Tài Liệu Thí Nghiệm Vật Lý Đại Cương 2

Tài liệu tn vật lý đại cương 2 cung cấp kiến thức cơ bản, bài tập và giải thích chi tiết giúp sinh viên nắm vững lý thuyết và ứng dụng.

• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Vật Lý
• Đề tài: Hướng Dẫn Thí Nghiệm Vật Lý Đại Cương 2
• Loại tài liệu: Tài Liệu Hướng Dẫn
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• 1. CÁC BÀI THÍ NGHIỆM
• 1.1. BÀI 1 – ĐO ĐIỆN TRỞ BẰNG CẦU WHEASTONE
• 1.2. BÀI 2 – ĐO SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CỦA NGUỒN ĐIỆN MỘT CHIỀU BẰNG PHƯƠNG PHÁP XUNG ĐỐI
• 1.3. BÀI 3 – XÁC ĐỊNH HẰNG SỐ FARADAY VÀ ĐIỆN TÍCH NGUYÊN TỐ THEO PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN PHÂN
• 1.4. BÀI 4 - KHẢO SÁT MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ MỘT CHIỀU
• 1.5. BÀI 5 - TIÊU TRẮC
• 1.6. BÀI 6 - KHẢO SÁT HIỆN TƯỢNG GIAO THOA HỆ VÂN TRÒN NEWTON
• 1.7. BÀI 7 - CÁCH TỬ
• 1.8. BÀI 8 - KIỂM CHỨNG ĐỊNH LUẬT MALUS - KHẢO SÁT HIỆN TƯỢNG PHÂN CỰC QUAY (ĐƯỜNG KẾ)
• 1.9. BÀI 9 - XÁC ĐỊNH HẰNG SỐ PLANCK

Tóm tắt

I. Tổng quan về Hướng Dẫn Thí Nghiệm Vật Lý Đại Cương 2

Hướng dẫn thí nghiệm vật lý đại cương 2 là tài liệu quan trọng giúp sinh viên nắm vững các khái niệm và phương pháp thí nghiệm trong lĩnh vực vật lý. Tài liệu này không chỉ cung cấp lý thuyết mà còn hướng dẫn thực hành, giúp sinh viên áp dụng kiến thức vào thực tế. Việc thực hiện các thí nghiệm giúp củng cố kiến thức lý thuyết và phát triển kỹ năng thực hành cần thiết cho sinh viên ngành vật lý.

1.1. Mục tiêu của Hướng Dẫn Thí Nghiệm Vật Lý

Mục tiêu chính của hướng dẫn này là giúp sinh viên hiểu rõ các nguyên lý vật lý thông qua thực hành. Sinh viên sẽ được rèn luyện kỹ năng sử dụng dụng cụ thí nghiệm và phân tích dữ liệu thực nghiệm.

1.2. Nội dung chính của Hướng Dẫn Thí Nghiệm

Hướng dẫn bao gồm các bài thí nghiệm về điện từ học và quang học, giúp sinh viên thực hành và áp dụng lý thuyết đã học vào thực tế.

II. Các Thách Thức Trong Thí Nghiệm Vật Lý Đại Cương 2

Thí nghiệm vật lý đại cương 2 đối mặt với nhiều thách thức, từ việc thiết kế thí nghiệm đến việc phân tích dữ liệu. Những thách thức này có thể ảnh hưởng đến kết quả và độ chính xác của thí nghiệm. Việc hiểu rõ các vấn đề này sẽ giúp sinh viên chuẩn bị tốt hơn cho các bài thí nghiệm.

2.1. Thiết kế Thí Nghiệm Đúng Cách

Thiết kế thí nghiệm cần phải đảm bảo tính chính xác và độ nhạy cao. Sinh viên cần chú ý đến các yếu tố ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm.

2.2. Phân Tích Dữ Liệu Thí Nghiệm

Phân tích dữ liệu là một bước quan trọng trong thí nghiệm. Sinh viên cần biết cách sử dụng các phương pháp thống kê để đánh giá kết quả và sai số.

III. Phương Pháp Thực Hiện Thí Nghiệm Vật Lý Đại Cương 2

Các phương pháp thực hiện thí nghiệm trong vật lý đại cương 2 rất đa dạng. Mỗi phương pháp đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Việc lựa chọn phương pháp phù hợp sẽ giúp sinh viên đạt được kết quả tốt nhất.

3.1. Phương Pháp Đo Điện Trở Bằng Cầu Wheatstone

Phương pháp này giúp xác định điện trở của một mạch điện một cách chính xác. Sinh viên sẽ học cách sử dụng cầu Wheatstone để thực hiện thí nghiệm.

3.2. Phương Pháp Xác Định Hằng Số Faraday

Phương pháp này sử dụng điện phân để xác định hằng số Faraday. Sinh viên sẽ được hướng dẫn cách thực hiện và phân tích kết quả.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Thí Nghiệm Vật Lý Đại Cương 2

Thí nghiệm vật lý đại cương 2 không chỉ giúp sinh viên nắm vững lý thuyết mà còn có ứng dụng thực tiễn trong nhiều lĩnh vực. Kết quả từ các thí nghiệm có thể được áp dụng trong nghiên cứu và phát triển công nghệ.

4.1. Ứng Dụng Trong Nghiên Cứu Khoa Học

Kết quả từ thí nghiệm có thể được sử dụng để phát triển các lý thuyết mới trong vật lý. Sinh viên sẽ thấy rõ mối liên hệ giữa lý thuyết và thực tiễn.

4.2. Ứng Dụng Trong Công Nghệ

Nhiều công nghệ hiện đại dựa trên các nguyên lý vật lý đã được chứng minh qua thí nghiệm. Sinh viên sẽ hiểu rõ hơn về vai trò của vật lý trong công nghệ.

V. Kết Luận Về Hướng Dẫn Thí Nghiệm Vật Lý Đại Cương 2

Hướng dẫn thí nghiệm vật lý đại cương 2 là tài liệu thiết yếu cho sinh viên ngành vật lý. Nó không chỉ cung cấp kiến thức lý thuyết mà còn giúp sinh viên phát triển kỹ năng thực hành. Việc thực hiện thí nghiệm sẽ giúp sinh viên củng cố kiến thức và chuẩn bị tốt cho sự nghiệp sau này.

5.1. Tương Lai Của Thí Nghiệm Vật Lý

Thí nghiệm vật lý sẽ tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển khoa học và công nghệ. Sinh viên cần tiếp tục nghiên cứu và thực hành để nâng cao kỹ năng.

5.2. Khuyến Khích Sinh Viên Tham Gia Thí Nghiệm

Tham gia thí nghiệm là cơ hội để sinh viên áp dụng kiến thức vào thực tế. Điều này không chỉ giúp sinh viên hiểu rõ hơn về vật lý mà còn phát triển kỹ năng mềm cần thiết.

Nội dung chính

Hướng Dẫn Thí Nghiệm Vật Lý Đại Cương 2 – Khoa Vật Lý, Trường Đại Học Sư Phạm TP.HCM

Tổng quan về giáo trình

Tài liệu "Hướng Dẫn Thí Nghiệm Vật Lý Đại Cương 2" là tài liệu học tập và thực hành lưu hành nội bộ, do Tổ Vật lý Đại cương thuộc Khoa Vật lý, Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh biên soạn và ban hành năm 2022. Giáo trình được thiết kế chuyên biệt cho học phần thực hành thuộc khối kiến thức cơ sở ngành, được bố trí thực hiện sau khi người học đã hoàn thành các học phần lý thuyết về Điện Từ học và Quang học Đại cương.

Mục tiêu học tập của giáo trình hướng tới việc chuẩn hóa các chuẩn đầu ra (CLOs) của chương trình đào tạo Cử nhân Sư phạm Vật lý và Cử nhân Vật lý học. Tài liệu cung cấp cơ sở phương pháp luận để người học kiểm chứng, làm rõ các định luật vật lý cơ bản thông qua thực nghiệm; đồng thời rèn luyện kỹ năng vận hành trang thiết bị đo lường, phương pháp thu thập dữ liệu, xử lý sai số thống kê và đánh giá độ không đảm bảo đo.

Giáo trình được cấu trúc thành 9 bài thí nghiệm trọng tâm, bao quát từ các hiện tượng tĩnh điện, dòng điện không đổi, mạch điện xoay chiều đến quang hình học, quang học sóng và quang lượng tử. Điểm đặc trưng trong cách tiếp cận của tài liệu là đặt trọng tâm vào phương pháp nghiên cứu thực nghiệm khoa học: xây dựng giả thuyết, thiết kế mô hình kiểm tra có kiểm soát, áp dụng phương pháp phân tích "mù" để triệt tiêu định kiến chủ quan, và yêu cầu tính tái lập kết quả đo.

---

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Nội dung thực hành trong giáo trình được chia thành 9 bài thí nghiệm chuyên đề:

1. Bài 1 – Đo điện trở bằng cầu Wheatstone: Khảo sát nguyên lý cân bằng cầu Wheatstone để xác định giá trị điện trở chưa biết ($R_x$). Nội dung bao gồm việc thiết lập mạch cầu dây trượt đồng chất tiết diện đều, khảo sát điều kiện sai số cực tiểu khi vị trí con chạy ở trung điểm thước đo ($l_3 \approx l_4 = 50\text{ cm}$), và phương pháp xác định gián tiếp điện trở thông qua phép ghép nối tiếp và song song.
2. Bài 2 – Đo suất điện động của nguồn điện một chiều bằng phương pháp xung đối: Ứng dụng định luật Ohm toàn mạch và sự phân bố điện thế tuyến tính trên dây điện trở đồng chất $AB$ dài $11\text{ m}$ có 10 chốt cắm. Người học thiết lập trạng thái triệt tiêu dòng điện qua điện kế $G$ ($I_G = 0$) để so sánh tỉ lệ chiều dài dây dẫn giữa nguồn cần đo ($E_x$) và nguồn chuẩn ($E_0$) với điều kiện nguồn phụ $E > E_x$.
3. Bài 3 – Xác định hằng số Faraday và điện tích nguyên tố theo phương pháp điện phân: Khảo sát hiện tượng dương cực tan của đồng trong dung dịch $\text{CuSO}_4$ điện cực $\text{Cu}$ tinh khiết $98%$. Dựa vào định luật Faraday $m = \frac{1}{F} \frac{A}{n} I t$, người học đo khối lượng đồng tan qua cân điện tử, cường độ dòng điện $I$ và thời gian $t$ để suy ra hằng số Faraday ($F$) và độ lớn điện tích nguyên tố ($e$).
4. Bài 4 – Khảo sát mạch điện xoay chiều và một chiều: Khảo sát sự phụ thuộc nhiệt độ của điện trở dây tóc bóng đèn Vônfram $12\text{V}-3\text{W}$ theo hàm bậc hai $R_t = R_0(1 + \alpha t + \beta t^2)$ qua đặc tuyến Volt-Ampere; khảo sát mạch xoay chiều $RC$ và $RL$, sử dụng giản đồ vector Fresnel để tính tổng trở, cảm kháng, dung kháng, điện dung $C$ và độ tự cảm $L$.
5. Bài 5 – Tiêu trắc: Nghiên cứu các phương pháp quang hình học để đo tiêu cự của thấu kính và hệ quang học.
6. Bài 6 – Khảo sát hiện tượng giao thoa – Hệ vân tròn Newton: Khảo sát hiện tượng giao thoa do nêm không khí giữa bản thủy tinh phẳng và mặt cong thấu kính, đo bán kính các vân sáng/tối để xác định bước sóng ánh sáng hoặc bán kính cong.
7. Bài 7 – Cách tử: Khảo sát hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng qua cách tử nhiễu xạ truyền qua/phản xạ, đo góc nhiễu xạ và xác định bước sóng ánh sáng đơn sắc.
8. Bài 8 – Kiểm chứng định luật Malus – Khảo sát hiện tượng phân cực quay (Đường kế): Khảo sát sự biến thiên cường độ sáng qua hệ phân cực và phân tích theo định luật Malus; đo góc quay cực của dung dịch quang hoạt (dung dịch đường) bằng thiết bị đường kế để xác định nồng độ chất tan.
9. Bài 9 – Xác định hằng số Planck: Khảo sát hiện tượng quang điện hoặc đặc tuyến phát xạ của diode quang/LED nhằm xác định giá trị hằng số Planck ($h$).

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình củng cố và hệ thống hóa các khung lý thuyết nền tảng:

• Lý thuyết mạch và tương tác điện từ: Định luật Ohm cho đoạn mạch và toàn mạch, nguyên lý mạch cầu cân bằng, hiện tượng dịch chuyển có hướng của ion trong chất điện phân, tác dụng nhiệt Joule-Lenz.
• Lý thuyết dòng điện xoay chiều: Biểu diễn dòng điện và điện áp bằng phương pháp hàm số lượng giác và giản đồ vector Fresnel, khái niệm độ lệch pha, cảm kháng ($Z_L$), dung kháng ($Z_C$), và tổng trở ($Z$).
• Quang học sóng và quang lượng tử: Hiện tượng giao thoa sóng ánh sáng, hiện tượng nhiễu xạ qua cách tử, tính chất phân cực ánh sáng, định luật Malus, hiện tượng quang hoạt, và lý thuyết lượng tử ánh sáng của Planck.

Kỹ năng phát triển

• Kỹ năng vận hành thiết bị đo: Sử dụng điện kế có độ nhạy cao, nguồn điện đa năng AC-DC ($12\text{V}-3\text{A}$), đồng hồ vạn năng hiện số DT9205A+, cân kỹ thuật điện tử, máy sấy mẫu, các bộ tạo quang phổ và thiết bị đo góc quang học.
• Kỹ năng ghi chép và quản lý dữ liệu: Ghi nhật ký phòng thí nghiệm theo thời gian thực (real-time recording), lưu trữ bảng số liệu thô kèm đơn vị đo và sai số dụng cụ, vẽ đồ thị trực tiếp có biểu diễn thanh sai số (error bars).
• Kỹ năng xử lý số liệu khoa học: Tính toán sai số ngẫu nhiên, sai số hệ thống, truyền sai số gián tiếp qua vi phân toàn phần, đánh giá độ tin cậy và so sánh đối chiếu định lượng với giá trị lý thuyết.

---

Phương pháp giảng dạy và học tập

Tiếp cận sư phạm và tổ chức lớp học

Học phần được tổ chức thực hiện trong thời lượng 13 tuần theo mô hình xoay vòng (cuốn chiếu):

• Tuần 1: Giới thiệu đề cương học phần, an toàn phòng thí nghiệm, quy định quản lý thiết bị và phương pháp ghi chép nhật ký.
• Tuần 2 đến Tuần 10: Thực hiện lần lượt 9 bài thí nghiệm chuẩn (5 tiết/tuần/bài). Sinh viên làm việc theo nhóm tối đa 02 người.
• Tuần 11: Tuần dự trữ dành cho việc đăng ký thực hiện lại hoặc làm bù các bài thí nghiệm chưa đạt (bài làm bù bị trừ $5%$ điểm theo quy định).
• Tuần 12: Tổng kết, giải đáp thắc mắc và ôn tập.
• Tuần 13 – 14: Thi kết thúc học phần.

Cơ chế quản lý Nhật ký phòng thí nghiệm (Laboratory Notebook)

Tài liệu quy định bắt buộc về việc sử dụng sổ nhật ký:

• Phải sử dụng sổ tay đóng gáy cố định hoặc vở ghi chép; nghiêm cấm sử dụng bìa kẹp giấy rời.
• Dữ liệu ghi nhận phải đảm bảo ba tiêu chí: Đầy đủ (ghi nhận toàn bộ thao tác, kể cả sai sót; không tẩy xóa, không xé trang), Rõ ràng (có cấu trúc ngày giờ, sơ đồ mạch, bảng số liệu, đơn vị), và Đúng sự thật (không hiệu chỉnh số liệu theo kỳ vọng lý thuyết).
• Cuối mỗi buổi thực hành, sinh viên phải hoàn thành bản tóm tắt viết tay dài khoảng nửa trang (trình bày mục đích, phương pháp, kết quả định lượng, nhận xét nguồn gốc sai số) để giảng viên kiểm tra và ký xác nhận trực tiếp.

Tiến trình một buổi thực hành (5 tiết):
[Kiểm tra chuẩn bị & Kiểm kê dụng cụ] ➔ [Lắp ráp mạch & Đo đạc lấy số liệu (tối thiểu 3 lần)] ➔ [Xử lý sai số & Vẽ đồ thị] ➔ [Viết tóm tắt nhật ký] ➔ [Giảng viên vấn đáp & Ký xác nhận] ➔ [Nộp báo cáo PDF trong 24h]

Phương thức đánh giá kết quả học tập

Thành phần đánh giá	Trọng số	Tiêu chí chi tiết	Thang điểm
Điểm quá trình	30%	- Phần chuẩn bị trước buổi học - Điểm Nhật ký phòng thí nghiệm (thao tác, ghi chép) - Bài báo cáo thí nghiệm (nộp file PDF trong 24h)	2 điểm 4 điểm 4 điểm
Thi kết thúc học phần	70%	- Bốc thăm 1 trong các bài thí nghiệm - Thao tác thực hành, lấy và xử lý số liệu (40 phút) - Vấn đáp lý thuyết và nội dung nhật ký (20 phút)	7 điểm 3 điểm

Quy định trừ điểm nộp trễ báo cáo được thiết lập theo bậc thang thời gian: nộp trễ 25–36 giờ trừ $10%$, nộp trễ 36–48 giờ trừ $20%$, lũy tiến đến trên 192 giờ bị $0$ điểm ($100%$ điểm trừ). $10%$ sinh viên có điểm quá trình cao nhất được cộng thưởng $5%$ vào điểm quá trình.

---

Điểm nổi bật và cập nhật

• Tính chuẩn xác và quy chuẩn khoa học cao: Tài liệu thiết lập các yêu cầu đo lường khắt khe, quy định giới hạn sai số cho phép của các bài thực hành đo điện trở, đo suất điện động, xác định hằng số Faraday không được vượt quá $10%$ so với giá trị chuẩn.
• Tiêu chí đánh giá minh bạch qua Rubric: Khung đánh giá được phân định rõ từ thang 0 điểm (vắng mặt, không thao tác) đến thang 10 điểm (phân tích sâu sắc sai số thống kê và sai số hệ thống, xử lý đồ thị hoàn chỉnh, đề xuất cải tiến kỹ thuật).
• Cơ chế Dự án cá nhân thay thế: Cho phép người học đăng ký trước 2 tuần để thay thế 01 bài thí nghiệm bắt buộc bằng một đề tài nghiên cứu độc lập sử dụng phương pháp hoặc dụng cụ đo tự thiết kế, yêu cầu cấu trúc báo cáo chuẩn mực gồm: Tóm tắt, Nguyên lý, Đo đạc sai số, Phân tích dữ liệu và Hướng phát triển.
• Kết nối lý thuyết và công nghệ đo lường hiện đại: Kết hợp giữa các phương pháp kinh điển (cầu Wheatstone, phương pháp xung đối) với các ứng dụng thực tế trong công nghệ cảm biến vi điện tử, mạch khuếch đại thuật toán, kỹ thuật mạ điện phân công nghiệp và phân tích phân cực quang học trong kiểm định thực phẩm/dược phẩm.

---

Đối tượng sử dụng giáo trình

• Sinh viên đại học: Sinh viên năm thứ nhất và năm thứ hai theo học các ngành Sư phạm Vật lý, Cử nhân Vật lý học, Kỹ thuật quang học hoặc các ngành khoa học tự nhiên liên quan tại Trường Đại học Sư phạm TP.HCM và các trường đại học khối khoa học cơ bản.
• Điều kiện tiên quyết: Người học cần hoàn tất các học phần Lý thuyết Vật lý Đại cương 1, 2 (Cơ - Nhiệt, Điện - Từ, Quang học) và nắm vững kiến thức cơ bản về lý thuyết sai số, vẽ đồ thị thực nghiệm và giải tích toán học.
• Giảng viên và cán bộ phòng thí nghiệm: Sử dụng làm tài liệu định chuẩn quy trình hướng dẫn, kiểm soát an toàn kỹ thuật (an toàn điện lưới $220\text{V}$, an toàn bức xạ laser), và làm căn cứ đánh giá kỹ năng thực hành theo thang điểm định lượng.
• Tự học và nghiên cứu: Phục vụ nghiên cứu phương pháp thí nghiệm sư phạm, chuẩn bị giáo án thực hành cho giáo viên Vật lý tại các trường trung học phổ thông chuyên và các cơ sở giáo dục đại học.

---

Câu hỏi thường gặp (FAQ)

1. Giáo trình này được thiết kế dành cho đối tượng nào?

Giáo trình phục vụ trực tiếp cho sinh viên ngành Sư phạm Vật lý và ngành Vật lý học trình độ đại học, theo học học phần thực hành Thí nghiệm Vật lý Đại cương 2.

2. Người học cần đáp ứng các điều kiện tiên quyết nào trước khi thực hiện bài đo?

Người học phải hoàn thành các học phần lý thuyết về Điện từ học và Quang học Đại cương, đọc trước tài liệu hướng dẫn, và hoàn thành đầy đủ các câu hỏi, nhiệm vụ học tập trong mục "Chuẩn bị" trước khi vào phòng thí nghiệm.

3. Quy cách quản lý dữ liệu trong Nhật ký phòng thí nghiệm có yêu cầu gì đặc biệt?

Nhật ký phải viết trên sổ đóng gáy cố định, ghi nhận dữ liệu thời gian thực không tẩy xóa. Bảng số liệu và đồ thị phải thể hiện rõ đơn vị, sai số và thanh sai số. Mỗi bài thực hành phải có phần tóm tắt viết tay nửa trang và chữ ký xác nhận của giảng viên tại lớp.

4. Quy định đánh giá và xử lý điểm số của học phần như thế nào?

Điểm quá trình chiếm trọng số $30%$ (gồm 2 điểm chuẩn bị, 4 điểm nhật ký, 4 điểm báo cáo PDF), điểm thi kết thúc học phần chiếm trọng số $70%$ (gồm 7 điểm thực hành thao tác trong 40 phút và 3 điểm vấn đáp lý thuyết trong 20 phút). Sinh viên vắng hoặc không hoàn thành đủ 9 bài thí nghiệm sẽ không đủ điều kiện dự thi cuối kỳ.

5. Sinh viên có được phép thực hiện đề tài thay thế cho các bài thí nghiệm chuẩn không?

Có. Sinh viên được phép thay thế tối đa 01 bài thí nghiệm bắt buộc bằng dự án cá nhân (sử dụng phương pháp hoặc dụng cụ khác để giải quyết cùng mục tiêu nghiên cứu), với điều kiện phải thảo luận và nhận được sự phê duyệt của giảng viên hướng dẫn tối thiểu 02 tuần trước buổi học theo kế hoạch.

---

Kết luận

Tài liệu "Hướng Dẫn Thí Nghiệm Vật Lý Đại Cương 2" của Khoa Vật lý – Trường Đại học Sư phạm TP.HCM là tài liệu chuẩn mực về phương pháp thực nghiệm vật lý đại cương trong chương trình đào tạo đại học. Văn bản cung cấp quy trình chặt chẽ từ khâu chuẩn bị lý thuyết, vận hành đo đạc, ghi chép nhật ký đến phân tích sai số khoa học.

Lộ trình học tập được thiết kế tối ưu qua 13 tuần xoay vòng, giúp người học phát triển đồng bộ tư duy lý thuyết và kỹ năng thực nghiệm.

Tài liệu tham khảo chính được trích dẫn trong giáo trình:

• Vũ Thanh Khiết (Chủ biên), Giáo trình Thí nghiệm Vật lý Đại cương, NXB Giáo dục.
• David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker, Fundamentals of Physics, John Wiley & Sons.
• Các tài liệu chuyên khảo quốc tế về cầu đo Wheatstone và kỹ thuật điện hóa xác định hằng số Faraday.

Trích đoạn nội dung tài liệu

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA VẬT LÝ TỔ VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG THÍ NGHIỆM VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG 2 LƯU HÀNH NỘI BỘ Thành phố Hồ Chí Minh - năm 2022 MỤC LỤC MỤC LỤC. CÁC BÀI THÍ NGHIỆM. 20 BÀI 1 – ĐO ĐIỆN TRỞ BẰNG CẦU WHEASTONE. 20 BÀI 2 – ĐO SUẤT ĐIỆN ĐỘNG CỦA NGUỒN ĐIỆN MỘT CHIỀU BẰNG PHƯƠNG PHÁP XUNG ĐỐI.

28 BÀI 3 – XÁC ĐỊNH HẰNG SỐ FARADAY VÀ ĐIỆN TÍCH NGUYÊN TỐ THEO PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN PHÂN .34s BÀI 4 - KHẢO SÁT MẠCH ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ MỘT CHIỀU. 43 BÀI 5 - TIÊU TRẮC. 56 BÀI 6 - KHẢO SÁT HIỆN TƯỢNG GIAO THOA. 67 HỆ VÂN TRÒN NEWTON.

67 BÀI 7 - CÁCH TỬ. 73 BÀI 8 - KIỂM CHỨNG ĐỊNH LUẬT MALUS. 88 - KHẢO SÁT HIỆN TƯỢNG PHÂN CỰC QUAY (ĐƯỜNG KẾ). 88 BÀI 9 - XÁC ĐỊNH HẰNG SỐ PLANCK.

Thí nghiệm trong Vật lý Vật lý là khoa học dựa trên thực nghiệm. Các lý thuyết khoa học được kiểm tra, hiệu chỉnh và chỉ được giữ lại khi chúng được chứng minh là một mô tả chính xác về thế giới tự nhiên. Trong dạy học vật lý, thí nghiệm là một phần không thể thiếu trong việc đưa ra điểm xuất phát của việc hình thành và phát triển kiến thức. Việc thực hiện lại các thí nghiệm quan trọng trong lịch sử phát triển của vật lý học giúp người học hiểu và khắc sâu nội dung lý thuyết, đồng thời tạo động lực để khôi phục lại việc sử dụng phổ biến các thí nghiệm trong giảng dạy.

Vật lý dựa trên quan sát các hiện tượng vật lý và các nghiên cứu lý thuyết mà cả hai đều nhằm giải thích những hiện tượng này và dự đoán những hiện tượng mới. Phương pháp nghiên cứu khoa học các hiện tượng này có liên quan đến việc: • Thu thập dữ liệu • Đưa ra giả thuyết để giải thích dữ liệu • Thiết kế một thử nghiệm để kiểm tra giả thuyết, thu thập dữ liệu mới từ thử nghiệm và so sánh dữ liệu mới với dự đoán của giả thuyết Việc phân tích dữ liệu để so sánh với các dự đoán thường đòi hỏi một số tiến trình phân tích thống kê để xác định giá trị ước tính và sai số tốt nhất của giá trị của đại lượng được đo. Quá trình này được gọi là phân tích dữ liệu. Nếu giả thuyết giải thích được dữ liệu ban đầu và đưa ra dự đoán dữ liệu mới một cách chính xác, thì nó sẽ trở thành được chấp nhận và sau đó được gọi là lý thuyết.

Một giả thuyết cần phải là có tính đúng sai để có thể được xem là một giả thuyết khoa học; tức là một giả thuyết khoa học phải bao gồm ít nhất một quan sát mà được dự đoán rằng có thể đúng hoặc có thể không đúng. 2 Việc một tập dữ liệu có được mô tả tốt bởi một giả thuyết hay không phụ thuộc vào sự phù hợp giữa dữ liệu thu được và dự đoán của giả thuyết, điều này phụ thuộc vào cả sai số trong dữ liệu và trong các dự đoán. Ví dụ: sự giãn nở tương đối của một thanh sắt khi nhiệt độ của nó tăng lên từ 20°C đến 22°C được đo là 0,20%, trong khi dự đoán lý thuyết là 0,245%. Việc chúng ta cho rằng lý thuyết và thực nghiệm có phù hợp với nhau hay không sẽ phụ thuộc vào sự không đảm bảo trong kết quả dự đoán và các phép đo của ta.

Để chấp nhận kết quả thí nghiệm, trước hết chúng ta phải xác định rằng thí nghiệm đã được tiến hành tốt và kết quả chính xác nhất có thể, với độ không đảm bảo đo được ước lượng hợp lý. Để được như vậy, sinh viên cần một thí nghiệm được thiết kế tốt, tức là nó phải thỏa mãn các yêu cầu sau: • Đặc biệt nhạy với hiệu ứng được đo; • Được hiệu chỉnh để đảm bảo độ chính xác - bằng cách so sánh với các chuẩn hoặc với các kết quả của thí nghiệm khác; • Có kiểm soát, tức là được thiết kế để giảm thiểu ảnh hưởng của các biến khác so với biến được đo; • Có thể tái lập - yêu cầu tất cả dữ liệu và phương pháp thực hiện thí nghiệm phải được ghi chú cẩn thận; • Được tối ưu hóa để có độ nhạy và độ chính xác tốt nhất; • Các sai số được xác định rõ; • Không thiên vị - sinh viên cần hết sức thận trọng để tránh thiên vị. Phân tích “mù” là cách tối ưu để giảm hoặc loại bỏ thành kiến của người làm thí nghiệm (một sự thiên vị vô tình của người làm thí nghiệm để kết quả thu được theo một hướng cụ thể nào đó). Học phần Thí nghiệm Vật lý Đại cương 2 bao gồm các thí nghiệm đa dạng liên quan đến Điện từ học và Quang học nhằm mục đích chứng minh và làm rõ các nguyên lý vật lý được giới thiệu ở các học phần lý thuyết và cũng để rèn luyện sinh viên về kỹ thuật phân tích dữ liệu hoặc thực hành cụ thể.

Mục đích của học phần Học phần Vật lý đại cương 2 là học phần thực hành thí nghiệm sau khi sinh viên kết thúc học phần Điện Từ học và học phần Quang học Đại cương. Học phần bao gồm các bài thí nghiệm về tĩnh điện, dòng điện không đổi, từ trường, quang hình học, quang học sóng và quang lượng tử sẽ giúp cho sinh viên củng cố và vận dụng một số kiến thức đã học trong các học phần trước đó vào việc thực hiện các bài thí nghiệm. Thông qua các hoạt động thực hành thí nghiệm, học phần góp phần rèn luyện cho sinh viên kĩ năng sử dụng một số dụng cụ thí nghiệm, phương pháp đo đạc và xử lý số liệu thực nghiệm phục vụ cho công tác dạy học và công việc liên quan sau này; đồng thời học phần góp phần phát triển một số phẩm chất và năng lực chung đáp ứng chuẩn đầu ra chương trình đào tạo ngành Sư phạm Vật lý và Vật lý học. Thông qua học phần Thí nghiệm Vật lý Đại cương 2, sinh viên sẽ có cơ hội để: － Rèn luyện đạo đức và tác phong sư phạm.

－ Thể hiện sự yêu thích với môn học, trau dồi khả năng tự học để phục vụ cho quá trình dạy học và nghiên cứu khoa học sau này. － Rèn luyện năng lực tự chủ và tự học, năng lực giao tiếp và hợp tác, giải quyết vấn đề và sáng tạo. － Trang bị các kiến thức về vật lý thực nghiệm, trình bày được các định luật đã học trong học phần Điện Từ học và Quang học Đại cương. Đồng thời biết sử dụng các dụng cụ, các máy thông thường để đo đạc các giá trị của các đại lượng vật lý trong điện, quang và so sánh chúng với công thức lý thuyết.

－ Rèn luyện các đức tính của nhà vật lý thực nghiệm và phát triển trên cả hai phương diện: lý thuyết và thực nghiệm Ngoài việc giúp sinh viên rèn luyện phương pháp khoa học cơ bản, học phần còn cho phép sinh viên: 4 － Nhìn thấy, khảo sát và hiểu một số hiện tượng quan trọng trong vật lý; － Làm quen với các thiết bị đo đạc và các phép đo lường thường thường được sử dụng trong vật lý; － Làm quen với một số kỹ năng bổ sung cần thiết cho công việc thực nghiệm như: + Thu thập dữ liệu và lập trình máy tính; + Học cách ghi chép rõ ràng công việc của sinh viên vào nhật ký thí nghiệm; + Học cách phân tích dữ liệu thực nghiệm; + Học cách trình bày công việc của sinh viên một cách rõ ràng, cả bằng lời nói và bằng văn bản; + Tìm hiểu về cách làm việc an toàn; + Học cách đánh giá rủi ro/nguy hiểm; + Học cách thiết kế và phát triển các thí nghiệm. Các yêu cầu của học phần Sinh viên lưu ý các yêu cầu sau của học phần: － Tham gia đầy đủ các buổi học của học phần. Trong trường hợp vắng buổi thực hành, sinh viên phải được sự chấp thuận của giảng viên và khi đó, giảng viên phụ trách lớp sẽ sắp xếp cho bạn buổi thực hành thay thế ở lớp khác. － Hoàn thành đầy đủ tất cả bài thí nghiệm của học phần.

Một thí nghiệm đã hoàn thành là thí nghiệm đã được thực hiện, đánh giá và cho điểm từ 5 điểm trở lên bởi giảng viên hướng dẫn và điểm được nhập vào hồ sơ của học sinh trên hệ thống. － Hoàn thành phần việc chuẩn bị trước mỗi bài thí nghiệm. － Trình bày bài báo cáo và hoàn thành các nhiệm vụ học tập trong bài báo cáo. 5 － Viết nhật kí thí nghiệm của bài đó và nộp lên hệ thống online trước khi kết thúc buổi làm thực hành.

－ Tiến hành kiểm kê dụng cụ thí nghiệm và kí nhận với giảng viên phụ trách vào đầu và cuối mỗi buổi học. Trong học phần Thí nghiệm Vật lý đại cương 2, có tổng cộng 9 bài thí nghiệm. Mỗi bài thí nghiệm bị bỏ lỡ sẽ bị 0 điểm, khi tính điểm trung bình của 9 bài báo cáo thí nghiệm để làm cột điểm quá trình. Nếu sinh viên không hoàn thành đủ 9 bài thí nghiệm bắt buộc, sinh viên sẽ không được phép tham dự bài thi kết thúc học phần.

Điểm thưởng: Điểm trung bình 9 bài thực hành ngoài việc để tính điểm quá trình còn được dùng để xác định ai nhận được điểm thưởng cho học phần thí nghiệm. 10% sinh viên có điểm quá trình cao nhất sẽ được cộng thêm 5% vào số điểm quá trình hiện có (nhưng điểm cuối cùng không vượt quá 10 điểm). Cách tổ chức học phần Bảng 1. Tiến độ học tập học phần Thí nghiệm Vật lý đại cương 2 Thời gian Nội dung thực hiện Tuần 1 Giới thiệu học phần, qui định lớp học Đánh giá quá trình Tuần 2 đến tuần 10 Thực hiện thí nghiệm bài 1 đến bài 9 Tuần 11 Dự trữ (sinh viên làm bù) Tuần 12 Ôn tập Tuần 13 Thi kết thúc học phần Mỗi tuần, sinh viên có 5 tiết (theo thời khóa biểu lớp học phần mà sinh viên đã đăng kí) để thực hiện một bài thí nghiệm.

Sinh viên sẽ thực hiện các bài thí nghiệm theo kiểu cuốn chiếu và xoay vòng. 6 Sinh viên sẽ làm các bài thí nghiệm theo nhóm, tối đa 2 người/nhóm. Giảng viên phụ trách lớp sẽ là người hướng dẫn tổ chức hoạt động học tập của lớp, tiến hành đánh giá kết quả học tập của sinh viên. Cách thức liên hệ Sinh viên dùng địa chỉ email do Trường cấp (…@hcmue.vn) để liên hệ với giảng viên các vấn đề liên quan đến học phần.