị thí nghiệm ở cấp THPT là hết sức cần thiết.
Do đó, để có thể nắm vững các thao tác thực hành, hình thành các kỹ năng, kỹ
xảo trong khi tiến hành thí nghiệm và hƣớng dẫn học sinh thực hiện thí nghiệm khi
về dạy học ở trƣờng phổ thông, tôi đã tiến hành nghiên cứu và thực hành các bài thí
nghiệm có trong chƣơng trình Vật lí bậc trung học phổ thơng theo chƣơng trình của

Bộ Giáo dục và Đào tạo ban hành với việc sử dụng các thiết bị thí nghiệm hiện đại
mà ở phổ thơng hiện nay chƣa có. Đó là những lý do tơi chọn đề khóa luận tốt
nghiệp: “Xây dựng một số bài thí nghiệm thuộc chƣơng trình vật lý THPT với các
thiết bị thí nghiệm hiện đại”.
3. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
- Biên soạn đƣợc hƣớng dẫn sử dụng một số loại thiết bị thí nghiệm hiện đại sử
dụng trong đề tài.
- Đề xuất đƣợc các bƣớc tiến hành một số thí nghiệm có thể từ những thiết bị thí
nghiệm hiện đại đó.
+ Khảo sát các định luật chất khí: Định luật Boyle – Mariotte, định luật
Charles, định luật Gay – Lussac, đo hằng số khí R.
+ Đo từ trƣờng Trái Đất.
+ Kháo sát sự rơi tự do và đo gia tốc rơi tự do.
+ Khảo sát chu kì dao động của con lắc đơn.
- Thực hiện đƣợc thí nghiệm trên các bƣớc tiến trình đã đề xuất và đƣa ra kết quả
tính tốn.
- Đƣa ra đƣợc các nhận xét về sai số của bài thí nghiệm và một số lƣu ý trong
phịng thí nghiệm.

SVTH: Bùi Văn Quang Thông

Trang 2


Khóa luận tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Nhật Quang

4. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU
- Xác định đƣợc mục tiêu sử dụng các loại thiết bị thí nghiệm hiện đại đó trong

việc giảng dạy các phần cụ thể có trong chƣơng trình Vật lý phổ thông.
- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết của những bài thí nghiệm định thực hiện trong đề
tài.
- Biên soạn đƣợc hƣớng dẫn sử dụng một số loại thiết bị thí nghiệm hiện đại sử
dụng trong đề tài.
- Đề xuất đƣợc các bƣớc tiến hành một số thí nghiệm có thể từ những thiết bị thí
nghiệm hiện đại đó.
+ Khảo sát các định luật chất khí: Định luật Boyle – Mariotte, định luật
Charles, định luật Gay – Lussac, đo hằng số khí R.
+ Đo từ trƣờng Trái Đất.
+ Kháo sát sự rơi tự do và đo gia tốc rơi tự do.
+ Khảo sát chu kì dao động của con lắc đơn.
- Thực hiện đƣợc thí nghiệm trên các bƣớc tiến trình đã đề xuất và đƣa ra kết quả
tính toán.
- Đƣa ra đƣợc các nhận xét về sai số của bài thí nghiệm và một số lƣu ý, kinh
nghiệm rút ra đƣợc trong phịng thí nghiệm.
5. CÁCH TIẾP CẬN
Tìm hiểu cách sử dụng các thiết bị thí nghiệm hiện đại có thể dạy học đƣợc mơn
Vật lý trong chƣơng trình THPT và xu hƣớng thay đổi nâng cao giảng dạy thí
nghiệm trong học tập Vật lý để phát triển toàn diện năng lực học sinh.
6. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Để thực hiện các nhiệm vụ trên, tôi đã tiến hành các phƣơng pháp nghiên cứu sau:
- Nghiên cứu lý luận: Nghiên cứu những tài liệu liên quan trong chƣơng trình Vật
lý phổ thông, những tài liệu hƣớng dẫn sử dụng các bộ dụng cụ thí nghiệm liên
quan. Nghiên cứu những tài liệu về phƣơng pháp dạy học thí nghiệm Vật lý trong
trƣờng phổ thông.
- Nghiên cứu thực nghiệm: Tiến hành các bài thí nghiệm, từ kết quả thí nghiệm,
kết hợp với quá trình quan sát, thực hiện rút ra những kết luận và những hƣớng dẫn
sƣ phạm cần thiết.

SVTH: Bùi Văn Quang Thông

Trang 3


Khóa luận tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Nhật Quang

7. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU
- Các tài liệu liên quan đến cơ sở lý thuyết của các bài thí nghiệm phần Chất khí,
Từ trƣờng, Chuyển động cơ và Dao động cơ, trong chƣơng trình Vật lý bậc Trung
học phổ thơng.
- Các dụng cụ thiết bị thí nghiệm hiện đại của Đức và các bài thí nghiệm thuộc
chƣơng trình Vật lý THPT.
8. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
- Xây dựng một số bài thí nghiệm thuộc chƣơng trình Vật lý THPT với các thiết
bị thí nghiệm hiện đại của Đức.
9. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Tìm hiểu và biên soạn hƣớng dẫn sử dụng một số loại thiết bị thí nghiệm hiện đại
sử dụng trong đề tài. Đề xuất đƣợc các bƣớc tiến hành một số thí nghiệm có thể từ
những thiết bị thí nghiệm hiện đại đó. Từ các bƣớc tiến hành đã đƣợc đề xuất, tôi sẽ
thực hiện thí nghiệm để khảo sát và đƣa ra kết quả. Sau khi có đƣợc kết quả, tơi sẽ
kiểm nghiệm lại đúng sai so với lý thuyết Vật lý. Bên cạnh đó, trong q trình thí
nghiệm và xử lý số liệu, tôi sẽ đƣa ra các nhận xét về sai số của bài thí nghiệm và
một số lƣu ý, kinh nghiệm rút ra đƣợc trong phịng thí nghiệm.

Khóa luận gồm có 3 phần
- Phần mở đầu
- Phần nội dung:

Bài 1: Khảo sát các định luật của chất khí. Đo hằng số khí.
Bài 2: Đo từ trƣờng Trái Đất
Bài 3: Khảo sát sự rơi tự do. Đo gia tốc rơi tự do.
Bài 4: Khảo sát chu kì của con lắc đơn
- Phần kết luận

SVTH: Bùi Văn Quang Thông

Trang 4


Khóa luận tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Nhật Quang

NỘI DUNG
BÀI 1. KHẢO SÁT CÁC ĐỊNH LUẬT CHẤT KHÍ. ĐO HẰNG SỐ KHÍ
1. Mục đích thí nghiệm
- Nghiệm lại định luật Boyle, sự tƣơng quan giữa áp suất p và thể tích V của khí lý
tƣởng ở một nhiệt độ nhất định khơng đổi. Đo áp suất p và thể tích V tƣơng ứng ở
nhiệt độ khơng đổi đó và vẽ đồ thị (p,V) để rút ra kết luận về sự tƣơng quan đó.
- Nghiệm lại định Charles, sự tƣơng quan giữa áp suất p và nhiệt độ tuyệt đối T của
khí lý tƣởng ở một thể tích nhất định khơng đổi. Đo áp suất p và nhiệt độ T tƣơng
ứng ở thể tích khơng đổi và vẽ đồ thị (p,T) để rút ra nhận xét.
- Nghiệm lại định Gay-Lussac, sự tƣơng quan giữa thể tích V và nhiệt độ tuyệt đối
T của khí lý tƣởng ở một áp suất nhất định khơng đổi. Đo thể tích V và nhiệt độ T
tƣơng ứng ở áp suất không đổi và vẽ đồ thị (V,T) để rút ra nhận xét.
- Xác định đƣợc hằng số khí R.
2. Dụng cụ thí nghiệm
2.1. Giới thiệu

STT

Tên dụng cụ

1

Bộ thiết bị khảo sát các

Hình ảnh

định luật về chất khí

SVTH: Bùi Văn Quang Thơng

Trang 5


Khóa luận tốt nghiệp

2

GVHD: ThS. Nguyễn Nhật Quang

Máy điều nhiệt Lauda
Alpha

3

Bể chứa của máy điều
nhiệt

4

Máy cảm biến nhiệt
433 MHz

SVTH: Bùi Văn Quang Thông

Trang 6


Khóa luận tốt nghiệp

5

Máy

đo

“Electronic

GVHD: ThS. Nguyễn Nhật Quang

thời

tiết

Weather

Station” 433 MHz

6

Ống cao su chịu nhiệt

7

Giá đỡ ống cao su

SVTH: Bùi Văn Quang Thông

Trang 7


Khóa luận tốt nghiệp

8

GVHD: ThS. Nguyễn Nhật Quang

Ống đựng thủy ngân
(Ống bên phải)

9

Ống chứa khí (Ống bên
trái)

SVTH: Bùi Văn Quang Thông

Trang 8


Khóa luận tốt nghiệp

10

Thƣớc đo milimet

11

Nút cao su hoặc một

GVHD: ThS. Nguyễn Nhật Quang

mảnh keo nến

12

Nƣớc cất

SVTH: Bùi Văn Quang Thông

Trang 9


Khóa luận tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Nhật Quang

2.2. Hƣớng dẫn sử dụng
2.2.1. Máy đo thời tiết “Electronic Weather Station 433 MHz”

Hình 1.1: Mơ tả các nút chức năng của máy đo thời tiết “Electronic Weather
Station 433 MHz”
Phần A – Màn hình LCD
A1: Dự báo thời tiết
A2: Chiều hƣớng áp suất (tăng hoặc giảm …)
A3: Nhiệt độ ngoài trời
A4: Chiều hƣớng của nhiệt độ ngoài trời (tăng hoặc giảm …)
A5: Nhiệt độ trong phòng
A6: Độ ẩm trong phòng
A7: Biểu đồ áp suất
SVTH: Bùi Văn Quang Thông

Trang 10


Khóa luận tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Nhật Quang

A8: Chiều hƣớng trong một giờ trƣớc (lịch sử của các lần đo trƣớc)
A9: Áp suất khí quyển
A10: Chiều hƣớng thủy triều
A11: Pha trăng
A12: Đồng hồ radio
Phần B – Các nút
B1: Nút “MODE/SET” cài đặt chế độ
B2: Nút “ALARM ON/OFF” cài đặt báo thức

B3: Nút “SNOOZE/LIGHT” cài đặt khoảng thời gian nghỉ giữa hai lần báo thức
liên tiếp
B4: Nút “HISTORY” hiển thị giá trị của các lần đo trƣớc
B5: Nút “ALERT” hiển thị các cảnh báo
B6: Nút “  ”
B7: Nút “+12/24” điều chỉnh chế độ hiển thị thời gian radio theo kiểu 12h hoặc 24h
B8: Nút “  ”
B9: Nút “-(C/F)” chuyển đổi đơn vị nhiệt độ 0C sang 0F và ngƣợc lại
B10: Nút “MAX/MIN” hiển thị nhiệt độ phòng và nhiệt độ ngồi trời lớn nhất và
nhỏ nhất có thể
B11: Nút “CHANNEL”
B12: Nút “MEM”
B13: Nút “RESET”
Phần C – cấu trúc hình dáng bên ngồi
C1: Nắp có lỗ
C2: Cái giá
C3: Ngăn đựng pin

SVTH: Bùi Văn Quang Thông

Trang 11


Khóa luận tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Nhật Quang

Hình 1.2a: Hình ảnh thực tế các nút chức năng của máy đo thời tiết
“Electronic Weather Station 433 MHz”

Hình 1.2b: Hình ảnh thực tế màn hình hiển thị của máy đo thời tiết “Electronic
Weather Station 433 MHz”
- Lúc này áp suất khí quyển là 1014 hPa tức là 101,4 kPa.
SVTH: Bùi Văn Quang Thông

Trang 12


Khóa luận tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Nhật Quang

2.2.2. Máy cảm biến nhiệt 433 MHz

Hình 1.3: Máy cảm biến nhiệt Thermo Sensor 433 MHz

Hình 1.4: Mơ tả cấu tạo của máy cảm biến nhiệt
D1: Màn hình hiển thị nhiệt độ mơi trƣờng
D2: Đèn led báo hiệu
D3: Que dò nhiệt
D4: Nút chuyển đổi “0C/0F”
D5: Công tắc đổi kênh
D6: Nút “TX”
D7: ngăn đựng pin
D8: nắp pin

SVTH: Bùi Văn Quang Thông

Trang 13

Khóa luận tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Nhật Quang

- Hƣớng dẫn sử dụng: Mở nắp pin (D8) và lắp pin vào D7. Sau đó cho đầu dị
nhiệt (D3) tiếp xúc với thứ cần đo nhiệt độ. Có thể dùng nút D4 để đổi từ độ C sang
độ F.

2.2.3. Máy điều nhiệt Lauda Alpha

Hình 1.5: Mơ tả mặt trƣớc và mặt sau của máy điều nhiệt Lauda Alpha

Hình 1.6: Mơ tả cấu tạo mặt trƣớc của máy điều nhiệt Lauda Alpha.

SVTH: Bùi Văn Quang Thông

Trang 14