ĐO VẬN TỐC ÁNH SÁNG THỰC HÀNH VẬT LÝ
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (882.29 KB, 5 trang )
BẢNG KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM
Bài thí nghiệm số 12
ĐO VẬN TỐC ÁNH SÁNG
I. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM
̶ Nghiên cứu cách đo vận tốc ánh sáng bằng phương pháp quang điện trên dao động ký điện
tử.
II. NGUYÊN TẮC ĐO VẬN TỐC ÁNH SÁNG
- Đèn LED (a) được nuôi bằng nguồn xung vuông và phát ra ánh sáng đỏ dưới dạng xung
(các chớp sáng). Chùm tia sáng (chớp sáng) qua gương bán mạ (b) tách thành 2 chùm
sáng. Một chùm phản xạ về phía cửa (C0) gọi là chùm sáng gốc. Cịn một chùm đi qua
cửa (C1) (gọi là chùm sáng đo), qua thấu kính hội tụ ( f 200 mm ) và phản xạ trên
gương lớn (d1) (gương (d1) đặt cách cửa (C1) một khoảng S/2). Chùm sáng đo sau khi
phản xạ từ gương (d1), lại qua gương bán mạ (b) tới điốt quang - điện (e) (điốt quang điện (e) là một Sensor biến đổi tín hiệu quang thành tín hiệu điện). Mỗi một thay đổi của
xung ánh sáng, sau khi đi qua quãng đường S, làm xuất hiện trên dao động kí một hiệu
điện thế xung gọi là tín hiệu thời gian đo (U1).
- Nếu cho gương (d1) dịch chuyển một đoạn S/2 thì quãng đường ánh sáng đi được thay
đổi một đoạn S , tín hiệu thời gian U1 trên dao động kí sẽ thay đổi là t . Vận tốc ánh
sáng có thể xác định từ độ dốc của đồ thị hàm số ∆𝑆 = 𝑓(∆𝑡) bằng cách ghi lại những
cặp giá trị tương ứng.
- Cũng có thể xác định vận tốc ánh sáng bằng cách đo chính xác khoảng thời gian t mà ánh
sáng truyền đi được quãng đường S. Muốn thế cần phải xác định “tín hiệu gốc” Uo bằng
cách đặt gương nhỏ (d2) ở cửa (Co) thì chùm phản xạ trên gương (d2) và qua gương bán
mạ (b) tới điốt quang - điên (e). Mỗi xung ánh sáng của chùm sáng gốc tới điốt quang điện (e) sẽ làm xuất hiện trên dao động ký một hiệu điện thế xung gọi là tín hiệu thời
gian gốc (Uo). Sự khác nhau về thời gian giữa U1 và Uo là thời gian t mà ánh sáng đã đi
qua quãng đường S.
III. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
Bảng 1
S (m)
t (ns)
1
2
3
4
5
𝒕 = 𝒕̅ ± ∆𝒕̅
14
18
22
44
48
49
46
45
61
60
62
61
60
71
74
74
73
71
𝑡 = 46.40 ± 1.68
𝑡 = 60,8 ± 0,64
Ta có :
S1 = 14 m
𝛿 =
𝐶 =
∆𝐶
∆𝑡
1,68
=
=
= 0,036
𝑡
46,40
𝐶
𝑆
14
=
𝑡
46,40.10
= 3,02.10 (𝑚/𝑠)
→ ∆𝐶 = 𝛿. 𝐶 = 0,1.10 (𝑚/𝑠)
→ 𝐶 = (3,02 ± 0.10). 10 (𝑚/𝑠)
S2 = 18 m
𝛿 =
𝐶 =
∆𝐶
∆𝑡
0,64
=
=
= 0,011
𝑡
60,8
𝐶
𝑆
18
=
𝑡
60,80.10
= 2,96.10 (𝑚/𝑠)
→ ∆𝐶 = 𝛿. 𝐶 = 0,03.10 (𝑚/𝑠)
→ 𝐶 = (2,96 ± 0,03). 10 (𝑚/𝑠)
S3 = 22 m
𝑡 = 72,60 ± 1,28
𝛿 =
𝐶 =
∆𝐶
∆𝑡
1,28
=
=
= 0,018
𝑡
72,60
𝐶
𝑆
22
=
𝑡
72,6.10
= 3,03.10 (𝑚/𝑠)
→ ∆𝐶 = 𝛿. 𝐶 = 0,06.10 (𝑚/𝑠)
→ 𝐶 = (3,03 ± 0.06). 10 (𝑚/𝑠)
Bảng 2
∆𝑺 (𝒎)
∆𝒕 (𝒏𝒔)
1
2
3
4
5
∆𝒕 = ∆𝒕 ± ∆∆𝒕
4
8
12
13
11
15
14
15
24
24
24
24
25
39
39
42
40
40
∆𝑡 = 13,60 ± 1,03
∆𝑡 = 24,20 ± 0,32
∆𝑡 = 40,00 ± 0.80
Ta có: Đồ thị ∆𝑆 = 𝑓(∆𝑡) có dạng là đường thẳng 𝑦 = 𝑎𝑥 + 𝑏
→
12 = (40,0.10 )𝑎 + 𝑏
8 = (24,2.10 )𝑎 + 𝑏
→
𝑣à
8 = (13,6.10 )𝑎 + 𝑏
4 = (2,42.10 )𝑎 + 𝑏
𝐶 = 𝑎 = 2,53.10 𝑚/𝑠
𝐶 = 𝑎 = 3,77.10 𝑚/𝑠
→ 𝐶̅ =
𝐶 +𝐶
= 3,15.10 𝑚/𝑠
2
→ ∆𝐶 = 0,62.10 𝑚/𝑠
𝐶 = 𝐶̅ ± ∆𝐶 = (3,15 ± 0,62). 10 𝑚/𝑠
14
𝛥𝑆 (𝑚)
12
10
8
6
4
2
𝛥𝑡 (𝑛𝑠)
0
10
13,6
15
24,2
32
40
Ngày ..17.. tháng …09… năm …2021…
Xác nhận của giáo viên hướng dẫn thí nghiệm
IV. KẾT LUẬN
Nguyên nhân sai số:
-
Do máy móc và dụng cụ đo thiếu chính xác.
Do người đo với trình độ tay nghề chưa cao, khả năng các giác quan bị hạn chế.
Do điều kiện ngoại cảnh bên ngồi tác động tới.
Do người thực hành khơng thao tác đúng, quan sát khơng chính xác.
