BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRUONG ĐẠI HỌC SƯ PHAM THÀNH PHO HO CHÍ MINH KHOA VAT LÝ ICR Truong Thi Tran Chau LAP RAP BAI THI NGHIEM KIEM CHUNG ĐỊNH LUẬT MALUS VE PHAN CUC ANH SÁNG Nganh: SU PHAM VAT LY Mã sé: 102 NGƯỜI HƯỚNG DAN KHOA HOC: ThS. TRAN VAN TAN Thanh phố Hỗ Chi Minh - 2011 LOI CAM ON Thời gian thâm thoát thoi đưa, thé là đã gần kết thúc bốn năm ở giảng đường dai học. Bốn năm với bao ki niệm buôn vui lẫn lộn. Giờ đây chúng em sắp phải xa mái trường, xa thầy cô.
bạn bẻ quay về trường phô thông đẻ trở thành một giáo viên tiếp bước sự nghiệp trong người. Với hành trang kiến thức, kỳ năng sư phạm quý báu có được em tin rằng mình sẽ hoản thành tốt nhiệm vụ dạy dỗ, dao tạo được các công dân có ích cho đất nước, cho xã hội. Lời đầu tiên em xin chân thành cam ơn đến Ban giám hiệu nha trưởng và toàn thé quý thay cô trong khoa Vật lý đã tạo mọi điều kiện thuận lợi, tận tâm day dỗ, truyền thụ kiến thức, kinh nghiệm để chúng em vững tin bước vào đời. Xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thay Tran Van Tan, giảng viên khoa Vật ly đại học Sư phạm Hồ Chí Minh đã tận tình giúp đở, chỉ day, uốn nắn, sửa chữa những sai sót cho em trong suốt quá trình làm luận văn.
Đông thời em xin cảm ơn thay Nguyễn Hoàng Long đã tạo mọi điều kiện thuận lợi dé em hoàn thành luận văn tại phòng thí nghiệm Vật lý nâng cao. Con cảm ơn ba mẹ đã luôn bên cạnh thương yêu, tin tưởng, động viên và nâng đỡ con trong suốt thời gian đi học đến giờ. Xin cảm ơn các anh chị và các bạn luôn sát cánh bên mình đề đi hết chặn đường vừa qua. Một lần nữa xin chân thành cảm ơn tất cả mọi người, kính chúc sức khỏe vả sự thành công.
TP H6 Chí Minh, ngày 19 tháng 4 năm 2011 Sinh viên Trương Thị Trân Châu MỤC LỤC 0900). cốc sẽ (õỐõ ốc ốc c2 6 JULY DO. CHON ĐỀ TÃÍ:¡::ccciccstiiosgisii20023127310221116513151555145551451588585388585633585858863553556555855Ì 6 BAC Da ốcacc 7 3-ĐÓI TƯỢNG VA PHAM VINGHIÊN CỨU.- c<cccccceccsreekeeesseekaeeeeeeee 7 ANB VU ieinaiiiaiioioiinianiiiiiiitiaitiiiiiii11112110531108124581863116535838183818558351813483851833188535 7 SIPHƯỜCNGEHAPNGHIENCỮU:- 2o crniaeeaeiieioiioorniinrriiiiiiiiaiisiiraainsasnsasi 7 G:DONG GOP CUA ĐỀ TÀÏ:¡::cocncciccooitooooiiogion000100011101102501120100612031853516311535856285648885685560 8 GHƯƠNGH:G0SUILLÝ THUY TT icon nneeionoininoniaonoiiiniioddainagidii 10 DULY THUYẾT SONG ĐIỆN TU io sicsccsscsisasssasssasisaissasieacssaaseasasaasiessseaseasasaatsacseaatseaises 10 J,ïTA TiTli2áni01I0x80016 OR ta ANE sce cnysannesncosntv20326023100120035000220162108330089730231258303892005E3 10 1.92: SGrig điện ter la sone NANG. :secscce:scecssesscesscesssansseezscsascatsczszeozsseasszesssciss: 13 Quan hệ giữa E và H trong sóng điện từ.Năng lượng của sóng điện từ.Mật độ năng lugne.
Vectơ mặt độ dong nắng, lượng Ưmốp -- Poanhtinh.CAC ĐIÊU KIỆN BIEN TREN MAT PHANmies HAI MOI TRUONG ¬ Cưởng độ của sóng điện từ đơn s% chạy.Điều kiện biên của vectơ .Điều kiện biên của vectOD cc cescsssssssssssecseecesessesesesesssestseetstttneennenee 19 1.Didu kiện biên của vectơF.Điều kiện biên của vect0#f. ANH SANG PHAN CỰC. 23 Sóng ánh sáng có vecto chan động sáng E chỉ phân bé theo một phương xác định được gọi là anh sáng phân cực hoàn toàn hay phân cực thăng. 23 J;3:2:Phôh›cW€ VÔ Thoccoccooiposioioiidiinoioisi1414121101116511631355438533854556555651855 23 l3:3IEHäH:EUGIBEHB:::-:::.Ánh sáng tự nhiên.Hiện tượng phân cực ánh sáng khi truyền qua bản Tuamalin.
25 ° Thí MICO siosoiiioiiiiiiiiitiiiiiiiiiiiis1i1i401423110111851484318338483581838838831383 25 ° hành KẮặnớỚỮỪŨ55.Dinh ludt Malus. HIEN TUQNG PHAN CUC DO PHAN XẠ.Véctơ cường độ điện trường E nằm trong mặt phang tới.Véctơ cường độ điện trường thăng góc với mặt phăng tới.HỆ SO PHAN XA - HE SO TRUYEN QUA.Trường hợp ánh sáng phân cực thăng.Trường hợp ánh sáng tự nhiên.3:NHẬN IRG1 scisccsscsssescissccssccscstesacsssasssateastecasscastea se canon aasscasccosscesseeiaceasesasscenacs 36 DSO PHAN CU Gy ¿iseieaiosaoiaoriiniinanniiiistiaittiiditiditiliiifi0310083005311081185358533353855538838586 38 CHƯƠNG II: DUNG CỤ THÍ NGHIEM.00:sccsscessscssscssscesscsseessessssesssesssessseeeees 40 2:1 ENILLASER'EHEIHE=NB:::csiiiioiiiitiiiitiitit11002305141160311033083138583831813838018)888883ã584 40 2.40 21:2 Laser khil He = NG sicccssscsisccisasssascsassissessasseasssasssaascassvecssoasseaatzasssssasatsosiee! 42 Hình 2.4: Đèn Laser khí He — Ne.Thanh quang học.PHOTGDIODE '::::ccccoccioeoi:222022022317256026651810573556610636155558565585852565655585538365583056655685885855345 Be ONG IG ĐIỆN (TỪ) ssictsi:i2i:1100010001026502114051415241892818305956513438242664186333833g8332333g34ã03040384 45 LÃNG KRNH::scosoicsiiopooeoioaintootiottiti0051002110200103103160310031868818585886318388043883898585858388510858654 45 TI01Á.064 46 216: BO NỘI CO CHIA GOC sssassssassiaiscsssssascssssesssascscassesssssasessssasssesnscavscsssessiesszsacssessscavied 46 CHUONG III: THÍ NGHIEM KIEM CHUNG ĐỊNH LUẬT MALUS.LÁP DAT DUNG CỤ:.2 1 1S TT SH TT Hs 47 SS ING lí6/DIHỆT:asgpuaguniiinsiidittiiiditidtiitlitiiaili0440001004810.QXU LY sa ›:4. 48 © — LƯU Ý: SAISÓ A(COS”@) DUNG VE ĐỎ THỊ 2 DƯỢC TÍNH NHƯ SAU:. s SG HH SH HS TT 49 > a :() "-.
49 X cos9 3/4J/KÊTOGUÁ THỈÍNGHIỆN:.:cc2::¿2:0:ciitc22t202t2210221022012211121002110061122516213161112351581352ig:4 49 3.- Q- G21 20112111 11 vn ng HH Hs 51 BIOS KUAT. csscscesacsssarscasscesesssasnasancssansscassianisasssncsnsaseasaveisessssgasusasspasancisesiisesiisasaeaiaie 52 CHƯƠNG IV: THÍ NGHIEM KIEM CHUNG ĐỊNH LUAT BREWSTER. 54 ALTLAP DAT DƯNGC:::co:cicccccciiieiiiiiiitiiniiiogi11105121615231180181851803885358833385355655856i5855ã:135) 4. TIEN HANH THÍ NGHIEM:.1Phép đo 1: Sự phân cực theo phương vuông góc với mặt phăng tới.Phép đo 2: Sự phân cực theo phương của mặt phẳng tới.
XU LY SO LIEU — SAL SỐ. Q01 112 1H HH HH TH HH HH nàng 58 FT Đi 6010 ^-i-êễèêaiaáảắäẲäẲ{Ảú.Xử lÝ Sai S62 oo.4:EET QUÁ THINGHIODA: ssiscsiscssisssisaiesaissassssasvoaisoasseaseeasieasvesasieaivenusoastoasteassenaieaiies 58 4.Phép do 1: Sự phân cực theo phương vuông góc với mat phăng téi.58 Phép đo 2: Sự phân cực theo phương của mặt phẳng tới.------ 61 KET RUAN GHUƯN toannniaaanoiiaeuirinngniintitinioinsiigottattiattiaittsntennsannasual 65 TÀI LIEU THAM KHẢO.Lý do chọn đề tài Vật lý là môn khoa học thực nghiệm. như vậy vai tro của thí nghiệm vat lý la cực ki quan trọng và không thẻ thiếu. Thí nghiệm có vai trò tạo ra tình huống vật lý, đặt ra một van dé can nghiên cứu.
Thí nghiệm còn có vai trò cung cấp các dữ kiện làm cơ sở cho việc xây dựng các lý thuyết. Và đặc biệt thí nghiệm đóng vai trò kiểm tra, xác nhận hay bác bỏ một lý thuyết nào đó. Không dừng lại ở đó, thí nghiệm vật lý còn rat quan trọng trong quá trình đạy học. Thí nghiệm đã góp phần hoàn thiện nhân cách học sinh đồng thời giúp bồi dưỡng kĩ năng, kĩ xảo vật lý cho người học.
Bên cạnh đó, thí nghiệm còn là phương tiện dé chứng minh sự đúng đắn của lý thuyết vật lý, làm cho các lý thuyết không còn là lý thuyết suôn mà nó được kiểm chứng bởi thực nghiệm một cách rõ rang. Lúc này, các ly thuyết vật lý mà học sinh học được sẽ trở nên thuyết phục hơn và học sinh sẽ nhớ bài lâu hơn. Hiện nay, em nhận thay thí nghiệm ở các trưởng học chưa đa dạng. Nhiều phần chưa có thí nghiệm minh họa, thí nghiệm kiểm chứng lý thuyết.
Hay các thí nghiệm chưa có yếu tố định lượng, đo đạc chính xác các đại lượng. Như phân quang học ở chương hiện tượng phân cực ánh sáng, định luật Malus là định luật được rút ra từ thực nghiệm nhưng trong quá trình học lại không có thí nghiệm nào đề kiêm chứng định luật này. Hay khi học định luật Brewster người học không hình dung được ánh sáng phân cực hoàn toàn do phản xạ sẽ có độ sáng ra sao, hệ số phản xạ sẽ thay đôi thé nao ở góc tới Brewster và các góc tới khác. Điều này làm ảnh hưởng nhiều đến khả năng tiếp thu và ghi nhớ bai của học sinh, sinh viên; cũng như lam giảm đi kha năng tư duy sáng tao của việc học vật lý.
Từ những vấn đẻ trên em đã lựa chọn đè tài: “Lắp ráp bộ thí nghiệm kiểm chứng định luật Malus về hiện tượng phân cực ánh sáng” nhằm giúp sinh viên có điều kiện đào sâu lý thuyết, tiếp cận thực nghiệm và rèn luyện kĩ năng thực hành với các dụng cụ thí nghiệm vật lý.Mục đích - Lắp rap và lay số liệu bài thí nghiệm kiểm chứng định luật Malus về hiện tượng phân cực ánh sáng. - Lắp ráp và lấy số liệu bài thí nghiệm kiểm chứng định luật Brewster về phân cực ánh sáng do phản xạ.Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 4 Đối trợng nghiên cứu: + Kiến thức về hiện tượng phân cực ánh sáng. + Nguyên lý hoạt động của các dụng cụ quang và cách xử lý số liệu bài thí nghiệm về sự phân cực ánh sáng. 4 Phạm vi nghiên cứu: + Thí nghiệm kiêm chứng định luật Malus về phân cực ánh sáng.
+ Thí nghiệm kiểm chứng định luật Brewster về phân cực ánh sáng do phản xạ.Nhiệm vụ - Tìm hiểu các kiến thức về hiện tượng phân cực ánh sáng. - Tìm hiểu công dụng của các dụng cụ trong bài thí nghiệm. - Lap ráp bộ thí nghiệm và thay đôi dụng cụ bị hư hỏng kịp thời. - Do sự phụ thuộc của hệ số truyền (sự liên hệ của cường độ ánh sáng tới trên mặt phăng phân tích và cường độ đẳng sau mặt phăng phân tích) vào góc của các mặt phẳng phân cực của bộ phân cực, gồm kính phân cực và kính phân tích.
- Do hệ số phan xa Fresnel của ánh sáng phân cực trong hai trường hợp: + Vectơ chan động sáng nằm trong mặt phăng tới. + Vectơ chan động sáng vuông góc với mat phăng tới. ù Á ˆ ` a £ + , ¬- + Rút ra kết luận và dé xuất các ý kiên.Phuong pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Phân tích và tông hợp các tài liệu quang học về hiện tượng phân cực ánh sang, Từ đó đưa ra cơ sở lý thuyết và biết nguyên lý hoạt động của các dụng cụ thí nghiệm. - Phương pháp nghiên cứu thực tiễn: + Nghiên cứu nguyên lý hoạt động, cách sử dụng các dụng cụ và cách lắp ráp bộ thí nghiệm.
+ Hỏi ý kiến giảng viên hướng dẫn, bộ phận cung cấp thiết bị và bạn bè dé biết thêm thông tin về dung cụ, cách lắp ráp, cách xử lý số liệu.nhằm hoàn chỉnh bải thí nghiệm.Đóng góp của đề tài Kết quả lắp ráp và xử lí số liệu thành công thì bộ thí nghiệm có thé được sử dụng cho sinh viên thực hảnh vật lý về hiện tượng phan cực ánh sang ở phòng thí nghiệm vật lý nâng cao. TONG QUAN Thi nghiệm quang học trong vat lý đã được nhiều nước trên thé giới chú trọng và áp dụng vào giáng dạy. Các bộ thí nghiệm vẻ hiện tượng phân cực ánh sáng được chế tạo chính xác và sản xuất phô biến. Những năm gan đây trong nước ta đã có nhiều công trình nghiên cứu về lắp ráp thí nghiệm trong việc dạy học vật lý.
Đặc biệt là các thí nghiệm quang như: - Dé tài nghiên cứu khoa học: Thie viện điện nv các thí nghiệm quang học (2006) của nhóm sinh viên Huỳnh Công Đạt, Dương Hùng Cứ, Nguyễn Thị Hoa, Nguyễn Thị Kiều My thuộc trường đại học Sư phạm TP Hồ Chí Minh. - — Thực hiện các thi nghiệm chứng minh cho các bài giảng về quang học lý (1996), Luận văn tốt nghiệp đại học của sinh viên Nguyễn Tuấn Huy trường đại học Sư phạm Hỗ Chi Minh. Các đẻ tài nghiên cứu đã góp phan xây dựng những thí nghiệm phong phú dé minh họa, kiểm chứng cho các kiến thức vat lý. Tuy nhiên, các thí nghiệm về hiện tượng phân cực ánh sáng chi là thí nghiệm biêu điển, quan sát định tinh sự thay đôi cường độ sáng.
Chưa có sự đo đạc để chứng minh một cách chặt chẽ sự đúng đắn của các định luật vật lý. Điều này làm giảm đi yếu tố thuyết phục khi sinh viên học về các phan này.