Đề Tài Nghiên Cứu Khoa Học Cấp Cơ Sở: Xây Dựng Các Bài Thí Nghiệm Vật Lý Dành Cho Sinh Viên

Khám phá các bài thí nghiệm vật lý phổ thông dành cho sinh viên khoa vật lý trường ĐHSP TP HCM, nâng cao kỹ năng thực hành và lý thuyết.

• Đề tài: Nghiên Cứu Xây Dựng Bài Thí Nghiệm Vật Lý Dành Cho Sinh Viên

Mục lục chi tiết

• 1. MỤC LỤC
• 1.1. Tính cấp thiết và mục tiêu của đề tài
• 1.2. Đối tượng phục vụ
• 1.3. Giải hạn đề tài
• 1.4. Nội dung và kết quả nghiên cứu, xử lý luận
• 1.4.1. Sự ra đời và phát triển của phương pháp nghiên cứu khoa học bằng thực nghiệm
• 1.4.2. Vật lý học Aristote
• 1.4.3. Sự ra đời của vật lý học thực nghiệm
• 1.4.4. Thí nghiệm trong dạy học vật lý
• 1.4.4.1. Các đặc điểm của thí nghiệm vật lý
• 1.4.4.2. Thí nghiệm biểu diễn
• 1.4.4.3. Thí nghiệm thực tập, ý thuyết sai số
• 1.4.5. Khái niệm về sai số phép đo
• 1.4.5.1. Phân loại sai số phép đo
• 1.4.5.2. Phân loại theo nguyên nhân gây ra sai số
• 1.4.5.3. Phân loại theo cách đánh giá
• 1.4.5.4. Cách tính sai số
• 1.4.6. Giới hướng dẫn thực hành
• 1.5. Bố cục bài thí nghiệm
• 1.5.1. Chủ đề 1: Thí nghiệm kiểm chứng phần động lực học - định luật bảo toàn động lượng với bộ dụng cụ đệm không khí
• 1.5.1.1. Giới thiệu dụng cụ
• 1.5.1.2. Bài 1: Đà gia tốc của chuyển động thẳng nhanh dần đều
• 1.5.1.3. Bài 2: Kiểm chứng phần động học và động lực học
• 1.5.1.4. Bài 3: Kiểm chứng định luật bảo toàn động lượng
• 1.5.2. Chủ đề 2: Định luật III Newton, định luật bảo toàn với xe động lực
• 1.5.2.1. Bài 1: Thí nghiệm khảo sát chuyển động thẳng biến đổi đều
• 1.5.2.2. Bài 2: Kiểm chứng các định luật II, III Newton, các định luật bảo toàn động lượng và bảo toàn cơ năng
• 1.5.2.3. Bài 3: Xác định hệ số ma sát
• 1.5.3. Chủ đề 3: Nhiệt học
• 1.5.3.1. Bài 1: Các định luật về chất khí
• 1.5.3.2. Bài 2: Sự nở dài của thanh kim loại
• 1.5.4. Chủ đề 4: Điện dữ
• 1.5.4.1. Bài 1: Định luật Ohm - điện
• 1.5.4.2. Bài 2: Định luật Kirchoff
• 1.5.4.3. Bài 3: Bộ hiển thị đường cảm ứng từ 2 chiều, 3 chiều
• 1.5.4.4. Bài 4: Mạch R,C mắc nối tiếp, R mắc nối tiếp
• 1.5.5. Chủ đề 5: Điện từ
• 1.5.5.1. Bài 1: Đặc tuyến volt-ampere của diode bán dẫn
• 1.5.5.2. Bài 2: Chỉnh lưu dòng điện xoay chiều bằng diode bán dẫn
• 1.5.5.3. Bài 3: Đặc tuyến volt-ampere của diode zener - ứng dụng của diode zener
• 1.5.5.4. Bài 4: Mạch nguồn nuôi ổn áp
• 1.5.5.5. Bài 5: Điện quang (LDR) ứng dụng
• 1.5.5.6. Bài 6: Bộ khuếch đại dùng Transistor mắc theo sơ đồ Emiter chung
• 1.5.5.7. Bài 7: Mạch cổng logic đơn giản
• 1.5.6. Chủ đề 6: Quang học
• 1.5.6.1. Bài 1: Định luật phản xạ và khúc xạ ánh sáng
• 1.5.6.2. Bài 2: Tính thuận nghịch của ánh sáng
• 1.5.6.3. Bài 3: Ánh sáng và mắt
• 1.5.6.4. Bài 4: Sự tạo ảnh của vật hội tụ và tấu kính
• 1.5.6.5. Bài 5: Máy chiếu - kính hiệp - kính
• 2. Phần chung về đề tài nghiên cứu tính cấp thiết và mục tiêu nghiên cứu của đề tài

Tóm tắt

I. Vì sao cần nghiên cứu xây dựng bài thí nghiệm vật lý mới

Trong bối cảnh giáo dục đại học, thí nghiệm thực hành vật lý đóng vai trò không thể thay thế, là cầu nối giữa lý thuyết trừu tượng và thực tiễn sinh động. Đây là phương tiện cốt lõi để sinh viên kiểm chứng kiến thức, rèn luyện kỹ năng thực hành và phát triển tư duy sáng tạo. Một bài thí nghiệm được xây dựng bài bản không chỉ giúp củng cố kiến thức trong giáo trình vật lý đại cương mà còn là nền tảng để hình thành năng lực thực nghiệm – một trong những phẩm chất quan trọng nhất của người làm khoa học. Nghiên cứu để xây dựng và cải tiến các bài thí nghiệm vật lý là một yêu cầu cấp thiết, đặc biệt khi các phương pháp giáo điều cũ đã không còn phù hợp. Theo tài liệu nghiên cứu gốc, sự chuyển đổi từ vật lý học kinh viện của Aristote sang vật lý học thực nghiệm của Galileo đã mở ra một cuộc cách mạng khoa học, khẳng định rằng thực nghiệm là con đường chân lý để khám phá các quy luật của tự nhiên. Do đó, việc đầu tư vào các bài thí nghiệm hiện đại, có tính ứng dụng cao không chỉ là nâng cấp cơ sở vật chất mà còn là một cuộc đổi mới phương pháp dạy học toàn diện, hướng tới việc đào tạo ra những thế hệ sinh viên có khả năng giải quyết các vấn đề thực tiễn phức tạp.

1.1. Vai trò của phương pháp thực nghiệm trong nhận thức khoa học

Lịch sử phát triển của vật lý học cho thấy phương pháp thực nghiệm là kim chỉ nam dẫn lối cho những khám phá vĩ đại. Khác với phương pháp giáo điều chỉ dựa vào suy luận, thực nghiệm yêu cầu sự quan sát, đo đạc và kiểm chứng các giả thuyết một cách khách quan. Thí nghiệm là công cụ để 'hỏi' tự nhiên và 'lắng nghe' câu trả lời. Đối với sinh viên, việc tham gia vào quá trình này giúp hình thành tư duy khoa học chặt chẽ, từ việc đặt vấn đề, đề xuất giả thuyết, xây dựng phương án kiểm tra, cho đến xử lý số liệu và rút ra kết luận. Quá trình này không chỉ củng cố kiến thức lý thuyết mà còn rèn luyện tính kiên nhẫn, cẩn thận và trung thực trong khoa học.

1.2. Thí nghiệm vật lý như một phương pháp giảng dạy tích cực

Việc xây dựng bài thí nghiệm vật lý dành cho sinh viên là một phần không thể thiếu của phương pháp giảng dạy tích cực. Thay vì tiếp thu kiến thức một cách thụ động, sinh viên được trực tiếp tương tác với các hiện tượng, tự tay lắp ráp thiết bị thí nghiệm và thu thập dữ liệu. Hoạt động này kích thích sự tò mò, hứng thú và tinh thần chủ động học tập. Thí nghiệm có thể được sử dụng ở mọi giai đoạn của quá trình dạy học: từ việc tạo tình huống có vấn đề ở đầu bài, hình thành kiến thức mới, cho đến củng cố và ứng dụng kiến thức. Đây cũng là phương tiện hiệu quả để đánh giá năng lực toàn diện của người học, bao gồm cả kiến thức, kỹ năng và thái độ.

II. Thách thức trong việc xây dựng bài thí nghiệm vật lý hiện nay

Mặc dù vai trò của thí nghiệm là không thể phủ nhận, công tác tổ chức và xây dựng bài thí nghiệm vật lý tại nhiều cơ sở đào tạo đang đối mặt với không ít thách thức. Như đã chỉ ra trong đề tài nghiên cứu CS.2005.79, thực trạng chung là các thiết bị thí nghiệm đã cũ, xuống cấp và thiếu đồng bộ. Nhiều bộ dụng cụ có từ các nguồn viện trợ lâu năm đã qua nhiều lần sửa chữa, dẫn đến độ chính xác không còn đảm bảo. Điều này buộc các bài thí nghiệm phải chuyển từ định lượng sang định tính, làm giảm đi giá trị khoa học và mục tiêu rèn luyện kỹ năng xử lý số liệu và tính toán sai số phép đo của sinh viên. Hơn nữa, sự thiếu hụt tài liệu hướng dẫn chi tiết cho các thiết bị mới, hiện đại (như các thiết bị của hãng PASCO sử dụng phần mềm DataStudio) cũng gây khó khăn cho cả giảng viên và sinh viên trong việc khai thác tối đa tiềm năng của chúng. Những rào cản này không chỉ ảnh hưởng đến chất lượng học tập mà còn hạn chế việc phát triển năng lực thực nghiệm và khả năng thích ứng với công nghệ mới của sinh viên sau khi ra trường.

2.1. Tình trạng xuống cấp và thiếu đồng bộ của thiết bị thí nghiệm

Nguồn gốc đa dạng của các thiết bị thí nghiệm (từ hãng Cenco trước năm 1975, viện trợ từ Đức, Liên Xô) dẫn đến tình trạng thiếu đồng bộ, chắp vá. Theo thời gian, các thiết bị này xuống cấp nghiêm trọng, nhiều bộ phận phải thay thế bằng các linh kiện không tương thích, làm mất đi tính hệ thống và độ chính xác vốn có. Tình trạng này không chỉ gây khó khăn trong việc lắp đặt và vận hành mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả đo đạc, khiến việc kiểm chứng các định luật vật lý trở nên kém thuyết phục, đồng thời tiềm ẩn nguy cơ mất an toàn phòng thí nghiệm.

2.2. Hạn chế trong việc phát triển kỹ năng thực hành cốt lõi

Khi các bài thí nghiệm từ định lượng phải chuyển sang định tính, sinh viên mất đi cơ hội rèn luyện những kỹ năng thực hành quan trọng. Đó là kỹ năng đo đạc chính xác, kỹ năng xử lý số liệu, phân tích và đánh giá sai số phép đo. Việc chỉ dừng lại ở mức quan sát hiện tượng sẽ không thể giúp sinh viên hiểu sâu sắc bản chất của các quy luật vật lý và mối liên hệ toán học giữa các đại lượng. Điều này tạo ra một khoảng cách lớn giữa lý thuyết được học và khả năng ứng dụng vào thực tế, làm giảm sút năng lực thực nghiệm của sinh viên.

III. Phương pháp xây dựng bài thí nghiệm vật lý cho sinh viên

Để vượt qua các thách thức và nâng cao chất lượng đào tạo, việc nghiên cứu xây dựng bài thí nghiệm vật lý cần tuân theo một quy trình khoa học và bài bản. Quá trình này không chỉ đơn thuần là mua sắm thiết bị thí nghiệm mới mà là một chuỗi các hoạt động có hệ thống. Bắt đầu từ việc xác định rõ mục tiêu của bài thí nghiệm: nhằm minh họa lý thuyết, kiểm chứng định luật hay rèn luyện một kỹ năng cụ thể. Dựa trên mục tiêu đó, nội dung lý thuyết cốt lõi cần được tóm tắt một cách súc tích, dễ hiểu. Việc lựa chọn dụng cụ phù hợp, hiện đại và có độ chính xác cao là yếu tố then chốt. Theo đề tài nghiên cứu, mỗi bài thí nghiệm cần được thiết kế với bố cục rõ ràng, bao gồm: mục đích, tóm tắt lý thuyết, danh mục dụng cụ, quy trình tiến hành, và yêu cầu về báo cáo thí nghiệm. Việc xây dựng một quy trình chuẩn giúp sinh viên dễ dàng tiếp cận, thực hiện một cách an toàn và hiệu quả, từ đó tối ưu hóa quá trình học tập tại phòng thí nghiệm vật lý.

3.1. Xác định mục tiêu và cơ sở lý thuyết của thí nghiệm

Mỗi bài thí nghiệm thực hành cần có mục tiêu rõ ràng, gắn liền với chương trình học. Ví dụ, bài thí nghiệm đo gia tốc rơi tự do nhằm mục đích kiểm chứng định luật trong vật lý cơ học, trong khi bài khảo sát đặc tuyến V-A của diode lại thuộc về vật lý điện quang. Phần tóm tắt lý thuyết phải nêu bật được các công thức, định luật và nguyên lý sẽ được vận dụng hoặc kiểm chứng, tạo cơ sở vững chắc cho sinh viên trước khi bắt tay vào thực hành.

3.2. Quy trình biên soạn tài liệu hướng dẫn thực hành chi tiết

Một tài liệu hướng dẫn tốt phải chi tiết và trực quan. Cần liệt kê đầy đủ các dụng cụ, kèm theo hình ảnh minh họa và hướng dẫn sử dụng. Các bước tiến hành thí nghiệm phải được mô tả tuần tự, rõ ràng, nhấn mạnh các thao tác quan trọng và các lưu ý về an toàn phòng thí nghiệm. Đặc biệt, cần có phần hướng dẫn cụ thể về cách thu thập và ghi chép số liệu vào bảng biểu, cách xử lý số liệu (tính toán giá trị trung bình, sai số), và cách vẽ đồ thị (nếu có). Cuối cùng, một hệ thống câu hỏi củng cố sẽ giúp sinh viên suy ngẫm sâu hơn về kết quả và ý nghĩa vật lý của thí nghiệm.

IV. Bí quyết đổi mới bài thí nghiệm vật lý với công nghệ số

Cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 mở ra nhiều cơ hội để đổi mới phương pháp dạy học vật lý thông qua công nghệ. Việc tích hợp các thiết bị thu thập dữ liệu tự động và phần mềm phân tích chuyên dụng không chỉ nâng cao độ chính xác mà còn giúp sinh viên làm quen với các công cụ nghiên cứu hiện đại. Nghiên cứu gốc đã đề cập đến việc sử dụng bộ giao diện Workshop 750 và phần mềm DataStudio của hãng PASCO. Công nghệ này cho phép đo đạc các đại lượng như thời gian, vận tốc một cách chính xác đến phần nghìn giây, điều mà các phương pháp thủ công khó có thể đạt được. Ngoài ra, mô phỏng vật lý cũng là một công cụ hỗ trợ đắc lực. Các thí nghiệm ảo cho phép sinh viên quan sát những hiện tượng khó thực hiện trong điều kiện phòng thí nghiệm vật lý thông thường, hoặc thực hành trước khi làm thí nghiệm thật để giảm thiểu sai sót. Việc kết hợp giữa thí nghiệm thực và ảo là một xu hướng tất yếu, giúp phát triển toàn diện năng lực thực nghiệm trong thời đại số.

4.1. Ứng dụng phần mềm DataStudio để thu thập và xử lý số liệu

Phần mềm DataStudio kết hợp với các cảm biến (như cổng quang) cho phép tự động hóa quá trình đo đạc. Thay vì phải bấm đồng hồ thủ công, hệ thống sẽ ghi nhận thời gian một cách chính xác khi vật đi qua cảm biến. Dữ liệu được hiển thị trực tiếp trên máy tính dưới dạng bảng số hoặc đồ thị theo thời gian thực. Điều này không chỉ giúp loại bỏ sai số phép đo do yếu tố chủ quan mà còn cho phép sinh viên tập trung hơn vào việc quan sát hiện tượng và phân tích kết quả. Việc trực quan hóa dữ liệu qua đồ thị cũng giúp sinh viên dễ dàng nhận ra các quy luật vật lý ẩn sau những con số.

4.2. Tích hợp các thí nghiệm mô phỏng vật lý Thí nghiệm ảo

Các phần mềm mô phỏng vật lý như PhET Interactive Simulations cung cấp một môi trường an toàn, linh hoạt để khám phá các khái niệm vật lý. Sinh viên có thể thay đổi các tham số, quan sát kết quả ngay lập tức mà không bị giới hạn bởi thiết bị thí nghiệm hay các quy tắc an toàn. Thí nghiệm ảo đặc biệt hữu ích cho các chủ đề trừu tượng như vật lý lượng tử hoặc các quá trình nguy hiểm. Đây là công cụ bổ trợ tuyệt vời, giúp sinh viên xây dựng mô hình tư duy và củng cố kiến thức lý thuyết trước khi bước vào các bài thí nghiệm thực hành phức tạp hơn.

V. Top 6 chủ đề chính khi xây dựng bài thí nghiệm vật lý

Dựa trên cấu trúc của chương trình vật lý phổ thông và đại cương, đề tài nghiên cứu CS.2005.79 đã hệ thống hóa và xây dựng các bài thí nghiệm vật lý theo 6 chủ đề cốt lõi. Cách phân chia này đảm bảo tính bao quát, hệ thống, giúp sinh viên củng cố kiến thức một cách toàn diện qua từng học phần. Các chủ đề bao gồm: (1) Động học - Động lực học, (2) Nhiệt học, (3) Điện, (4) Từ, (5) Điện tử, và (6) Quang học. Mỗi chủ đề lại được chia thành nhiều bài thí nghiệm nhỏ, đi từ cơ bản đến nâng cao. Ví dụ, trong chủ đề Động học, sinh viên sẽ thực hành các bài kiểm chứng định luật Newton, định luật bảo toàn động lượng. Trong chủ đề Điện tử, các bài thí nghiệm tập trung vào việc khảo sát đặc tuyến của diode, transistor và các mạch ứng dụng. Việc hệ thống hóa này giúp tạo ra một giáo trình vật lý đại cương phần thực hành mạch lạc và hiệu quả, đáp ứng tốt mục tiêu đào tạo.

5.1. Các thí nghiệm về Vật lý Cơ học và Nhiệt học

Đây là những mảng kiến thức nền tảng. Các bài thí nghiệm thực hành tập trung vào việc khảo sát các loại chuyển động, kiểm chứng các định luật Newton, định luật bảo toàn (động lượng, cơ năng). Các thiết bị hiện đại như đệm không khí giúp giảm thiểu ma sát, cho kết quả đo đạc chính xác hơn. Trong Nhiệt học, các thí nghiệm tập trung vào việc nghiệm lại các định luật về chất khí (Boyle-Mariotte, Charles, Gay-Lussac) và khảo sát sự nở vì nhiệt của vật rắn. Những thí nghiệm này giúp sinh viên hiểu rõ mối liên hệ giữa các đại lượng vĩ mô và vi mô.

5.2. Khám phá Vật lý Điện Từ Điện tử và Quang học

Mảng kiến thức này có tính ứng dụng cao trong kỹ thuật. Các thí nghiệm về vật lý điện quang và điện tử giúp sinh viên khảo sát các mạch điện cơ bản, định luật Ohm, định luật Kirchhoff. Đặc biệt, việc nghiên cứu đặc tuyến của các linh kiện bán dẫn như diode, transistor là cực kỳ quan trọng, là nền tảng cho các môn học chuyên ngành sau này. Trong Quang học, sinh viên được thực hành với các định luật phản xạ, khúc xạ ánh sáng, sự tạo ảnh qua gương và thấu kính, cũng như tìm hiểu nguyên lý hoạt động của các dụng cụ quang học như kính lúp, kính thiên văn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

mở đầu, thí nghiệm nghiên cứu hiện tượng được tiến hành dưỡi dạng nghiên cứu khảo sắt hay nghiên cửu mình hoạ và cũng có thể là thí nghiệm cũng c ~ Thi nghiệm trực diện có thể được tổ chức dưới hình thức thí nghiệm đồng loạt (giáo viên chia học sinh trong lớp aa các nia eä các nhóm học sinh cùng một lúc làm các thí nghiệm như nhau ing nhau để giải quyết cùng một nhiệm vụ.) nhưng cũng có thédu Mình thứ tàf nghiệm cá thé (cde hm hoe sinh cũng một lúc tiển các thí nghiệm khác nhau thường với cũng một dụng cụ nhằmgi “quyết các nhiệm vụ bộ phận, để đi tới gidi quyết được một nhiệm vụ tổng quái), b.Thí nghiệm thực hành: ~_ Thí nghiệm thực hành là loại thí nghiệm do học sinh thực hiện trên lớp ( rong phòng t tm) mà sự tự lực làm việc cao bdn so với ở thí nghiệm trực diện. Hoe sinh da vào tài liệu hưởng dẫn đã in sẵn mã tiến hành thí nghiệm, m thực hành vật lý có thể có nội dung định tính bay định lượng, xong chủ yếu là kiểm nghiệm lai các định luật, các quy tắc đã học và xác định các đại ý mà các nội dung này không có điều kiện để thực hiện ở dạng thí nghiệm. Thí nghiệm thực hành vó thể được tổ chức đưới một trong bai hình thức: thí thực bình ng. Int ii sả ác nhỏm học ảnh tiến hành những ti nghiệm i gdp khó khăn 0 Dé tai NCKH (Ma 96 C5.79) ve vige trang bị đồng loạt cùng dụng cụ thí nghiệm cho tất cả các nhóm học sinh Ngược lại.

ở hình thức tổ chức thí nghiệm thực hành cá thể, tuy khắc phục được khó khăn này nhưng giáo viên lại khó bao quát lớp, khó giúp đỡ kịp thời các nhóm học sinh khi cặp khó khăn © (i nghiệm và quan sát vật lý ở nhà: Tr \ghiGm và quan sát vật lý ở nhà là một loại bài làm mà giáo viên giao cho từng học sinh hoặc các nhóm học sinh thực hiện ở nhà trong điểu kiến không có sự. giúp đổ của giá viên. yêu cầu với thí nghiệm thực hành: Xác định dính sắc các mục tiêu của thí nghiệm cần phải iển hành và chức năng ý luân day học của nó( vain để cẩn nghiền cứu là gà 2 hình thành kiến thức mới 2 củng vế, kiểm tra? -Xúc định nhiệm vụ mà người làm thí nghiệm phải hoàn thành trong việc chuẩn bị thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm, xử lý kết quả, báo cáo thí nghiệm. -Nghiên cứu kỳ lưỡng tính năng của các dụng cụ thí nghiệm có trong bài thí nghiệ -Lấp ráp, vân hành , do đạt déu phải tuân theo giáo trình hướng dẫn TN và sự.

thưởng dẫn của giáo viên - Việc thủ nhận các sốliệu thực nghiệm phải trung thực, đủ cho việc khái quất hoá rot ra kel lug, =P a RAE cầu phải quan sát, phân tích .suy luận lôgíc để luận tết qủa phải chính xác phù hợp với lý thuyết. tình bàykếi quả. với sai số chấp nhận được, vẽ đổ tị, biểu đổ tới mức chính xác theo đứng yêu cầu.LÝ THUYẾT SAI SỐ: 1. Khái niệm về các phép đo.

~ Những tính chất vật lý của vật thể, của trường. đều được đặc trưng hồi những đại lượng vật lý. Các đại lượng vật lý phải được xác định một cách định lượng. muốn vậy phải tiến hành đo các đại lượng vật lý đó.

~_Vẻ phương diện tính toán, ngườita chia các phép đo thành2 loại: trực tiếp Và gián tiến, Khái niệm về sai số phép do. Ta biết rằng dù với sự quan xát khá chính xác ci qua ci phép do cũng môt dại lượng vẫn cổ những sai khác. Do đó, ta không thể đo được c một cích tuyệt đổi được. Trong những lần do khác nhau „ ta thụ được các giá trị đo Khác nhau, ta nói là do phép đo có mắc sai số.

Phân loại sai số phépđo 3. Theo nguyên nhân gây ra. Tey eningupe at cy si XẾ thói Soy UOT wah Py làm 3 ogi 2008. Sais thô: Hig thu được bởi phép đo bị chênh lệch một cách rõ rệt và vô lý so với giá trị có thể có của dại lượng cần đo và chúng ta khâng thể sử dụng sổ liệu đó, Ta nếi số liệu đó có chứa sai số thô.

Sai số thô xuất hiện do các điều kiện cơ bản của phép đo bỉ vì ham hoặc do sự sử suất của người làm thí nghiệm, hoặc do bị chấn đồng đột ngột từ bến ngoài. Chẳng hạn do thiếu ánh sáng có thể đọc nhẩm 3 thành 8 hoậc 171.¥ Khi gặp kết quả có chứa sai số thô. chúng la có thể dễ đàng loại trừ nó bing ích lập lại nhiều lẫn phép đo và manh đạn loại bồ nó ra khối bảng số liệu. Như vậy i ta luôn xem rằng các kết quả do không chữa sai số thô.

Sai hệ thống là lo: sai số mắc phải khi do mà do bản thân dụng cụ gấy nên Người la thường chía sai thống lầm 3 loại - Sai số hệ thống biết được chính xác nguyên nhân và độ lồn của nó. Sai số này mà thước dã cho chiểu dài là 0,1 mm. Sai s loại này có thể khử được bằng cách hiệu chỉnh kết quả (cộng thêm hoặc trừ bớt vào kết quả thu được đ sai lệch ban đầu), ~ Sui số hệ thống biết dược nguyên nhân nhưng không biết chính xác độ lớn. Sai xỸ này phụ thuộc vào độ chính xác của dụng cụ do.

Mi dụng cụ đo đều có độ chính dác nhất định của nó. Thí dụ, khi trên nhiệt kế c thì sai số hệ thống tối đa vú thể mấc phải là 0.5 °C, như vậy, Khi doni Hộ cả. một vật nào đó mà nhiệt kế chi 30 °C có nghĩa là nhiệt độ của vật đó có giá trị từ 19. Sais này còn được gọi là sai số dụng cụ Si số ngẫu nhiên: Sai oe phép do còn lai sau khi đã khử tất cả các sai số hệ thống và sai số vi số ngẫu nhiên, Sai số ngẫu nhiên g: lồn các hân ổ nà la không thế tích iệng vành ng biệt chủ chẳng được (vi tình độ kỹ thị <6 và độ chính xác của phép đo đã cho) có thể xem sai số ngẫu nhiên là tác dụng tổng hợp của các nhân tố đó, Chẳng bạn: do bẩm đồng hỗ không dúng lúc hiện lều kiện thí nghiệm thay đổi te sách ngẫu nhiên ta không chisc một ch ciắc chấn.

Muft lại ching. chúng tas phải sit dung các, phương pháp của lý thuyết xác suất. Theo cách đánh giá Theo cách dánh giá, người tạ chỉa vai số ra làm 3 loại : sai số tuyệt đổi và sai sinningdi sa Sai số tuyệt đổi: dD. trị tuyệt đốt tmodum) của hiệu số tnồi đúng hơn là giới hạn trên của ta giá trị chân thật x và giá tì do gắn đúng X của nó và được ký hiệu Để tài NCKH (Mã số.79) AV =|x~A| Khi đó khoảng [Y ~ AY.A + AV] sẽ bao quanh giá tr thực x, nghĩa là: X-AX< a Và kết quả phép đo được viết: x = X `Vi du : khi xác định khối lượng một quả cầu ky người ta dùng cân và sư kết quả: m° (55403) điều này có nghĩa là khối lượng thực của quả cầu được xác định trong a hạn: 15.88 Khixác định khối lượng quả cấu lớn ta đước ; m, =(16203 30g @) nghĩa là khối lượng thực của quả cầu được xác định trong giới hạn 1617 <ø, <1623g tuy nhiên sai số tuyệt đổi chưa đánh giá được mức độ chính xác của kết quả.

Nếu ta tì lệ giữa sai số tuyệt đối với giá tị đo được của nó và so sánh 2 trưởng hợp trên ta Am = 03, 2% iss và Am, = “tán i "02% QB) Nhìn vào các kết quả tính toán ở (3) ta thấy rõ ràng khối lượng của quả cấu lớn đ6ớc cân chính xác gấp I0 ân khối lượng qỏa cầu nhỏ. Do đó để xác định được mức 4) chính xác của phép đo phải đưa thêm vào một đại lượng khác ngoài sai số tuyệt dồi b. Sai số tướng đổi Đó là t số phẩn trăm của sai số tuyệt đối AX và giá trị đo X, ký hiệu là = AX fay= 100% 4) “Sai số tương đối cho biết độ chính xác của kết quả đo. Như ở ví dụ trên ta thấy phép can thi 1 có sai số tương đối.

và ở phép cân thứ 2 là £ =02%. Rõ ràng là nếu tính xai số tương đối ta sẽ biết được độ chính xác của các phép do cin; Tóm lại. muốn đánh giá đẩy đủ kết quả của phép đo một đại lượng vật lý, chúng ta edn phải xác định được sai số tuyệt đối và sai số tương đối của nó. Cách tính sai số.

Đối với phép đo trực a. Giá trị trung bình và sai số ngẫu nhiên. Từ công thức (4) ta thấy muốn tính sai số tuyệt đối vần phải biết được giá trị thực x, Vấn để đạt ra là phi tim Ì giá trí nào đồ gắn đúng wi giá tị thực và nhận đó sa as lượng cần do là sử một dại lượng vật lý cổ giá tị thực là x.tà thực hiện phép dù đón lần. Những giá trì đo được là Â., thực trùng mỗi lần đo riêng biệt 6) Để tài NCKH (Ma số CS.3379) Các giá trị AV, cú thể âm hãy dương.ta cô š các AV, Iai vi chia chon, ta due SA.

ta phi dya vao mot sigia thuy: u chứa sai số ngẫu nhiên có độ lân bằng nhau và trái dấu 4 chứa sai số ngẫu nhiên càng lớn thì càng nhỏ. "Trí tuyệt đối của. các sai số ngẫu nhiên không vượt quá một giới hạn xác định. “Các giả thuyết này càng đúng khi số lẫn đo n tăng lên (nghĩa là các số liệu là lớn: Từ những gii thuyết đó.

ta thấy nếu số lần đo đủ lớn thì tổng số Š 4V, x0.Ta thể kết quả đó vào (61a được = œ juan trong: Nếu số lẫn do d lớn thì giá tị thực x gắn bằng giá trì trung bình củatất cả các lần đo đó. “Thay (7) vào (1), ta sẽ được sai aot a a từng lần đo thứ Ì (ax, thị đây là sai sổ ngẫu nhiên. tố uyệt di ngẫu nhiên ung b của n Kin đo sẽ là: Af==LÊN, | (8) trong (8) là giới hạn trên của sai số tuyệt đổi thực của phép đo và được chọn làm sai số thực của phép b. Cách tính sai sổ dụng cụ: “rong phẩn này, la chỉ ình bày cách ính sai số hệ thống khi biết được nguyen á nó, dun; ecu + Trên một số dụng cu đo có ghi sai số hệ thống tối ứa có thể mắc phải.

Thí dụ 46 là sai số dụng cu cũa thước kẹp.