Báo cáo Thực hành bài số 1 Khảo sát hệ quang học và lập đường cong chuẩn

1 BÁO CÁO THỰC HÀNH BÀI SỐ 1 KHẢO SÁT HỆ QUANG HỌC VÀLẬP ĐƯỜNG CONG CHUẨN Nhóm 5: 1. Lê Văn Thuận 2. Nguyễn Thị Thúy Tình 3. Trần Thị Tuyết 4. Thongphanh Xiayalee Lớp: Cao học Vật lí K22. Chuyên ngành: Lý luận và Phương pháp giảng dạy Vật lí. Ngày thực hành: 22/5/2013. I. Tóm tắt nội dung - Quan sát và tìm hiểu công dụng của từng bộ phận trong hệ quang học. - Điều chỉnh quang: + Đặt đèn hơi thủy ngân vào vị trí nguồn sáng và bật cho đèn sáng. + Điều chỉnh đèn và các thấu kính để thu được ảnh rõ của đèn trên khe vào, điều chỉnh khe vào và khe ra (0,4 mm). - Khởi động chương trình SPECTRUM - Lập bảng khớp điện trở của biến trở theo vị trí trống quay. - Xây dựng đồ thị bước sóng của các đỉnh phổ theo giá trị vị trí trống quay và lập đường cong chuẩn. II. Kết quả 1. Điều kiện thực hiện phép đo - Điều kiện phòng thí nghiệm. 2. Kết quả thu được qua phép đo a. Điện trở của biến trở theo góc quay của trống. Bảng 1: Điện trở của biến trở theo vị trí trống quay. Vị trí trống (o) 500 900 1700 2300 3000 Điện trở ( ) 807,884 689,713 454,170 286,109 83,890 2 500 1000 1500 2000 2500 3 0000 100000 200000 300000 400000 500000 600000 700000 800000 900000 Y = 95 0 31 3.3 37 21 -2 89 .26 19 9 X § iÖ n tr ë V Þ t rÝ trè n g Hình 1: Đồ thị khớp điện trở của biến trở theo vị trí trống quay Điện trở của biến trở và vị trí trống quay tỉ lệ với nhau theo công thức : 289.26199 950313.33721y x   Trong đó: y là điện trở của biến trở ; x là vị trí trống quay b. Xây dựng đồ thị bước sóng của các đỉnh phổ theo giá trị vị trí trống quay và lập đường cong chuẩn . 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 0 200 400 600 800 1000 1200 C ­ê ng ® é s¸ ng Gãc quay cña trèng Hình 2: Đồ thị sự phụ thuộc của cường độ ánh sáng vào vị trí của trống quay 3 Ta xác định đuợc vị trí trống quay ứng với các đỉnh phổ theo bảng 2. Bảng 2: Vị trí trống quay và bước sóng ứng với các đỉnh phổ. Vị trí trống (o) 2640,667 2334,222 2098,553 956,777 359,234 Bước sóng (µm) 0,57922 0,57922 0,54622 0,43193 0,40477 Hình 3. Đường cong chuẩn của máy đơn sắc. - Bước sóng phụ thuộc vào vị trí của trống theo hàm bậc hai: 8 2 52.23267.10 2.68468.10 0.39008y x x    III. Trả lời câu hỏi Câu 1: Hiện tượng tán sắc ánh sáng qua lăng kính. Tác dụng của hệ lăng kính tán sắc so với một lăng kính tán sắc. - Hiện tượng tán sắc ánh sáng qua lăng kính là hiện tượng phân tách một chùm ánh sáng phức tạp thành các chùm ánh sáng đơn sắc. Ánh sáng trắng khi đi qua lăng kính sẽ bị tán sắc thành 7 màu: đỏ, cam, vàng, lục, lam,chàm, tím. - Tác dụng của hệ lăng kính tán sắc so với một lăng kính tán sắc là: Đối với hệ lăng kính tán sắc thì ánh sáng tới lăng kính là chùm tia sáng hội tụ và ánh sáng tới detector là chùm tia sáng hội tụ. Đối với một lăng kính tán sắc thì ánh sáng tới lăng kính là chùm tai sáng phân kì và ánh sáng sau khi đi qua lăng kính là chùm tia sáng song song. Câu 2: Các bộ phận chủ yếu của hệ và vai trò của chúng. - Các bộ phận chủ yếu của hệ bao gồm lăng kính, hệ thống thấu kính, nguồn sáng, detector, và các bộ phận cơ khí nối với lăng kính. - Vai trò của các bộ phận: + Lăng kính: tán sắc chùm ánh sáng trắng thành chùm ánh sáng màu. + Hệ thống thấu kính: hội tụ các tia sáng cùng màu. + Nguồn sáng: phát ra ánh sáng có quang phổ đặc trưng. + Detector: ghi nhận ánh sáng đi ra khỏi lăng kính + Các bộ phận cơ khí nối với lăng kính: để người sử dụng có thể quay lăng kính Câu 3: Trong máy đơn sắc, có thể thay hệ lăng kính tán sắc bằng thiết bị nào? Trong máy đơn sắc, ta có thể thay hệ lăng kính tán sắc bằng cách tử nhiễu xạ. Câu 4: Có thể thực hiện những phép đo gì trên một hệ quang học để nghiên cứu tính chất của vật liệu? Nguyên tắc của các phép đo đó là gì? 4 - Có thể dùng hệ quang học để nghiên cứu phổ ánh sáng truyền qua của mẫu cũng là để xác định phổ hấp thụ của mẫu. Ngoài ra, có thể dùng hệ quang học để nghiên cứu nhiều tính chất quang học khác của các vật liệu như phổ huỳnh quang, phổ quang dẫn. - Để thực hiện các nghiên cứu này thì điều bắt buộc là phải biết được bước sóng ánh sáng ở khe ra. Vì vậy, với tất cả các máy đơn sắc chúng ta phải thiết lập được mối quan hệ giữa bước sóng ở lối ra và góc quay của lăng kính. Câu 5: Ý nghĩa và cách lập đường cong chuẩn của hệ đo quang học. Ý nghĩa của việc lập đường cong chuẩn của hệ đo quang học là : biết được mối quan hệ giữa bước sóng ánh sáng ở lối ra và góc quay lăng kính, ta có thể biết được bước sóng ánh sáng lối ra thông qua việc đọc giá trị góc quay của lăng kính. Câu 6: Vai trò của đèn thủy ngân trong việc lập đường cong chuẩn? Nếu dùng một nguồn sáng khác cho mục đích lập đường cong chuẩn của hệ quang này thì nguồn sáng đó phải có đặc điểm gì? - Vai trò của đèn thủy ngân trong việc lập đường cong chuẩn là: phổ phát xạ của thủy ngân đã được xác định chính xác và công bố trong các bảng tra cứu dưới dạng phổ mẫu. Vì thế ta có thể xác định chính xác bước sóng của các vạch phổ đặc trưng. - Có thể dùng một nguồn sáng khác cho mục đích lập đường cong chuẩn, nguồn sáng đó phải là chất khí tinh khiết và có phổ phát xạ đã được xác định chính xác và công bố trong các bảng tra cứu dưới dạng phổ mẫu. Câu 7: Ý nghĩa của việc thay đổi độ rộng của khe vào và khe ra? Nên chọn độ rộng của khe vào và khe ra như thế nào cho hợp lý? - Ý nghĩa của việc thay đổi độ rộng của khe vào và khe ra là điều chỉnh cường độ nguồn sáng ra khỏi lăng kính tới detectơ. - Nên chọn độ rộng của khe vào và khe ra bằng nhau để ảnh của nguồn sáng tại hai khe bằng nhau. ....................