Danh mục lưu trữ: Vật lý THCS

Video hướng dẫn thí nghiệm hiện tượng cảm ứng điện từ (in English)


Các bạn có thể tham khảo thí nghiệm tương tự là thí nghiệm cảm ứng điện từ và gia tốc của vật rơi tự do bằng tiếng Việt trong tài liệu hướng dẫn của chúng tôi.

Advertisements

TỐC ĐỘ TRUNG BÌNH


SGK Vật lý 8 – Bài 2 – Trang 8

SGK Vật lý 10 NC – Bài 2 – Trang 11

1. Mục tiêu

Thu được đồ thị tọa độ – thời gian của một quả bóng nảy

Thu được tốc độ trung bình của bóng nảy dựa trên đồ thị tọa độ – thời gian thu được

2. Chuẩn bị lý thuyết

Vận tốc là đại lượng mô tả mức độ nhanh chậm lẫn chiều của chuyển động. Sự phân biệt giữa vận tốc và tốc độ chính là trong khi vận tốc là đại lượng có hướng thì tốc độ vô hướng. Độ lớn của vận tốc chính là tốc độ.

v14 0 0 đồ thị tọa độ theo thời gian

Đối với một chuyển động thẳng đều, vectơ vận tốc có giá trị xác định. Nếu ta đã biết chiều chuyển động, điều chúng ta quan tâm là tốc độ chuyển động, hay quãng đường đi được trong một đơn vị thời gian. Công thức của tốc độ là: v=\frac{s}{t} (t là thời gian, s là quãng đường, v là tốc độ).

Ngoài ra, trong chuyển động thẳng đều hệ số góc của đường biểu diễn tọa độ theo thời gian có giá trị bằng vận tốc:  \tan \alpha =\frac{x-{{x}_{0}}}{t}=v

3. Thí nghiệm với thiết bị Addestation

Dụng cụ

1 aMixer MGA, 1 cảm biến chuyển động, 1 bộ thí nghiệm cơ học động học

4. Tiến hành

I. Chuẩn bị và thiết lập thí nghiệm

Bước 1: Mở MGA, kết nối cảm biến chuyển động vào CH 1 của MGA. Bảo đảm rằng “Chuyển động (0,15-1,6m)” được chọn, rồi nhấn “Chạy”.

Chú ý; Cần bảo đảm rằng công tắc của cảm biến chuyển động được bật ở thang 1.6 m

v13 1 lựa chọn thang đo v13 1 công tắc cảm biến

 

Bước 2: Gấp cảm biến sao cho góc giữa mặt cảm biến và đế cảm biến chuyển động bằng 90o.

v14 0 2 gấp mặt cảm biến v14 0 2 góc giữa đế và mặt cảm biến

 

Bước 3: Chèn mặt cảm biến qua lỗ ở bàn phẳn trên, đặt quả bóng bàn vào giữa 4 thanh kim loại và dùng ngón trỏ giữa nó sao cho khoảng cách từ nó đến mặt cảm biến khoảng 15 cm.

Chú ý: Chiều cao của quả bóng bàn nếu dùng thanh trụ đánh dấu chiều cao thì sẽ khoảng 30 cm, khi đó khoảng cách từ quả bóng bàn đến mặt cảm biến sẽ khoảng 15 cm.

v14 0 3 mô hình thí nghiệm

 

II. Thu thập dữ liệu

Bước 4: Nhấn vào nút bt0 trên MGA để bắt đầu thu thập dữ liệu. Bảo đảm rằng có một đường ngang trên màn hình MGA chỉ khoảng cách của quả bóng dưới cảm biến. Thả quả bóng và nhanh tay di chuyển ngón trỏ của bạn ra ngoài.

Bước 5: Khi quả bóng không nảy nữa, nhấn vào nút bt00 để dừng thu thập dữ liệu. Đồ thị tọa độ – thời gian sẽ xuất hiện trên màn hình MGA. Ngắt cảm biến chuyển động khỏi MGA

v14 0 4 đồ thị thu được v14 0 5 phóng to đồ thị

 

Bước 6: Nhấn vào biểu tượng bt5 sau đó nhấn 2 lần vào vùng trên màn hình mà đồ thị tương ứng với lần nảy lên thứ 1 để mở rộng đồ thị.

Chú ý: Nếu khi phóng to đồ thị bạn không ấn vào giữa vùng trũng thì đồ thị sẽ bị lệch. Khi đó, ấn vào biểu tượng bt7 rồi ấn vào vùng rìa (màu vàng) để dịch chuyển đồ thị về vị trí mong muốn. Nếu ấn quá nhiều lần phóng to ta có thể nhấn vào biểu tượng bt6 rồi thu nhỏ đồ thị.

v14 0 5 dịch chuyển đồ thị

 

Bước 7: Phác họa lại đồ thị tọa độ theo thời gian quan sát được trên màn hình MGA vào đồ thị phác họa. Đồ thị phác họa tỉ lệ với 2 điểm đánh dấu trên trục tung.

v14 0 7 đồ thị phác họa

 

Bước 8: Ghi lại tọa độ và thời gian của quả bóng tại những thời điểm khác nhau vào cột 3 và 4 trong Bảng 1.

Cách thu được tọa độ của điểm

+ Nhấn vào biểu tượng bt8 rồi nhấn vào một điểm trên màn hình MGA. Một dấu ‘+’ sẽ xuất hiện. Giá trị y (khoanh chữ nhật) cho biết tọa độ của bóng so với cảm biến chuyển động tại thời điểm x.

Chú ý: Ta có thể di chuyển dấu ‘+’ đến vị trí chính xác bằng cách sử dụng các phím mũi tên trên MGA.

v14 0 8 đánh dấu điểmphimmuiten

+ Nhấn vào biểu tượng bt11 để xóa đi dấu ‘+’ và các giá trị vừa đọc. Lặp lại bước trên để tìm giá trị tọa độ và thời gian tại điểm khác.

Bảng 1

Quả bóng khi…

Nhãn

Tọa độ (m)

Thời gian (s)

thả tay

T

chạm mặt đế lần 1

C1

đạt vị trí cao nhất lần nảy 1

N1

chạm mặt đế lần 2

C2

đạt vị trí cao nhất lần nảy 2

N2

chạm mặt đế lần 3

C3

Bảng 2

Quỹ đạo

Tốc độ trung bình (m/s)

Từ T đến C1

Từ C1 đến N1

Từ N1 đến C2

Từ C2 đến N2

Từ N2 đến C3

5. Kết luận

Thí nghiệm có thao tác dễ dàng, cho phép ta phân tích kết quả thu được dạng đồ thị.

Các câu hỏi thảo luận:

1. Xác định các điểm trên đồ thị phác họa tọa độ theo thời gian tương ứng với những điểm trong cột 1 của Bảng 1. Đánh tên các điểm (như T, C1, N1,…).

2. Xác định giá trị tốc độ trung bình vào Bảng 2. Chỉ ra cách tính.

3. So sánh tốc độ trung bình của các quĩ đạo trong Bảng 2, tìm ra quĩ đạo có giá trị tốc độ trung bình lớn nhất. Giải thích tại sao nó lại là lớn nhất?

 

CON LẮC ĐƠN VÀ PHÉP ĐO THỜI GIAN


SGK Vật lý 12 NC – Bài 7 – Trang 36

1. Mục tiêu

Đo đạc thời gian liên quan đến chuyển động một cách chính xác

Khảo sát làm thế nào một con lắc có thể được dùng để đo thời gian chuyển động

2. Chuẩn bị lý thuyết

v11 0 đồng hồ bấm giờ

Đồng hồ bấm giờ là là thiết bị đo khoảng thời gian bằng tay dùng để do một lượng thời gian từ một điểm xác định khi hành động đến khi kết thúc hành động. Trong thực tế hằng ngày đồng hồ bấm giờ thường được dùng trong các sự kiện thể thao, giờ dạy thể dục trong các trường phổ thông,…

Đồng hồ quả lắc được phát minh năm 1656 bởi Christiaan Huygens, cho đến những năm 1930 đồng hồ quả lắc vẫn là dụng cụ do thời gian chuẩn xác nhất. Đặc điểm của đồng hồ quả lắc là nó có những dao động điểu hòa, chu kì những dao động này phụ thuộc vào chiều dài của nó, ma sát của dao động.

3. Thí nghiệm với thiết bị Addestation

Dụng cụ

1 aMixer MGA, 1 cổng quang điện, 1 bộ kết nối cổng quang điện, 1 đồng hồ bấm giờ, 1 trụ đỡ, 1 miếng gỗ có xẻ rãnh (để cuốn dây vào), 1 dây, 1 quả lắc, 1 thước mét

4. Tiến hành

I. Chuẩn bị và thiết lập thí nghiệm

Bước 1: Mở MGA, kết nối cổng quang điện vào CH 1 của MGA.

Bước 2: Nhấn vào biểu tượng bt3 và trong mục “Thời gian hiển thị”, chọn “10 giây”. Mục “Chế độ kiểm tra”, chọn “Dừng bằng tay” rồi nhấn “Chạy”.

v11 2 chọn thời gian và mẫu

 

II. Thu thập dữ liệu

Khảo sát 1: Đo đạc thời gian của chuyển động

Bước 3: Nhấn vào nút bt0 trên MGA để bắt đầu thu thập dữ liệu. Một tay giữ tay cầm của cổng quang điện, đặt ngón trỏ của tay còn lại giữa cực phát và thu tia hồng ngoại (nhưng không che tia hồng ngoại).

v11 3 giữ tia hồng ngoại

 

Bước 4: Di chuyển ngón tay qua cổng quang điện (một vùng trũng sẽ xuất hiện trên màn hình MGA) – nhấn nút bắt đầu đo của đồng hồ đếm giờ khi ngón tay của bạn che tia hồng ngoại. Gọi đây là Thời điểm 1.

Chú ý: Với việc bấm nút bắt đầu/dừng đo thời gian của đồng hồ đếm giờ bạn cần nhờ một người đứng bên cạnh để làm việc đó.

v11 4 đồ thị thu được

 

Bước 5: Khoảng độ 5 giây sau, di chuyển ngón tay của bạn qua cổng quang điện lần nữa (một vùng trũng khác sẽ xuất hiện) – bấm nút dừng đo của đồng hồ đếm giờ khi ngón tay của bạn che tia hồng ngoại. Gọi đây là Thời điểm 2.

Bước 6: Nhấn vào nút bt00 để dừng thu thập dữ liệu. Giá trị thời gian hiển thị trên đồng hồ đếm giờ cho biết khoảng thời gian giữa Thời điểm 1 và 2. Ghi lại giá trị này vào Bảng 1 trong mục “Đồng hồ đếm giờ”.

Bước 7: Nhấn vào biểu tượng bt8 sau đó nhấn vào vùng trũng 1. Một dấu ‘+’ sẽ xuất hiện. Tiếp tục nhấn vào vùng trũng thứ 2 và một dấu ‘+’ sẽ xuất hiện. Trên màn hình MGA sẽ xuất hiện 2 giá trị đọc được. Giá trị “Độ lệch thời gian” (khoanh chữ nhật) cho biết về khoảng thời gian giữa Thời điểm 1 và Thời điểm 2. Ghi lại giá trị này vào Bảng 1 trong “MGA”

Chú ý: Ta có thể di chuyển dấu ‘+’ đến vị trí chính xác bằng cách sử dụng các phím mũi tên trên MGA.

v11 6 phân tích đồ thịphimmuiten

 

Khảo sát 2: Thông tin về thời gian cung cấp bởi con lắc

Bước 8: Gắn con lắc vào dây và luồn đầu còn lại qua miếng gỗ có xẻ rãnh. Kẹp miếng gỗ vào trụ đỡ. Điều chỉnh chiều dài dây khoảng 30 cm.

v11 7 hệ thí nghiệmv11 7 con lắc dao động

 

Bước 9: Chèn cổng quang điện vào bộ kết nối cổng quang. Dùng vít để cố định cổng quang điện.

v11 8 chèn cổng quang vào bộ kết nối v11 8 dùng vít cố định cổng quang

 

Bước 10: Điều chỉnh chiều cao của con lắc sao cho vị trí cân bằng của nó sẽ che tia hồng ngoại.

v11 9 vị trí con lắc

 

Bước 11: Nhấn vào nút bt0 trên MGA để bắt đầu thu thập dữ liệu. Dịch chuyển con lắc sang một bên sao cho nó không còn che tia hồng ngoại.

Bước 12: Nhẹ nhàng thả cho con lắc dao động qua cổng quang điện. Một dãy vùng trũng sẽ xuất hiện trên màn hình MGA. Nhấn vào nút bt00 để dừng thu thập dữ liệu khi các vùng trũng lấp đầy toàn bộ màn hình.

Bước 13: Nhấn vào biểu tượng bt8 sau đó nhấn vào vùng trũng 1.Một dấu ‘+’ sẽ xuất hiện. Tiếp tục nhấn vào vùng trũng 3, một dấu ‘+’ khác sẽ xuất hiện. Khi đó, trên màn hình MGA sẽ xuất hiện 2 giá trị. Giá trị “Độ lệch thời gian” (khoanh chữ nhật) cho biết chu kì dao động con lắc tại thời điểm đầu. Ghi lại giá trị vào Bảng 2 trong mục “Lần đo 1”.

v11 12 Phân tích đồ thị

 

Bước 14: Nhấn vào biểu tượng bt11 để xóa đi các dấu ‘+’ và giá trị vừa đọc.

Bước 15: Lặp lại bước 13 với giá trị chu kì T tại thời điểm cuối (khoảng thời gian giữa 3 vùng trũng cuối cùng). Ghi lại giá trị thu được vào Bảng 2 trong mục “Lần đo 2”.

Bước 16: Lặp lại các bước từ bước 11 đến 15 thêm 4 lần nữa với các cặp giá trị chu kì dao động là “Lần đo 3, 4”, “Lần đo 5, 6”, “Lần đo 7, 8”, “Lần đo 9, 10”.

Bảng 1

 

Dụng cụ đo

Đồng hồ bấm giờ

MGA

Khoảng thời gian giữa Thời điểm 1 và 2 (s)    

Bảng 2

 

Lần đo

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Chu kỳ T (s)                    

Chu kỳ trung bình: Ttb = ……………

Tmax – Tmin =…………

(Tmax –Tmin)/Ttb =……………

5. Kết luận

Thí nghiệm cho phép ta đo đạc thời gian theo các cách khác nhau như sử dụng đồng hồ bấm giờ và con lắc.

Các câu hỏi thảo luận:

1. Dựa trên kết quả thu được trong Bảng 1, so sánh về 2 giá trị khoảng thời gian thu được bằng đồng hồ bấm giờ và MGA.

2. Giải thích vì sao 3 vùng trũng biểu diễn một dao động hoàn chỉnh của con lắc đơn?

3. Mô tả cách đo thời gian sử dụng con lắc đơn?

 

 

BỨC XẠ NHIỆT


SGK Vật lý 8 – Bài 23 – Trang 80

1. Mục tiêu

Xác định nhân tố ảnh ảnh hưởng đến bức xạ nhiệt

2. Chuẩn bị lý thuyết

v10 0 bức xạ nhiệt từ mặt trời xuống trái đất

 

Ngoài lớp khí quyển bao quanh Trái Đất, khoảng không gian còn lại giữa Trái Đất và Mặt Trời là chân không. Vậy năng lượng Mặt Trời được truyền xuống Trái Đất dưới hình thức nào?

Hình thức truyền nhiệt của hiện tượng này được gọi là bức xạ nhiệt. Bức xạ nhiệt là sự truyền nhiệt bằng các tia nhiệt đi thẳng. Bức xạ nhiệt có thể xảy ra cả ở trong chân không.

 

3. Thí nghiệm với thiết bị Addestation

Dụng cụ

1 aMixer MGA, 2 cảm biến nhiệt độ, 1 cốc kim loại màu bạc, 1 cốc kim loại đen, 2 nắp mica

Hóa chất

Nước nóng (khoảng 80oC)

4. Tiến hành

I. Chuẩn bị và thiết lập thí nghiệm

Bước 1: Mở MGA, kết nối 2 cảm biến nhiệt độ vào CH 1 và CH 2 của MGA.

Bước 2: Nhấn vào biểu tượng bt3 và trong mục “Thời gian hiển thị”, chọn “10 phút”. Mục “Chế độ kiểm tra”, chọn “Dừng sau 10 phút” rồi nhấn “Chạy”.

v10 2

 

Bước 3: Chèn 2 cảm biến nhiệt qua phần lồi ra của 2 nắp mica.

v10 2 gắn cảm biến nhiệt

Bước 4: . Đặt cốc kim loại màu bạc và màu đen lên bàn sao cho 2 cốc cách nhau khoảng 5 cm. Đổ nước nóng vào 2 cốc nước đến điểm chấm đen mặt trong cốc đánh dấu một nửa cốc.

v10 4 đổ nước vào cốc

Bước 5: Đặt nắp mica với cảm biến nhiệt độ gắn vào CH 1 nằm trên cốc màu bạc và nắp của cảm biến nhiệt độ còn lại trên cốc màu đen.

v10 5 đậy nắp mica lên cốc kim loại

II. Thu thập dữ liệu

Bước 6: Để khoảng 45 giây không chạm vào cảm biến nhiệt độ. Sau đó nhấn vào biểu tượng bt22 trên màn hình MGA, sau đó nhấn chọn 2 ô vuông bên cạnh CH 1,2, rồi nhấn “Chạy”.

Chú ý: Phải có ít nhất 2 cảm biến giống nhau kết nối với các kênh của MGA ta mới sử dụng được chức năng này.

v10 5 cân bằng cảm biến

Bước 7: Nhấn vào nút bt0 trên MGA để bắt đầu thu thập dữ liệu. Khi quá trình thu thập dữ liệu tự động dừng sau 10 phút, nhấn vào biểu tượng bt4 để mở rộng đồ thị.

Bước 8: Nhấn vào biểu tượng bt8 rồi nhấn vào điểm đầu của đồ thị tương ứng của cốc kim loại màu bạc. Một dấu ‘+’ sẽ xuất hiện. Ghi lại giá trị y x ” (khoanh chữ nhật) vào mục nhiệt độ tăng trong Bảng 1.

Chú ý: Ta có thể di chuyển dấu ‘+’ đến vị trí chính xác bằng cách sử dụng các phím mũi tên trên MGA.

v10 7 đánh dấu điểmphimmuiten

Bước 9: Tiếp tục nhấn vào điểm cuối của đồ thị, dấu ‘+’ tiếp theo sẽ xuất hiện. Ghi lại giá trị y (nhiệt độ) vào Bảng 1. Cùng lúc, 2 giá trị xuất hiện trên góc trái màn hình MGA. Ghi lại giá trị “Độ lệch biên độ” (khoanh chữ nhật) vào Bảng 1.

v10 8 phân tích đồ thị

Bước 10: Nhấn vào biểu tượng bt11 để xóa đi giá trị vừa đọc.

Bước 11: Lặp lại các bước 8 và 9 với đồ thị nhiệt độ của cốc kim loại đen. Ghi lại giá trị thu được vào Bảng 1.

Bảng 1

Cốc

Nhiệt độ đầu (oC)

Nhiệt độ sau (oC)

Nhiệt độ chênh lệch (oC)
Cốc kim loại đen      
Cốc kim loại bạc      

5. Kết luận

Trong thí nghiệm trên, những dụng cụ như cốc kim loại, nắp mica,.. ta có thể tự chế tạo bằng những vật liệu thay thế.

Các câu hỏi thảo luận:

1. Trong thí nghiệm trên, nhiệt độ của nước ấm giảm theo thời gian. Xác định hệ số dẫn tới sự giảm nhiệt độ.

2. Danh sách những biến số chi phối và độc lập trong thí nghiệm.

3. Liệu sự bức xạ nhiệt có phụ thuộc vào màu sắc của vật không? Giải thích?

 

 

 

KHẢO SÁT TÍNH DẪN NHIỆT CỦA CÁC VẬT LIỆU


SGK Vật lý 8 – Bài 22 – Trang 77

1. Mục tiêu

Khảo sát tính dẫn nhiệt của 4 loại vật liệu, gỗ, nhựa, inox và đồng

2. Chuẩn bị lý thuyết

Trong nhiệt học, nhiệt năng của một vật là tổng động năng của các phân tử cấu tạo nên vật. Nhiệt lượng là phần nhiệt năng mà vật nhận thêm vào hay mất bớt đi trong quá trình truyền nhiệt.

Như vậy, sự dẫn nhiệt là quá trình truyền nhiệt lượng từ phần này sang phần khác của một vật, từ vật này sang vật khác. Nếu xét trong một qui mô nhỏ, dẫn nhiệt xảy ra khi các phân tử, nguyên tử hoặc các hạt nhỏ hơn (như electron) ở vùng nóng (dao động nhanh) tương tác với các hạt lân cận ở vùng lạnh (dao động chậm).

Khi mật độ các hạt giảm, tức là khoảng cách giữa các hạt trở nên xa hơn, sự va chạm giữa các nguyên tử ít hơn, do đó tính dẫn nhiệt giảm. Điều này giải thích vì sao chất lỏng và chất khí dẫn nhiệt kém, chất rắn dẫn nhiệt tốt. Trong chất rắn, kim loại dẫn nhiệt tốt nhất. Nếu coi khả năng dẫn nhiệt của không khí là 1 thì khả năng dẫn nhiệt của một số chất có giá trị như bảng sau:

Chất

Khả năng dẫn nhiệt

Chất

Khả năng dẫn nhiệt

Len
Gỗ
Nước
Thủy tinh
Đất
2
7
25
44
56
Nước đá
Thép
Nhôm
Đồng
Bạc
88
2860
8770
17370
17720

3. Thí nghiệm với thiết bị Addestation

Dụng cụ

1 aMixer MGA, 4 cảm biến nhiệt độ, 1 cốc nhựa 250 ml, 1 khay nhựa, 4 thanh vật liệu khác nhau, 1 bộ thí nghiệm tính dẫn nhiệt.

v9 0 bốn thanh vật liệu         v9 0 dụng cụ trong bộ thí nghiệm

Hóa chất

Nước nóng (khoảng 80oC)

4. Tiến hành

Bước 1: Mở MGA, kết nối 4 cảm biến nhiệt độ vào 4 kênh của MGA.

Bước 2: Nhấn vào biểu tượng bt3 và trong mục “Thời gian hiển thị”, chọn “5 phút”. Mục “Chế độ kiểm tra”, chọn “Dừng sau 5 phút” rồi nhấn “Chạy”.

v9 2 chọn thời gian và mẫu

Bước 3: Chèn tấm giữ thanh vật liệu vào hộp mica. Sau đó chèn các thanh vật liệu (đồng, inox, gỗ, nhựa) vào các lỗ trên tấm giữ thanh. Cuối cùng dùng nắp đậy hộp mica lại.

v9 3 chèn tấm giữ thanh vào hộp           v9 3 chèn thanh vật liệu vào

Bước 4: Chèn đầu cảm biến nhiệt độ vào các lỗ ở phần lồi ra trên nắp hộp mica. Vị trí của đầu các cảm biến tương ứng như sau: CH 1, 2, 3, 4 nằm trên thanh đồng, inox, gỗ, nhựa.

v9 4 sơ đồ thí nghiệm

II. Thu thập dữ liệu

Bước 5: Để cân bằng các cảm biến nhiệt độ, nhấn vào biểu tượng bt22 trên màn hình MGA, sau đó nhấn chọn 4 ô vuông bên cạnh CH 1, 2, 3 và 4. Rồi nhấn “Chạy”.

Chú ý: Phải có ít nhất 2 cảm biến giống nhau kết nối với các kênh của MGA ta mới sử dụng được chức năng này.

v9 5 cân bằng cảm biến

Bước 7: Nhấn vào nút bt0 trên MGA để bắt đầu thu thập dữ liệu. Lấy nước ấm và đổ vào hộp mica nhẹ nhàng qua lỗ ở giữa tới khi mực nước đến vạch đánh dấu “—“.

v9 7 đổ nước vào hộp mica    v9 7 vạch đánh dấu mức nước

Bước 8: Khi quá trình thu thập dữ liệu tự động dừng sau 5 phút, nhấn vào biểu tượng bt4 để mở rộng đồ thị.

Bước 9: Phác họa lại 4 đồ thị nhiệt độ theo thời gian quan sát được trên màn hình MGA vào đồ thị phác họa.

Bước 10: Nhấn vào biểu tượng bt8 rồi nhấn vào điểm đầu của đồ thị tương ứng của thanh đồng. Một dấu ‘+’ sẽ xuất hiện. Tiếp tục nhấn vào điểm cuối của cùng đồ thị và dấu ‘+’ khác sẽ xuất hiện. Trên màn hình MGA sẽ xuất hiện 2 giá trị, ghi lại giá trị “Độ lệch biên độ” (khoanh chữ nhật) vào mục nhiệt độ tăng trong Bảng 1.

Chú ý: Ta có thể di chuyển dấu ‘+’ đến vị trí chính xác bằng cách sử dụng các phím mũi tên trên MGA.

v9 10 phân tích đồ thịphimmuiten

Bước 11: Nhấn vào biểu tượng bt11 để xóa đi giá trị vừa đọc.

Bước 12: Lặp lại các bước 10 và 11 với đồ thị của inox, gỗ, nhựa. Ghi lại giá trị thu được vào Bảng 1.

v9 13 đồ thị phác họa

Bảng 1

Vật liệu

Nhiệt độ tăng (oC)

Đồng
Inox
Gỗ
Nhựa

5. Kết luận

Trong thí nghiệm trên, những dụng cụ như hộp mica, nắp hộp, tấm đỡ thanh đồng, các thanh vật liệu có thể tự chế tạo nếu bạn muốn. MGA có 4 kênh giúp ta có thể đo đạc cùng một lúc 4 vật liệu khác nhau rất tiện dụng.

Các câu hỏi thảo luận:

1. Dựa vào đồ thị phác họa, bạn hãy mô tả sơ lược về chiều hướng và tốc độ tăng nhiệt độ trong thí nghiệm?

2. Từ kết quả thí nghiệm trong Bảng 1 so sánh về tính dẫn nhiệt của các vật liệu.

3. Hãy nêu các ứng dụng của tính dẫn nhiệt trong thực tế hàng ngày?

ĐỘ CAO CỦA ÂM


SGK Vật lý 7 – Bài 11

SGK Vật lý 12 NC – Bài 17 – Trang 90

1. Mục tiêu

Khảo sát về độ cao của âm với tần số khác nhau.

2. Chuẩn bị lý thuyết

Sóng âm là những sóng cơ truyền trong các môi trường khí, lỏng, rắn. Nguồn gốc của sống âm là do vật dao động, lớp không khí ở bên cạnh lần lượt bị nén rồi bị dãn. Không khí nén hay dãn thì làm xuất hiện lực đàn hồi khiến cho các dao động đó được truyền cho các phân tử khí ở xa hơn. Dao động được truyền trong không khí, tạo thành sóng gọi là sóng âm, cùng tần số với nguồn âm.

v6 0 độ cao của âm

Ta đã biết trong âm nhạc, các nốt nhạc đồ, rê, mi, pha, son, la, si ứng với các âm có độ cao tăng dần. Nếu đưa các tín hiệu âm này vào dao động kí điện tử thì ta thấy âm cao có tần số lớn hơn âm thấp. Vậy âm càng cao thì tần số càng lớn. Tai con người chỉ có thể cảm nhận được (nghe thấy) những âm có tần số khoảng từ 16 Hz đến 20 000 Hz. Những âm trong khoảng tần số lớn hơn 20 000 Hz gọi là siêu âm và những âm có tần số nhỏ hơn 16 Hz gọi là hạ âm.

3. Thí nghiệm với thiết bị Addestation

Dụng cụ

1 aMixer MGA, 1 cảm biến âm thanh với Bộ khuếch đại, 1 loa.

4. Tiến hành

Bước 1: Mở MGA, kết nối cảm biến âm thanh vào CH 1 của MGA. Khi màn hình “Tự động lựa chọn cảm biến”, chọn “Cảm biến âm thanh” rồi nhấn “Chạy”.

v5 1 lựa chọn thang đo

Bước 2: Cắm giắc của loa vào ổ cắm trên MGA có biểu tượng bttainghe.

v5 2 lỗ cắm loa

Bước 3: Nhấn vào nút bên trái phía trước loa để mở loa. Đảm bảo rằng nút ở giữa chưa ấn xuống.

Chú ý: Nút điều chỉnh âm lượng được vặn ở vị trí chấm trắng thứ nhất.

v5 4 loa và các nútv5 4 nút chỉnh âm lượng

Bước 4: Đặt cảm biến âm thanh cách loa khoảng 5 cm.

v5 4 đặt cảm biến âm thanh cách loa 5cm

Bước 5: Nhấn vào biểu tượng bt14 . Trong mục “Lựa chọn chế độ” chọn “Sine ra”, mục “Lựa chọn tần số” chọn “500 Hz”, và mục “Bật máy phát” chọn ô vuông và sau đó nhấn vào “Chạy”.

v5 5 chọn tần số phát

II. Thu thập dữ liệu

Bước 6: Tập trung cảm nhận độ cao của âm phát ra từ loa để có thể so sánh với độ cao của những âm thanh phát ra lúc sau. Nhấn vào biểu tượng bt14 1 để thay đổi tần số âm thanh cho 2 lần sau là “1000 Hz” và “2000 Hz”

Bước 7: Mô tả lại độ cao của âm thanh trong 3 trường hợp bạn nghe được vào Bảng 1.

Bước 8: Nhấn vào biểu tượng bt14 1 và thay đổi tần số của sóng sin thành “500 Hz”. Nhấn vào nút bt0 trên MGA để bắt đầu thu thập dữ liệu. Sau khoảng 5 giây, nhấn vào nút bt00 để dừng thu thập dữ liệu.

v6 8 đồ thị thu được

Bước 9: Nhấn vào biểu tượng bt5 rồi nhấn 9 lần vào tín hiệu. Đồ thị tín hiệu sẽ mở rộng thấy khoảng 5 dao động dạng sin. Nhấn vào biểu tượng bt8 rồi nhấn vào điểm đỉnh của sóng sin. Một dấu ‘+’ sẽ xuất hiện. Tiếp tục nhấn vào điểm đỉnh bên cạnh, một dấu ‘+’ sẽ xuất hiện. Lúc này trên màn hình MGA sẽ xuất hiện 3 giá trị. Ghi lại giá trị “Tần số” vào Bảng 1.

Chú ý: Ta có thể di chuyển dấu ‘+’ đến vị trí chính xác bằng cách sử dụng các phím mũi tên trên MGA.

v6 9 phân tích đồ thịphimmuiten

Bước 10: Làm tương tự bước 8 và 9 nhưng mỗi lần nhấn vào biểu tượng bt14 1  và thay đổi tần số thành “1000 Hz”, “2000 Hz”. Ghi lại các giá trị “Tần số” đo được tương ứng vào Bảng 1.

Bảng 1

Tần số của sóng sin (Hz)

500

1000

2000

Độ cao của âm cảm nhận được (thấp, vừa, cao)
Tần số đo được (Hz)

5. Kết luận

Thí nghiệm có ưu điểm cho phép ta phát ra âm thanh với tần số khác nhau bằng máy và thu được tín hiệu dạng đồ thị.

Các câu hỏi thảo luận:

1. Dựa vào kết quả thu được trong Bảng 1, rút ra mối liên hệ giữa độ cao và tần số của âm.

2. Hãy so sánh hai cách phân biệt độ cao bằng cách nghe hoặc sử dụng MGA.

ĐỘ TO CỦA ÂM


SGK Vật lý 7 – Bài 12

SGK Vật lý 12 NC – Bài 17 – Trang 90; SGK Vật lý 12 CB – Bài 10 – Trang 50

1. Mục tiêu

Khảo sát về độ to của âm thanh có tần số xác định phát ra từ loa.

2. Chuẩn bị lý thuyết

Sóng âm là những sóng cơ truyền trong các môi trường khí, lỏng, rắn. Nguồn gốc của sống âm là do vật dao động, lớp không khí ở bên cạnh lần lượt bị nén rồi bị dãn. Không khí nén hay dãn thì làm xuất hiện lực đàn hồi khiến cho các dao động đó được truyền cho các phân tử khí ở xa hơn. Dao động được truyền trong không khí, tạo thành sóng gọi là sóng âm, cùng tần số với nguồn âm.

Sóng âm truyền qua không khí, lọt vào tai ta, gặp màng nhĩ, tác dụng lên màng nhĩ một áp suất biến thiên, làm cho màng nhĩ dao động. Dao động này lại được truyền đến đầu các dây thần kinh thính giác, làm ta có cảm giác về âm.

Cường độ âm được xác định là năng lượng sóng âm truyền qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với phương truyền sóng trong một đơn vị thời gian. Đơn vị của cường độ âm là W/m2. Cường độ âm càng lớn, to ta cảm giác nghe thấy âm càng to. Tuy nhiên độ to của âm không tỉ lệ thuận với cường độ âm. Để so sánh độ to của một âm với độ to âm chuẩn, người ta dùng đại lượng mức cường độ âm đo bằng đơn vị ben, kí hiệu B. Mức cường độ âm được định nghĩa bằng công thức:

L\left( B \right)=\lg \frac{I}{{{I}_{0}}}

Mức cường độ âm chuẩn bằng 0 B (tức là \frac{I}{{{I}_{0}}}=1={{10}^{0}} )

3. Thí nghiệm với thiết bị Addestation

Dụng cụ

1 aMixer MGA, 1 cảm biến âm thanh với Bộ khuếch đại, 1 loa.

4. Tiến hành

Bước 1: Mở MGA, kết nối cảm biến âm thanh vào CH 1 của MGA. Khi màn hình “Tự động lựa chọn cảm biến”, chọn “Cảm biến âm thanh” rồi nhấn “Chạy”.

v5 1 lựa chọn thang đo

Bước 2: Cắm giắc của loa vào ổ cắm trên MGA có biểu tượng bttainghe.

v5 2 lỗ cắm loa

Bước 3: Nhấn vào nút bên trái phía trước loa để mở loa. Đảm bảo rằng nút ở giữa chưa ấn xuống.

Chú ý: Nút điều chỉnh âm lượng được vặn ở vị trí chấm trắng thứ nhất.

v5 4 loa và các nútv5 4 nút chỉnh âm lượng

Bước 4: Đặt cảm biến âm thanh cách loa khoảng 5 cm.

v5 4 đặt cảm biến âm thanh cách loa 5cm

Bước 5: Nhấn vào biểu tượng bt14 . Trong mục “Lựa chọn chế độ” chọn “Sine ra”, mục “Lựa chọn tần số” chọn “500 Hz”, và mục “Bật máy phát” chọn ô vuông và sau đó nhấn vào “Chạy”.

v5 5 chọn tần số phát

II. Thu thập dữ liệu

Bước 6: Tập trung cảm nhận tiếng ồn phát ra từ loa. Vặn âm lượng lên chấm trắng thứ 2, rồi cảm nhận âm thanh phát ra từ loa. Tiếp tục vặn âm lượng lên chấm trắng thứ 3, rồi cảm nhận âm thanh phát ra từ loa.

Bước 7: Mô tả lại tiếng ồn trong 3 trường hợp bạn nghe được vào Bảng 1.

Bước 8: Vặn lại âm lượng về chấm trắng thứ 1. Nhấn vào nút bt0 trên MGA để bắt đầu thu thập dữ liệu. Sau khi tín hiệu âm thanh đầy toàn bộ màn hình MGA nhấn vào nút bt00 để dừng thu thập dữ liệu. Nhấn vào biểu tượng bt4 để mở rộng đồ thị.

v5 8 đồ thị thu được

Bước 9: Nhấn vào biểu tượng bt8 rồi nhấn vào điểm ở trên đỉnh của tín hiệu. Một dấu ‘+’ sẽ xuất hiện. Tiếp tục nhấn vào điểm ở  đáy tín hiệu, một dấu ‘+’ sẽ xuất hiện. Lúc này trên màn hình MGA sẽ xuất hiện 2 giá trị. Ghi lại giá trị “Độ lệch biên độ” vào Bảng 1.

Chú ý: Ta có thể di chuyển dấu ‘+’ đến vị trí chính xác bằng cách sử dụng các phím mũi tên trên MGA.

v5 9 Phân tích đồ thịphimmuiten

Bước 10: Làm tương tự bước 8 và 9 nhưng nút âm lượng được vặn đến vị trí chấm trắng thứ 2 và 3. Ghi lại các giá trị “Độ lệch biên độ” đo được tương ứng vào Bảng 1.

Bảng 1

Vị trí nút âm lượng

Chấm trắng 1

Chấm trắng 2

Chấm trắng 2

Độ to cảm nhận được (thấp, vừa, cao)
Độ lệch biên độ (V)

5. Kết luận

Thí nghiệm về độ to với thiết bị Addest không chỉ cho phép ta cảm nhận bằng giác quan (thính giác) như những thí nghiệm thông thường. Ngoài ra còn cho phép ta đo đạc một cách định lượng về biên độ của âm.

Các câu hỏi thảo luận:

1. Dựa vào kết quả thu được trong Bảng 1, rút ra mối liên hệ giữa độ to và độ lệch biên độ.

2. Hãy so sánh hai cách phân biệt âm thanh bằng cách nghe hoặc sử dụng MGA.