KHOA VẬT LÝ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài .3 Mục đích luận văn Đối tượng phạm vi nghiên cứu 4 Nhiệm vụ nghiên cứu .5 Phương pháp nghiên cứu Đóng góp luận văn .5 Cấu trúc luận văn .6 PHẦN NỘI DUNG CHƯƠNG I: Cơ sở lý luận thí nghiệm dạy học vật lý 1.1 Khái niệm thí nghiệm vật lý 1.2 Đặc điểm thí nghiệm vật lý .7 1.3 Các chức thí nghiệm dạy học vật lý .8 1.4 Các loại thí nghiệm sử dụng dạy học vật lý 11 1.4.1 Thí nghiệm biểu diễn 11 1.4.2 Thí nghiện thực tập 12 1.5 Những yêu cầu mặt kỹ thuật phương pháp dạy học việc sử dụng thí nghiệm dạy học vật lý bước tiến hành thí nghiệm 12 1.5.1 Những yêu cầu việc sử dụng thí nghiệm .12 1.5.2 Các bước tiến hành thí nghiệm 16 CHƯƠNG II: Cơ sở lý thuyết tiến trình thí nghiệm 17 2.1 Các thí nghiệm thực tập 17 2.1.1 Xác định số xoắn mômen quán tính thiết bị 17 2.1.2 Xác định mômen quán tính vật 19 2.1.3 Kiểm nghiệm định lý Steiner 22 2.1.4 Xác định mômen quán tính .24 2.1.5 Xác định mômen khối lượng quán tính vật hình tạ 25 2.1.6 Khảo sát tượng dao động điều hòa lắc đơn 27 2.1.7 Khảo sát tượng dao động điều hòa lắc lò xo .28 2.1.8 Đo gia tốc trọng trường 30 GVHD: THS.NGUYỄN NHẬT QUANG SVTH: LÊ VĂN CHƯƠNG KHOA VẬT LÝ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP 2.1.9 Xác định độ lệch pha dụng cụ đoạn mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp 32 2.1.10 Khảo sát mạch RLC mắc nối tiếp 40 2.1.11 Khảo sát tượng cảm ứng điện từ máy biến 44 2.2 Các thí nghiệm biểu diễn .47 2.2.1 Khảo sát tượng sóng dừng sợi dây cao su 47 2.2.2 Khảo sát tượng sóng dừng lò xo 48 2.2.3 Khảo sát tính chỉnh lưu Điôt 50 2.2.4 Khảo sát tượng tán sắc ánh sáng qua lăng kính 53 CHƯƠNG III: Kết thí nghiệm 54 3.1 Các thí nghiện thực tập 54 2.1.1 Xác định số xoắn mômen quán tính thiết bị 54 2.1.2 Xác định mômen quán tính vật 56 2.1.3 Kiểm nghiệm định lý Steiner 58 2.1.4 Xác định mômen quán tính .60 2.1.5 Xác định mômen khối lượng quán tính vật hình tạ 62 2.1.6 Khảo sát tượng dao động điều hòa lắc đơn 63 2.1.7 Khảo sát tượng dao động điều hòa lắc lò xo .65 2.1.8 Đo gia tốc trọng trường 66 2.1.9 Xác định độ lệch pha dụng cụ đoạn mạch điện xoay chiều RLC mắc nối tiếp 67 2.1.10 Khảo sát mạch RLC mắc nối tiếp 72 2.1.11 Khảo sát tượng cảm ứng điện từ máy biến 75 2.2 Các thí nghiệm biểu diễn .76 2.2.1 Khảo sát tượng sóng dừng sợi dây cao su 76 2.2.2 Khảo sát tượng sóng dừng lò xo 78 2.2.3 Khảo sát tính chỉnh lưu Điôt 79 2.2.4 Khảo sát tượng tán sắc ánh sáng qua lăng kính 82 PHẦN KẾT LUẬN 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO .85 GVHD: THS.NGUYỄN NHẬT QUANG SVTH: LÊ VĂN CHƯƠNG KHOA VẬT LÝ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP PHẦN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Hiện thực đổi toàn diện giáo dục Việc đầu tư cho giáo dục Đảng nhà nước xác định “quốc sách hàng đầu” Cơ sở vật chất trang thiết bị phục vụ cho việc dạy học ngày quan tâm trang bị đầy đủ, nhằm nâng cao chất lượng giáo dục, đổi nội dung, phương pháp, chương trình giáo dục tất cấp học, bậc học Đồng thời nâng cao chất lượng đội ngũ giáo viên Trong giảng dạy nói chung giảng dạy môn Vật lý nói riêng, thực nghiệm có vai trò quan trọng Đặc biệt, Vật lý môn khoa học thực nghiệm, hầu hết kiến thức xây dựng rút từ thực nghiệm Vì thông qua thực nghiệm giúp cho trình lĩnh hội kiến thức học sinh diễn cách chủ động, phát huy tính động, sáng tạo, rèn luyện kỹ thực hành, tư phán đoán học sinh, giúp cho trình nhận thức rõ ràng chất tượng Vật lý Điều làm cho hiệu dạy học nâng cao Để nắm vững thao tác thực hành, hình thành kỹ năng, kỹ xảo tiến hành thí nghiệm hướng dẫn học sinh thí nghiệm dạy học trường phổ thông, tiến hành nghiên cứu thực hành thí nghiệm chương trình dạy học thí nghiệm lớp 12 theo chương trình Bộ Giáo Dục Đào Tạo ban hành Đó lý chọn đề tài luận văn tốt nghiệp: “Các thí nghiệm vật lý 12 chương trình Trung học phổ thông” Mục đích luận văn Khai thác, nghiên cứu, hướng dẫn học sinh sử dụng dụng cụ thí nghiệm để tiến hành : • Xác định số xoắn mômen quán tính thiết bị • Xác định mômen quán tính vật • Kiểm nghiệm định lý Steiner • Xác định mômen quán tính thẳng GVHD: THS.NGUYỄN NHẬT QUANG SVTH: LÊ VĂN CHƯƠNG KHOA VẬT LÝ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP • Xác định khối lượng quán tính mômen vật hình tạ • Khảo sát tượng sóng dừng sợi dây cao su • Khảo sát tượng sóng dừng lò xo • Khảo sát dao động điều hòa lắc lò xo • Khảo sát dao động điều hòa lắc đơn • Đo gia tốc trọng trường • Xác định độ lệch pha dụng cụ đoạn mạch xoay chiều RLC mắc nối tiếp • Khảo sát mạch RLC mắc nối tiếp • Khảo sát mạch chỉnh lưu dao động ký điện tử • Khảo sát tượng cảm ứng điện từ máy biến • Khảo sát tượng tán sắc ánh sáng qua lăng kính Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng - Các tài liệu phương pháp dạy học thí nghiệm Vật lý trường phổ thông - Các tài liệu liên quan đến sở lý thuyết thí nghiệm Vật lý phổ thông chương trình lớp 12 - Các tài liệu hướng dẫn sử dụng Dao động kí điện tử hai chùm tia 3.2 Phạm vi nghiên cứu Trong luận văn này, kiểm nghiệm lại kiến thức chương trình dạy học vật lý lớp 12 Từ rút nhận xét bước hướng dẫn học sinh thực thí nghiệm Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu sở lý thuyết phần điện học, dao động, sóng mômen quán tính chương trình Vật lý phổ thông - Nghiên cứu xây dựng thí nghiệm, lấy số liệu mẫu thí nghiệm GVHD: THS.NGUYỄN NHẬT QUANG SVTH: LÊ VĂN CHƯƠNG KHOA VẬT LÝ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP - Phân tích, xử lý kết thu Từ rút kết luận cần thiết tổng kết kinh nghiệm để hướng dẫn học sinh thí nghiệm cách hiệu Phương pháp nghiên cứu Để thực nhiệm vụ trên, tiến hành phương pháp nghiên cứu sau: - Nghiên cứu lý luận: Nghiên cứu tài liệu liên quan chương trình Vật lý phổ thông, tài liệu hướng dẫn sử dụng dụng cụ thí nghiệm liên quan Nghiên cứu tài liệu phương pháp dạy học thí nghiệm Vật lý trường phổ thông - Nghiên cứu thực nghiệm : Tiến hành thí nghiệm Từ kết thí nghiệm, kết hợp với trình quan sát, thực rút kết luận hướng dẫn sư phạm cần thiết Đóng góp luận văn Luận văn sở để xây dựng hoàn thiện thí nghiệm Vật lý dạy trường phổ thông Nó làm tài liệu tham khảo cho giáo viên, sinh viên học sinh giảng dạy tiến hành thí nghiệm Vật lý liên quan Cấu trúc luận văn Luận văn gồm có phần: - Phần mở đầu: Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Đóng góp đề tài - Phần nội dung: Chương 1: Cơ sở lý luận thí nghiệm dạy học Vật lý GVHD: THS.NGUYỄN NHẬT QUANG SVTH: LÊ VĂN CHƯƠNG KHOA VẬT LÝ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Chương 2: Cơ sở lý thuyết tiến trình thí nghiệm 2.1 Các thí nghiệm thực hành 2.2 Các thí nghiệm biểu diễn Chương 3: Kết thí nghiệm - Phần kết luận: GVHD: THS.NGUYỄN NHẬT QUANG SVTH: LÊ VĂN CHƯƠNG KHOA VẬT LÝ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP PHẦN NỘI DUNG CHƯƠNG I CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC VẬT LÝ 1.1 Khái niệm thí nghiệm vật lý Thí nghiệm Vật lý tác động có chủ định, có hệ thống người vào đối tượng thực khách quan Thông qua phân tích điều kiện mà diễn tác động kết tác động, ta thu nhận tri thức 1.2 Đặc điểm thí nghiệm Vật lý - Các điều kiện thí nghiệm Vật lý phải lựa chọn thiết lập có chủ định cho thông qua thí nghiệm, trả lời câu hỏi đặt ra, kiểm tra giả thuyết hệ suy từ giả thuyết Mỗi thí nghiệm có ba yếu tố cấu thành cần xác định rõ: đối tượng cần nghiên cứu, phương tiện gây tác động lên đối tượng cần nghiên cứu phương tiện quan sát, đo đạc để thu nhận kết tác động - Các điều kiện thí nghiệm làm biến đổi để ta nghiên cứu phụ thuộc hai đại lượng, đại lượng khác giữ không đổi - Các điều kiện thí nghiệm phải khống chế, kiểm soát dự định nhờ sử dụng thiết bị thí nghiệm có độ xác mức độ cần thiết, nhờ phân tích thường xuyên yếu tố đối tượng cần nghiên cứu, làm giảm tối đa ảnh hưởng nhiễu (nghĩa loại bỏ tối đa số điều kiện để không làm xuất tính chất, mối quan hệ không quan tâm) - Đặc điểm quan trọng thí nghiệm tính quan sát thay đổi đại lượng biến đổi đại lượng khác Điều đạt nhờ giác quan người hỗ trợ phương tiện quan sát đo đạc - Có thể lặp lại thí nghiệm Nghĩa với thiết bị thí nghiệm, điều kiện thí nghiệm bố trí lại hệ thí nghiệm, tiến hành lại thí nghiệm, GVHD: THS.NGUYỄN NHẬT QUANG SVTH: LÊ VĂN CHƯƠNG KHOA VẬT LÝ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP tượng, trình vật lý phải diễn thí nghiệm giống lần thí nghiệm trước 1.3 Các chức thí nghiệm dạy học Vật Lý 1.3.1 Chức thí nghiệm theo quan điểm lý luận nhận thức 1.3.1.1 Thí nghiệm phương tiện việc thu nhận tri thức - Vai trò thí nghiệm giai đoạn trình nhận thức phụ thuộc vào vốn hiểu biết người đối tượng cần nghiên cứu Khi nhận thức học sinh đối tượng ỏi thí nghiệm sử dụng để thu nhận kiến thức ban đầu Muốn có kiến thức đối tượng cần nghiên cứu, cần phải biết đặt câu hỏi với đối tượng Việc tìm cách đặt câu hỏi (thiết kế phương án thí nghiệm), tiến hành thí nghiệm xử lý kết quan sát, đo đạc, sau trình tìm câu trả lời cho câu hỏi đặt Như thí nghiệm sử dụng kẻ phân tích thực khách quan thông qua trình thiết lập cách chủ quan để thu nhận tri thức khách quan - Ở giai đoạn đầu trình nhận thức tượng, trình Vật lý đó, học sinh chưa có có hiểu biết ỏi tượng trình Vật lý cần nghiên cứu thí nghiệm dùng để cung cấp cho học sinh liệu cảm tính tượng, trình 1.3.1.2 Thí nghiệm phương tiện để kiểm tra tính đắn tri thức thu Trong dạy học lý phổ thông có số kiến thức rút suy luận lôgic chặt chẽ từ kiến thức biết Nên tiến hành thí nghiệm để kiểm tra tính đắn chúng Trong nhiều trường hợp, kết thí nghiệm phủ nhận tính đắn tri thức biết, đòi hỏi phải đưa giả thuyết khoa học lại kiểm tra thí nghiệm khác Nhờ vậy, thu tri thức có tính khái quát hơn, bao hàm tri thức biết trước trường hợp riêng, trường hợp giới hạn 1.3.1.3 Thí nghiệm phương tiện việc vận dụng tri thức thu vào thực tiễn GVHD: THS.NGUYỄN NHẬT QUANG SVTH: LÊ VĂN CHƯƠNG KHOA VẬT LÝ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP - Chúng ta thường gặp nhiều khó khăn việc vận dụng tri thức lý thuyết vào việc thiết kế, chế tạo thiết bị kỹ thuật tính trừu tượng tri thức cần sử dụng, tính phức tạp chi phối nhiều định luật thiết bị cần chế tạo nguyên nhân kinh tế hay lý an toàn Khi đó, thí nghiệm sử dụng phương tiện tạo sở cho vận dụng tri thức thu vào thực tiễn - Trong chương trình vật lý phổ thông đề cập đến loạt ứng dụng vật lý đời sống sản xuất Việc tiến hành thí nghiệm tạo sở cho học sinh hiểu ứng dụng kiến thức học thực tiễn Qua cho học sinh thấy vận dụng thực tiễn kiến thức vật lý chứng đắn kiến thức vật lý 1.3.1.4 Thí nghiệm phận phương pháp nhận thức vật lý - Các phương pháp nhận thức dùng phổ biến việc hình thành kiến thức vật lý trường phổ thông phương pháp thực nghiệm phương pháp mô hình Trong thí nghiệm đóng vai trò quan trọng hai phương pháp nhận thức - Trong phương pháp thực nghiệm, thí nghiệm đóng vai trò quan trọng giai đoạn đầu (thu nhận thông tin đối tượng cần nghiên cứu) giai đoạn cuối (xây dựng thực phương án để kiểm tra tính đắn hệ rút ra) - Trong phương pháp mô hình, giai đoạn đầu thông tin đối tượng gốc thu thập nhờ thí nghiệm Thông qua thí nghiệm ta tìm thuộc tính, mối quan hệ chất đối tượng gốc Để từ xây dựng mô hình phản ánh mối quan hệ mà ta quan tâm Khi thao tác với mô hình, mô hình vật chất, phải tiến hành thí nghiệm thực với Ở giai đoạn cuối, tiến hành thí nghiệm vật gốc, đối chiếu kết thu từ mô hình với kết thu trực tiếp vật gốc Từ ta kiểm tra tính đắn mô hình rút giới hạn áp dụng mô hình 1.3.2 Chức thí nghiệm theo quan điểm lý luận dạy học 1.3.2.1 Thí nghiệm sử dụng tất giai đoạn khác trình dạy học GVHD: THS.NGUYỄN NHẬT QUANG SVTH: LÊ VĂN CHƯƠNG KHOA VẬT LÝ 10 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Quá trình dạy học có giai đoạn sau: • Đề xuất vấn đề cần nghiên cứu • Hình thành kiến thức, kỹ • Củng cố kiến thức, kỹ thu • Kiểm tra, đánh giá kiến thức, kỹ học sinh - Thí nghiệm dùng để đề xuất vấn đề cần nghiên cứu Đặc biệt có hiệu việc tạo tình có vấn đề - Trong giai đoạn hình thành kiến thức mới, thí nghiệm có vai trò quan trọng không thay Nó cung cấp cách hệ thống liệu thực nghiệm, để từ khái quát hoá quy nạp, kiểm tra tính đắn giả thuyết hệ lôgic rút từ giả thuyết đề xuất, hình thành kiến thức mới, đồng thời làm tăng tin tưởng học sinh vào tính chân thực kiến thức thu - Thí nghiệm sử dụng cách đa dạng trình củng cố kiến thức, kỹ học sinh Các thí nghiệm dùng phải có yếu tố so với thí nghiệm dùng mà nhằm đào sâu, mở rộng kiến thức biết; giúp học sinh thấy biểu tự nhiên, ứng dụng đời sống sản xuất kiến thức - Thông qua hoạt động trí tuệ - thực tiễn trình thí nghiệm, học sinh chứng tỏ kiến thức kiện mà kiến thức phương pháp, kiến thức mà kỹ Qua kiểm tra, đánh giá kiến thức, kỹ học sinh 1.3.2.2 Thí nghiệm phương tiện góp phần phát triển nhân cách toàn diện học sinh Việc sử dụng thí nghiệm dạy học Vật lý góp phần quan trọng vào việc phát triển nhân cách toàn diện học sinh - Thí nghiệm phương tiện để nâng cao chất lượng kiến thức rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo vật lý học sinh - Thí nghiệm phương tiện kích thích hứng thú học tập vật lý, tổ chức trình học tập tích cực, tự lực sáng tạo học sinh GVHD: THS.NGUYỄN NHẬT QUANG SVTH: LÊ VĂN CHƯƠNG KHOA VẬT LÝ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP 69 Bảng 3.1.9.6 Stt Tần số (kHz) 1,5 ϕ (rad) 0,48 π 0,49 π 0,48 π Hình ảnh độ lệch pha Uc UR hình dao động ký Với f = kHz UC UR Hình 3.5 Với f = 1,5 kHz UC UR Hình 3.6 UC Với f = kHz UR Hình 3.7 GVHD: THS.NGUYỄN NHẬT QUANG SVTH: LÊ VĂN CHƯƠNG KHOA VẬT LÝ 70 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Theo lý thuyết UC chậm pha 0,5 π so với UR Kết thực nghiệm có sai số so với lý thuyết Sai số thực nghiệm lý thuyết là: Sai số = ϕtn −ϕ lt 0,483π − 0,5π 100% = 100% = 3,4% ϕlt 0,5π Nhận xét: Trong thí nghiệm ta không lấy dấu tg ϕ Kết thực nghiệm không trùng với lý thuyết trình quan sát lấy kết hình dao động ký theo chủ quan cá nhân người làm thí nghiệm 3.1.9.4 Mạch LC nối tiếp L = 21,07.10 −3 (H) , C = 0,22.10 −6 (F) Bảng 3.1.9.7 (V R2 + V L2 Stt F(kHz) UC (v) UL (v) 1,5 0,461 0,638 1,099 0,085 0,241 0,780 UCL= U L − U C 0,376 0,397 0,319 Đồ thị độ lệch pha UL UC là: Với f = (kHz) UL UC Hình 3.8 UL Với f = 1,5 (kHz) GVHD: THS.NGUYỄN NHẬT QUANG UC SVTH: LÊ VĂN CHƯƠNG KHOA VẬT LÝ 71 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Hình 3.9 UL Với f = (kHz) UC Hình 3.10 Nhận xét: Từ hình ảnh dao động ký ta nhận thấy U L ngược pha so với UC kết thực nghiệm với kết lý thuyết 3.1.10 Khảo sát mạch RLC nối tiếp 3.1.10.1 Độ lệch pha ϕ hiệu điện hai đầu cường độ dòng điện mạch RLC nối tiếp R = 200 Ω Cuộn cảm 1000 vòng, L = 21,07 10-3(H) Tụ điện C = 0,22 10-6 (F) Hình dạng tín hiệu hình dao động ký điện tử ứng với tần số f = 1kHz UR URLC f = 2kHz UR GVHD: THS.NGUYỄN NHẬT QUANG URLC Hình 3.11 SVTH: LÊ VĂN CHƯƠNG KHOA VẬT LÝ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP 72 Hình 3.12 Dựa vào tín hiệu hình dao động ký ta tính độ lệch pha ϕ hiệu điện hai đầu mạch URLC i Bảng 3.1.10.1 Lần đo Tb f = 1kHz, t(s) −3 0,200.10 0,200.10 −3 0,198.10 −3 0,025.10 −3 T = 1ms ϕ 0,400 π 0,400 π 0,396 π 0,399 π ∆ϕ 0,001 π 0,001 π 0,003 π 1,667.10 −3 π f = 2kHz, T = 0,5 ms t(s) ϕ −3 0,152 π 0,038.10 −3 0,144 π 0,036.10 −3 0,148 π 0,037.10 0,037.10 −3 0,148 π ∆ϕ 0,004 π 0,004 π 2,667 10 −3 π Kết độ lệch pha hiệu điện hai đầu mạch URLC i Với f = kHz ϕ = ϕ ± ∆ϕ = (0,399 ± 1,667.10−3 )π (rad ) Với f = kHz ϕ = ϕ ± ∆ϕ = (0,148 ± 2,667.10 −3 )π (rad ) Độ lệch pha ϕlt tính theo lý thuyết theo công thức: Với f = kHz tg( ϕlt ) = 1 2π f L − 2π f C = - 2,958 ω.C = R R ω.L − suy ϕlt = −71,320 = −0,396π (rad) Với f = kHz GVHD: THS.NGUYỄN NHẬT QUANG SVTH: LÊ VĂN CHƯƠNG KHOA VẬT LÝ tg( ϕlt ) = 73 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP 1 2π f L − 2π f C = - 0,486 ω.C = R R ω.L − suy ϕlt = −25,92 = −0,144π (rad) Nhận xét: - Kết thực nghiệm không trùng với lý thuyết sai số không lớn Sở dĩ có sai số bỏ qua điện trở cuộn dây, trình quan sát người làm thí nghiệm không xác hoàn toàn - Trong thực nghiệm bỏ qua giá trị âm Nhưng theo lý thuyết dựa vào đồ thị máy dao động ký U RLC chậm pha so với UR hay cường độ dòng điện I mạch 3.1.10.2 Tần số cộng hưởng fch Hình ảnh dao động ký mạch cộng hưởng i URLC i URLC Hình 3.13 Bảng 3.1.10.2 Lần đo TB Chu kỳ T 0,428.10-3 0,428.10-3 0,429.10-3 0,428.10-3 Tần số f(kHz) 2,335 2,335 2,334 2,335 ∆f 0 0,001 0,0003 Từ bảng số liệu ta có tần số cộng hưởng: f = f ± ∆f = 2,335.103 ± 0,0003( Hz ) Tần số cộng hưởng theo lý thuyết: GVHD: THS.NGUYỄN NHẬT QUANG ZL = ZC ω = LC SVTH: LÊ VĂN CHƯƠNG KHOA VẬT LÝ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP 74 Suy ra: Fch = 2π 1 = = 2,338(kHz ) −3 LC 2.3,14 21,07.10 0,22.10− flt > ftn Độ sai số thực nghiệm lý thuyết là: Sai số = f tn − f lt 2,338.103 − 2,335.103 100% = 100% = 0,13% f lt 2,335.103 Nhận xét: Khi xảy cộng hưởng tín hiệu hai kênh I II không trùng Vì hiệu điện hai đầu đoạn mạch lớn hiệu điện hai đầu điện trở R Có sai số giá trị tần số cộng hưởng thực nghiệm lý thuyết ta bỏ qua điện trở cuộn cảm 3.1.11 Khảo sát tượng cảm ứng điện từ máy biến Khi mắc dòng chiều vào cuộn sơ cấp hiệu điện hai đầu cuộn sơ cấp V cuộn thứ cấp dòng điện cảm ứng Như cuộn cảm không cho dòng chiều qua Bảng 3.1.11.1 : Mối liên hệ số vòng dây hiệu điện hai đầu N1 1000 500 N2 500 1000 V1(V) 6,876 6,970 V2(V) 3,237 12,657 N1:N2 1/2 V1:V2 2,124 0,547 Khi N1 = 1000 vòng , N2 = 500 vòng Theo lý thuyết N1 V1 V = = thực nghiệm = 2,124 N V2 V2 Khi N1 = 500 vòng , N2 = 1000 vòng Theo lý thuyết N1 V1 V = = thực nghiệm = 0,547 N V2 V2 Bảng 3.1.11.2 Mối liên hệ dòng đầu, tỉ số cuộn dây N1 1000 1000 1000 N2 500 500 500 V1(V) 6,519 8,495 10,321 GVHD: THS.NGUYỄN NHẬT QUANG V2(V) 3,131 4,080 5,053 I1(A) 0,089 0,121 0,142 I2(A) 0,165 0,219 0,264 N1:N2 2 V1:V2 2,082 2,082 2,043 I1:I2 0,539 0,553 0,538 SVTH: LÊ VĂN CHƯƠNG KHOA VẬT LÝ 75 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Khi lắp bóng đèn 6V song song với cuộn thứ cấp : Khi nguồn phát điện 6V bóng sáng yếu, tăng điện phát lên 8V, 10 V độ sáng bóng đèn tăng lên Nhận xét: - Máy biến không cho dòng điện chiều chạy qua - Máy biến dùng để tăng N2 > N1, dùng để hạ N2 < N1 dùng để tăng cường độ dòng điện N2 < N1 dùng để hạ dòng N2 > N1 - Kết thực nghiệm lý thuyết có sai số Sở dĩ có điều thí nghiệm bỏ qua điện trở cuộn dây sai số dụng cụ làm thí nghiệm 3.2 Các thí nghiệm biểu diễn 3.2.1 Khảo sát tượng sóng dừng sợi dây Chiều dài sợi dây: l = 72(cm) Bảng 3.2.1.1 STT Số bụng sóng quan sát n Từ đồ thị ta có hệ số góc a = Mà a = Tần số máy phát f(Hz) 15,14 30,28 45,42 60,56 76,67 f − f1 30,28 − 15,14 = = 15,14 −1 v suy ν = 2al = 2.15,14.0,72= 21,802 (m/s) 2l Khi ta tăng độ căng dây cách sợi dậy lên vòng ta kết sau Bảng 3.2.1.2 STT Số bụng sóng quan sát n GVHD: THS.NGUYỄN NHẬT QUANG Tần số máy phát f(Hz) 17,66 35,32 51,01 70,64 88,30 SVTH: LÊ VĂN CHƯƠNG KHOA VẬT LÝ 76 Từ đồ thị ta có hệ số góc a = Mà a = KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP f − f1 35,32 − 17,66 = = 17,66 −1 v suy ν = 2al = 2.17,66.0,72= 25,430 (m/s) 2l Khi giảm độ căng dây cách thả sợi dậy vòng ta có kết bảng 9.3 Bảng 3.2.1.3 STT Số bụng sóng quan sát n Từ đồ thị ta có hệ số góc a = Mà a = Tần số máy phát f(Hz) 13,35 26,70 40,00 53,40 66,77 f − f1 26,70 − 13,35 = = 13,35 −1 v suy ν = 2al = 2.13,35.0,72= 19,224 (m/s) 2l GVHD: THS.NGUYỄN NHẬT QUANG SVTH: LÊ VĂN CHƯƠNG KHOA VẬT LÝ 77 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Nhận xét: Tần số máy phát tỉ lệ thuận với số bụng sóng xuất sợi dây Vận tốc truyến sóng sợi dây phụ thuộc vào sức căng sợi dây Dây căng sóng truyền nhanh 3.2.2 Khảo sát tượng sóng dừng lò xo Bảng 3.2.2.1 Độ cứng lò xo : k= 9,2 (N/m) Chiều dài lo xo : l = 0,48 (m) STT Số bụng sóng quan sát n Tần số máy phát f(Hz) 6,15 12,30 18,30 24,47 30,66 Từ đồ thị ta có hệ số góc đồ thị Gradien đồ thị a= f − f1 12,30 − 6,15 = = 6,15 n2 − n1 Mà ta có a = v suy v = 2al = 6,15.0,48 = 5,904 (m/s) 2l Nhận xét: - Tần số máy phát cao số bụng sóng lò xo nhiều GVHD: THS.NGUYỄN NHẬT QUANG SVTH: LÊ VĂN CHƯƠNG KHOA VẬT LÝ 78 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP - Theo lý thuyết fn = nf1 nhiên kết thực nghiệm có sai số Sỡ dĩ có sai số số nguyên nhân sau: - Hình ảnh sóng dừng lò xo khó quan sát Nên phụ thuộc vào hình ảnh chủ quan người làm thí nghiệm - Dụng cụ đo có sai số (máy đo thời gian , thước đo chiều dài) 3.2.3 Khảo sát tính chỉnh lưu Điôt 3.2.3.1.Chỉnh lưu bán kỳ Un = 2V - Tín hiệu sóng hai đầu điện trở trước chỉnh lưu (hình dạng cường độ dòng điện mạch trước chỉnh lưu) Hình 3.14: Hình dạng sóng nguồn phát - Tín hiệu sóng hai đầu điện trở (hình dạng cường độ dòng điện mạch sau chỉnh lưu) Hình 3.15 Hình dạng sóng hai đầu điện trở - Tín hiệu sóng mắc tụ C = 10µF song song với điện trở GVHD: THS.NGUYỄN NHẬT QUANG SVTH: LÊ VĂN CHƯƠNG KHOA VẬT LÝ 79 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Hình 3.16 Nhận xét: + Điôt biến dòng xoay chiều thành dòng chiều + Khi mắc tụ song song với R tín hiệu sau chỉnh lưu (dòng điện qua điện trở) trở nên mềm mại 3.2.3.2.Chỉnh lưu toàn kỳ dùng Điôt - Tín hiệu sóng hai đầu điện trở trước chỉnh lưu (hình dạng cường độ dòng điện mạch trước chỉnh lưu) Hình 3.17 - Tín hiệu sóng hai đầu điện trở sau chỉnh lưu (hình dạng cường độ dòng điện mạch sau chỉnh lưu) GVHD: THS.NGUYỄN NHẬT QUANG SVTH: LÊ VĂN CHƯƠNG KHOA VẬT LÝ 80 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Hình 3.18 - Tín hiệu hai đầu điện trở mắc song song với tụ C = 10µF - Nhận Hình 3.19 xét: + Hiệu điện hai đầu điện trở R chỉnh lưu toàn kì liên tục so với chỉnh lưu bán kì + Dòng điện sau chỉnh lưu toàn kỳ mềm mại chỉnh lưu bán kỳ 3.2.4 Khảo sát tượng tán sắc ánh sáng qua lăng kính - Khi ánh sáng trắng chưa qua lăng kính hình ảnh thu vệt sáng trắng - Khi cho ánh sáng qua lăng kính thí hình ảnh thu dày màu liên tục từ đỏ đến tím GVHD: THS.NGUYỄN NHẬT QUANG Hình 3.20 SVTH: LÊ VĂN CHƯƠNG KHOA VẬT LÝ 81 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Nhận xét: Ánh sáng trắng bị phân tích thành nhiều ánh sáng qua lăng kính Kết thực nghiệm với lý thuyết KẾT LUẬN Qua trình nghiên cứu, so sánh với mục đích nhiệm vụ nghiên cứu đề ra, làm việc sau : - Nghiên cứu sở lý luận thí nghiệm dạy học Vật lý - Nghiên cứu sở lý thuyết phần điện từ, điện tử đại cương, phần dao động sóng mômen quán tính - Tìm hiểu sử dụng hiệu dao động ký điện tử hai chùm tia HM 303-6 Từ sở cho phép đến kết luận đóng góp luận văn: - Giúp củng cố lại nắm vững thêm kiến thức phần điện từ, điện tử đại cương, phần dao động sóng, mômen quán tính vật quay - Quá trình làm luận văn hội luyện tập bước tiến hành, hướng dẫn thí nghiệm, để trường phổ thông, xây dựng, triển khai hướng dẫn học sinh tiến hành thí nghiệm cách nhanh chóng xác - Trong trình thực hiện, nắm vững nguyên lý hoạt động, cấu tạo, cách sử dụng, cách ghép nối tiến hành thí nghiệm với dụng cụ thí GVHD: THS.NGUYỄN NHẬT QUANG SVTH: LÊ VĂN CHƯƠNG KHOA VẬT LÝ 82 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP nghiệm mômen quán tính, dao động sóng, dùng dao động ký điện tử hai chùm tia để khảo sát đoạn mạch điện xoay chiều có RLC nối tiếp chỉnh lưu Điôt - Luận văn làm tài liệu tham khảo cho học sinh, sinh viên giáo viên học dạy thí nghiệm Vật lý liên quan - Đối với học sinh, sinh viên tự lực tiến hành thí nghiệm theo hướng dẫn mà không cần đến can thiệp giáo viên - Đối với luận văn, giáo viên dùng làm tài liệu hướng dẫn thí nghiệm, tham khảo số liệu thực nghiệm Luận văn đạt mục đích đề Tuy nhiên, điều kiện khách quan mà chưa khai thác tối đa chức năng, ứng dụng dụng cụ thí nghiệm Trong thời gian tới, cố gắng mở rộng phạm vi nghiên cứu đề tài, khai thác khả khác chúng để tăng hiệu việc dạy học Vật lý Rất mong nhận ủng hộ, giúp đỡ quý Thầy Cô tất bạn GVHD: THS.NGUYỄN NHẬT QUANG SVTH: LÊ VĂN CHƯƠNG KHOA VẬT LÝ 83 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Tài liệu tham khảo Nguyễn Đức Thâm (chủ biên), Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Xuân Quế (2002), Phương pháp dạy học Vật lý trường phổ thông, Nxb ĐH Sư phạm Phạm Hữu Tòng (2001), Lý luận dạy học Vật lý trường trung học, Nxb Giáo dục Bộ GD ĐT (2000), Dao động sóng, Nxb Giáo dục, Hà Nội Viện Vật lý Kỹ thuật – ĐH BK HN (1998), Tài liệu hướng dẫn thực tập Vật lý (tập II) ĐH KHTN HN (2004), Thực tập Vật lý đại cương (Phần Điện từ) Công ty Thắng Lợi (2004), Tài liệu hướng dẫn phòng thí nghiệm Vật lý Nguyễn Thế San, Nguyễn Đức Phấn (2001), Thực hành điện điện tử, Nxb Đà Nẵng GVHD: THS.NGUYỄN NHẬT QUANG SVTH: LÊ VĂN CHƯƠNG [...]... bit trong cỏc lnh vc m i tng nghiờn cu khụng th tri giỏc trc tip bng cỏc giỏc quan ca con ngi 1.4 Cỏc loi thớ nghim c s dng trong dy hc Vt lý Cú hai loi thớ nghim dựng trong dy hc Vt lý 1.4.1 Thớ nghim biu din Thớ nghim biu din l thớ nghim c giỏo viờn tin hnh trờn lp, trong cỏc gi hc nghiờn cu kin thc mi v cú th cỏc gi hc cng c kin thc ca hc sinh Cn c vo mc ớch ca lý lun dy hc ca thớ nghim biu din trong. .. quan trong dy hc vt lý - Qua thớ nghim chỳng ta cú th nghiờn cu cỏc hin tng, quỏ trỡnh xy ra trong t nhiờn v trong k thut trong nhng iu kin cú th khng ch c, thay i c, cú th quan sỏt v o c, d dng hn i ti nhn thc c nguyờn nhõn ca mi hin tng v mi quan h cú tớnh quy lut gia chỳng vi nhau - Thớ nghim l phng phỏp trc quan giỳp hc sinh nhanh chúng thu nhng thụng tin chõn thc v cỏc hin tng, quỏ trỡnh vt lý. .. lờch pha gia cỏc dng c trong mch RLC mc ni tip 2.1.9.1.Mc ớch thớ nghim - Tớnh lch pha gia UR 1 v UR 2 trong mch R1 v R2 ni tip - Tớnh lch pha gia UL v UR trong mch L v R ni tip - Tớnh lch pha gia UC v UR trong mch C v R ni tip - Tớnh lch pha gia UC v UR trong mch C v R ni tip 2.1.9.2 C s lý thuyt Trong mch in xoay chiu thỡ dũng in, hiu in th c biu din bi hm i(t), u(t) l cỏc hm ph thuc vo thi gian... thớ nghim do hc sinh thc hin trờn lp (trong phũng thớ nghim) theo ti liu ó c in sn, c thc hin sau khi hc xong mt bi, mt chng, hay mt phn ca chng trỡnh - Thớ nghim v quan sỏt vt lý nh: L thớ nghim do hc sinh tin hnh nh trong iu kin khụng cú s giỳp , kim tra trc tip ca giỏo viờn 1.5 Nhng yờu cu v mt k thut v phng phỏp dy hc i vi vic s dng thớ nghim trong dy hc vt lý v cỏc bc tin hnh thớ nghim 1.5.1 Nhng... yờu cu trong vic x lý kt qu thớ nghim - Vic thu thp cỏc s liu thớ nghim phi trung thc, cho vic khỏi quỏt húa rỳt ra kt lun - Vic x lý kt qu thớ nghim phi cn cú thi gian i vi thớ nghim nh tớnh thỡ hc sinh phi phỏt biu cỏc kt qu ó quan sỏt thy, phõn tớch, suy lun lụgic rỳt ra kt lun i vi thớ nghim nh lng cỏc kt qu phi rừ rng rnh mch T ú hng dn hc sinh rỳt ra nhng kt lun bn cht v hin tng vt lý v phỏt... thc toỏn hc 1.5.1.3 Nhng yờu cu i vi thớ nghim trc din a Cỏc yờu cu trong vic la chn thớ nghim trc din s dng trong dy hc vt lý - Ni dung nghiờn cu ch ũi hi nhng thớ nghm vi cỏc dng c cú sn, khụng phc tp, vic b trớ, tin hnh khụng quỏ khú, hin tng din ra trong thớ nghim d quan sỏt v khụng quỏ phc tp - Cú th s dng cỏc dng c, vt liu d kim trong i sng hng ngy, quen thuc vi hc sinh - Ni dung cỏc thớ nghim... tớnh hay bỏn nh lng - Cỏc thớ nghim khụng ũi hi nhiu thi gian trong vic b trớ v tin hnh - m bo v mt an ton trong quỏ trỡnh tin hnh v s dng dng c thớ nghim b Cỏc yờu cu trong cụng vic chun b thớ nghim trc din - i vi giỏo viờn: Chun b phng ỏn thớ nghim ngay trong khi son bi Chia nhúm hc sinh Son bn k hoch cỏc hot ng ca hc sinh phi thc hin trong thớ nghim, phỏt cho hc sinh trc gi hc - i vi hc sinh:... lờn nhng biu hin ca kin thc ó c hc trong t nhiờn, cung cp cho hc sinh nhng ng dng ca kin thc ny trong sn xut v trong i sng 1.4.2 Thớ nghim thc tp Thớ nghim thc tp l thớ nghim do hc sinh t tin hnh trờn lp (trong phũng thớ nghim), ngoi lp, ngoi nh trng, nh di s hng dn ca giỏo viờn Cú th chia thớ nghim thc tp thnh 3 loi nh sau: - Thớ nghim trc din: Do hc sinh thc hin trong quỏ trỡnh hỡnh thnh kin thc... phi tuõn theo cỏc quy tc an ton 1.5.1.2 Nhng yờu cu i vi thớ nghim biu din a Cỏc yờu cu trong vic t k hoch thớ nghim - Xỏc nh chớnh xỏc mc ớch ca thớ nghim cn phi tin hnh - Xỏc nh cỏc nhim v m hc sinh cn phi hon thnh trong vic chun b, tin hnh, v x lý kt qu thớ nghim - La chn phng ỏn thớ nghim phự hp b Cỏc yờu cu trong vic chun b thớ nghim - Nghiờn cu k lng tớnh nng ca cỏc dng c thớ nghim ó c la chn... dng c n gin theo ch dn trong bi thớ nghim b Cỏc yờu cu trong vic t chc v hng dn hot ng t lc ca hc sinh trong thớ nghim thc hnh - Cn b trớ cỏc bn thớ nghim sao cho vic tin hnh ca ca hc sinh v hng dn ca giỏo viờn thun tin nht GVHD: THS.NGUYN NHT QUANG SVTH: Lấ VN CHNG KHOA VT Lí 16 KHểA LUN TT NGHIP - Vo u bui thớ nghim giỏo viờn tin hnh kim tra cụng vic chun b ca hc sinh nh - Trong lỳc hc sinh thc hin ... m2 v m3 chỳng ta s cú : L2= m2r 22 L3= m3r 32 Ta cú mụmen tng cng s l: 2 L = L1+ L2 + L3 = (m1r1 + m2 r2 + m3r3 ) Hay L=I (2.1.2.2) Vi I l mụmen quỏn tớnh v bng I= m1r12 + m2 r22 + m3 r32 =... bng 3. 2.2.1 Bc 3: Tng t t tn s f lờn v cn thn tỡm cỏc tn s m ti ú cú súng ng vi n=1,2 ,3, 4,5 bng súng c to Bc 5: c giỏ tr v ghi cỏc giỏ tr f vo bng 3. 2.2.1 2.2 .3 Kho sỏt tớnh chnh lu ca iụt 2.2 .3. 1... m vo bng 3. 1 .3. 1 v ký hiu l t1 Bc 6: Nhn nỳt FUNCTION mt ln bt u phộp o mi Bc 7: Lp li bc v mi ln, tớnh thi gian trung bỡnh ca 10 dao ng v tớnh chu k dao ng ri ghi kt qu vo bng 3. 1 .3. 1 Bc 8: