ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG BÁO CÁO THÍ NGHIỆM BÀI 2: ĐO ĐIỆN TRỞ BẰNG PHƯƠNG PHÁP CẦU WHEATSTONE Học phần Giảng viên Nhóm : Thí nghiệm Vật lý đại cương (Điện-Từ Quang) : Lê Vũ Trường Sơn :6 Tên thành viên: _Nguyễn Quốc Thắng _Nguyễn Hưng Thịnh _Nguyễn Anh Tín _Phan Ngọc Long I Mục đích thí nghiệm NỘI DUNG II Dụng cụ thí nghiệm III Cơ sở lý thuyết IV Tiến trình thí nghiệm V Kết VI Kết luận I MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM Mục đích thí nghiệm • Giải thích hoạt động mạch cầu wheatstone • Sử dụng mạch cầu wheatstone để đo giá trị điện trở với độ xác cao • Kiểm chứng u cầu thí nghiệm • Nắm cách sử dụng dụng cụ đo • Nắm sở lý thuyết tiến hành theo bước thí nghiệm • Thu kết sau kiểm chứng với kết lý thuyết • Rút kết luận giá trị thu II DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM III CƠ SỞ LÍ THUYẾT Xét mạch điện hình vẽ  Vịng ACDA nút A :  Vịng kín BCDB nút B :  Tại nút C: kết hợp lại ta có: R5 Khi điều chỉnh biến trở Vôn kế = => =0 nên ta có: IV TIẾN TRÌNH THÍ NGHIỆM Đo giá trị điện trở ��1 chưa biết theo trình tự sau đây: Chọn giá trị tương ứng �1 �2 cho �2 > �1 Đưa giá trị biến trở Rm Mắc mạch điện theo sơ đồ hình (2.2) Chú ý: trước tiên ta phải dùng tai nghe thay cho điện kế Sau mắc mạch xong phải báo cáo với giáo viên kiểm tra trước cắm điện Áp tai nghe vào tai theo dõi âm phát Nếu âm phát từ tai nghe rõ, khơng bị chói tai khơng cần điều chỉnh máy phát âm tần Nếu khơng có âm phát từ tai nghe: (1) kiểm tra lại mạch điện mắc; (2) điều chỉnh tần số sóng âm biên độ máy phát âm tần cho âm phát nghe rõ (khơng bị chói tai tần số cao khó nghe tần số thấp) Điều chỉnh giá trị biến trở Rm cho độ to âm tai nghe giảm dần Đầu tiên ta nên thử với núm điều chỉnh ×100 Ω, đến núm có giá trị nhỏ Khi âm phát từ tai nghe tắt hẳn, ta chuyển sang bước Ngắt điện cho mạch cầu cách chuyển khóa K sang vị trí Khởi động điện kế cách bật cơng tắc qua vị trí ngồi bên phải Thay tai nghe điện kế Cấp lại điện cho mạch cầu cách chuyển khóa K sang vị trí Tiếp tục điều chỉnh biến trở Rm để kim điện kế hoàn toàn trùng với số Chú ý: Sau thay tai nghe điện kế, kim điện kế giá trị nhỏ (góc lệch kim điện kế nhỏ), ta điều chỉnh núm “×1 Ω” để tránh thay đổi dịng điện đột ngột qua điện kế Nếu kim điện kế giá trị lớn (góc lệch kim điện kế lớn) thay đổi không đáng kể điều chỉnh núm “×1 Ω” SV điều chỉnh núm “×10 Ω” trước Ghi giá trị R1, R2, Rm vào bảng số liệu 2.1 Ngắt điện cho mạch cầu cách chuyển khóa K sang vị trí Thay điện trở �1 �2 cho �2 > �1 Lặp lại bước thí nghiệm từ đến Thay đổi điện trở �1 �2 cho �2 > �1 lần lặp lại bước thí nghiệm từ đến Tiến hành bước thí nghiệm tương tự cho ��2, Rnt (��1 nt ��2) Rss (��1 // ��2) Chú ý: Trước thay đổi điện trở mạch cầu, SV phải ngắt mạch điện khỏi nguồn cách chuyển khóa K sang vị trí Phải chắn dịng điện chạy qua điện kế có cường độ nhở phép chuyển khoa K sang vị trí V KẾT QUẢ Mẫu đo Lần đo 3 // 150 150 200 150 150 200 150 150 200 150 150 200 200 220 220 430 570 380 286.6 285 285 1.06 0.53 0.53 200 220 220 100 130 90 66.6 65 67.5 0.23 1.36 1.13 200 220 220 520 688 460 346.6 344 345 1.4 1.2 0.2 200 220 220 85 114 75 56.6 57 56.25 0.01 0.38 0.36 Dựa vào bảng số liệu ta tính giá trị trung bình trường hợp ta có kết quả: Xét : Xét : 0.23 1.06  = = 20.706 ==6 Xét Xét     V/ Kết thí nghiệm : ● ●  XỬ LÝ SỐ LIỆU :  Tính giá trị trung bình sai số tuyệt đối trung bình d = ± = 2.5274 ± 0,2 mm ± = 3.932 ± 0,07 mm  Tính sai số tương đối trung bình chiết suất : = = + = 0.0967 V/ Kết thí nghiệm : ● ●  XỬ LÝ SỐ LIỆU :  Tính giá trị trung bình chiết suất n: ● = = = 1.579  Tính giá trị trung bình chiết suất n: = = 0.0967 x 1.579 = 0.0153  Kết sai số: n = ± = 1.579 ± 0.0153 VI/ Kết luận : ● Phép đo có độ xác cao với sai số 0,0153 điều kiện cho phép ● Nguyên nhân dẫn đến sai số đo: + Sai số dụng cụ đo + Sai số từ trình quan sát, ghi BÀI 5: KHẢO SÁT HIỆN TƯỢNG GIAO THOA VÀ NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG Nội Dung Mục đích thí nghiệm Dụng cụ thí nghiệm Cơ sở lý thuyết Tiến trình thí nghiệm Kết Kết luận I/ Mục đích thí nghiệm : 1) Mục đích:  Nắm cách đo bước sóng Lade He-Ne phương pháp giao thoa qua lưỡng lăng kính Fresnel 2) Yêu cầu :  Nắm cách sử dụng thiết bị, dụng cụ đo thí nghiệm  Nắm sở lý thuyết, cách tiến hành thí nghiệm  Cẩn thận, tỉ mĩ tránh gây hư hỏng thiết bị thí nghiệm  Tính tốn kết quả, bảng số liệu rõ ràng  Rút kết luận cho thí nghiệm II/ Dụng cụ thí nghiệm : Lade he-ne III Cơ sở lý thuyết: • • • Giả sử có nguồn sáng kết hợp S1 S2 có bước song Trog vùng gặp ánh sáng cách S1S2 khoảng D ta quan sát hình ảnh giao thoa Hiệu quang lộ cảu tia sáng xuất phát từ hai • nguồn đến điểm M: - = (5.1) • Đặt MC = y, = l Vì ảnh xa, tức D>>l nên ta có: -= (5.2) Vị trí vân sáng: y= • Vị trí vân tối: y’=(2k+1) • Khoản vân: i = (5.4) = ta suy ra: • Từ cơng thức (5.4) (5.3) IV Trả lời câu hỏi: 1.Bài thí nghiệm sử dụng phương pháp nào? • Phương pháp giao thoa qua lưỡng lăng kính Fresnel 2.Vai trị, chức dụng cụ thí nghiệm: • • • • • • • Lade He-Ne: Cho tia sáng Thấu kính f1=5mm: Làm tăng tiết diện nguồn lade Thấu kính f2=200mm: Lưỡng lăng kính Frenen: Tạo hai nguồn sáng kết hợp Thước kẹp: Đo khoảng vân Thước dây: Đo chiều dài d’ Màn ảnh: Thu hiển thị hình ảnh giao thoa V Trình tự thí nghiệm: Lắp đặt dụng cụ: • Nối nguồn điện 220V để cung cấp cho lade • Vặn chìa khố để khởi động lade • Đặt thấu kính f1=5 mm vào giá đỡ, sau cửa chắn khoảng 5cm • Điều chỉnh lade thấu kính để thi vệt sáng trịn ảnh.Cố định nguồn lade thấu kính • Dịch chuyển nhẹ nhàng lưỡng lăng kính • Lắp hệ giá đỡ có gắn lưỡng kính theo chiều vng góc với tia lade cho Frenen, nằm sau cách thấu kính chum sáng tia lade qua phân bố điều khoảng cm Cố định lưỡng lăng hai nửa cảu lăng kính Lúc kính ảnh xuất hình ảnh giao thoa V Trình tự thí nghiệm: Đo khoảng vân i: • Kẻ đường thẳng vng góc với tờ giấy trắng • Đặt tờ giấy lên ảnh cho đường thẳng trùng với vân sáng (tối) • Dùng bút đánh dấu khoảng cách có 10, 20, 30 khoảng vân kể từ giao điểm đường thẳng • Dùng thước kẹp đo đọ rộng 10, 20, 30 khoản vân • Từ kết đó, tính khoảng vân i Ghi giá trị vào bảng số liệu V Trình tự thí nghiệm: • Đo khoảng cách L d’: Giữ nguyên vị trí cảu thấu kính f1 lưỡng lăng kính, đặt thấu kính f2 = 200 mm phía sau lưỡng lăng kính • Di chuyển thấu kính f2 dọc theo đỡ ảnh thu hai chấm sáng có đường kính bé Đó ảnh nguồn ảo S1 S2 • Đánh dấu vị trí chấm sáng từo giấy trắng • Dùng thước kẹp để đo khoảng cách L hai ảnh hai nguồn ảo S1 S2 Ghi giá trị thu vào bảng số liệu • Dùng thước dây đo khoảng cách d’ từ thấu kính f2 đến ảnh Ghi giá trị thu vào bảng giá trị • Lặp lại bước ba lần V Kết thí nghiệm, kết luận: - Độ xác thước kẹp: 0.05 mm - Độ xác thước dây: mm Lần Lần Lần Trung bình Sai số trung bình i (mm) 1,345 1,2915 1,319 1,3185 0,018 d’ (cm) 472 465 469 468,6 1,11 d (cm) 21,77 20,85 20,89 20,887 0,335 L (mm) 40,2 49,05 49,1 49,11 0,053 l (mm) 2,177 2,2 2,187 2,189 0,00625 D = d + d’ 493,77 485,85 489,89 489,53 2,66 V Kết thí nghiệm, kết luận: Tính 2.Tính =2,189 (mm) d=(cm) = 20,887(mm) l=(mm) = 2,189(mm) V Kết thí nghiệm, kết luận: Tính =0,022 KẾT LUẬN: • Kết thí nghiệm: =589,225 12,96 (nm) • = 12,96 (nm) =589,225 12,96 (nm) • Sai số phần trăm thực nghiệm lý thuyết: 6,9% Nhận xét: -Sai số phép đo không lớn -Cho thấy kết cảu thí nghiệm tương đối xác -Một phần sai số nhỏ sai số dụng cụ đo