-
Thông tin
-
Hỏi đáp
Tài liệu thực hành cơ sở vật lí | Đại học Sư Phạm Hà Nội
Tài liệu thực hành cơ sở vật lí | Đại học Sư Phạm Hà Nội giúp sinh viên tham khảo, ôn luyện và phục vụ nhu cầu học tập của mình cụ thể là có định hướng, ôn tập, nắm vững kiến thức môn học và làm bài tốt trong những bài kiểm tra, bài tiểu luận, bài tập kết thúc học phần, từ đó học tập tốt và có kết quả cao cũng như có thể vận dụng tốt những kiến thức mình đã học vào thực tiễn cuộc sống
Môn: Cơ sở Vật lí (CSVL) 25 tài liệu
Trường: Đại học Sư Phạm Hà Nội 2.1 K tài liệu
Thông tin:
Tác giả:
Preview text:
BỘ MỘ N VẬ T LÍ CHẬ T RẬ N – ĐÍỆ N TỬ KHỘẬ VẬ T L Í
PHIẾU TRẢ LỜI: THỰC HÀNH VẬT LÍ CHẤT RẮN
Họ và tên: ……………………………….
Lớp: … Ca…………………… Nhóm… Hà Nội, 2022 MỤC L C Ụ Bài 1.
KHẢO SÁT TÍNH CHẤT CỦA ĐẦU ĐO HALL BÁN DẪN ................................... 3 Bài 2. KH -AMPE C
ẢO SÁT ĐƯỜNG ĐẶC TRƯNG VÔN
ỦA DIODE BÁN DẪN ............ 7 Bài 3.
KHẢO SÁT ĐẶC TRƯNG CỦA PIN MẶT TRỜI ..... Error! Bookmark not defined. Bài 4.
XÁC ĐỊNH NHIỆT ĐỘ CURIE CỦA FERIT TỪ ................................................ 14 Bài 5.
ĐƯỜNG CONG TỪ TRỄ CỦA SẮT TỪ ................. Error! Bookmark not defined. Bài 6.
KHẢO SÁT VÀ LẬP ĐƯỜNG CONG CHUẨN CỦA MÁY ĐƠN SẮC.................. 18 Bài 7.
PHỔ HẤP THỤ U -Vis: S V
Ự HẤP THỤ CỦA VẬT LIỆUError! Bookmark not defined. Bài 8.
KHẢO SÁT TRANSISTOR VÀ TẠO THIÊN ÁP CHO TRANSISTOR .................... 21 Bài 9.
MẠCH KHUCH ĐẠI DÙNG TRANSISTOR MẮC EC ...................................... 25 Bài 10.
THIT K MẠCH TẠO DAO ĐỘNG ĐA HÀI DÙNG TRANSISTOR ................... 28 Bài 11.
CÁC CỔNG LOGIC CƠ BẢN ........................................................................ 32
Bài 1. KHẢO SÁT TÍNH CHẤT CỦẬ ĐẦU ĐỘ HALL BÁN DẪN
Họ và tên:
Người làm cùng: Lớp: Ngày:
Nhiệm vụ 2: Khảo sát hiệu điện thế Hall theo từ trường và dòng điện
a. Sự phụ thuộc từ trường B à
v o cường độ dòng điện I:
b. Chứng minh UHall tỉ lệ nghịch với chiều dầy của mẫu:
Công thức liên hệ giữa hiệu điện thế Hall, dòng điện và từ trường là: 𝐼𝐵 UHall = 𝑑𝑒𝑛 Trong đó:
- I là cường độ dòng điện
- B là cường độ từ trường
- D là độ dày của mẫu
- e là điện tích của hạt mang điện
- n là mật độ hạt mang điện
=> Khi I và B cố định thì hiệu điện thế Hall tỉ lệ nghịch với ộ đ dày d của mẫu
c. Các đại lượng sẽ đo trong thí nghiệm - Hiệu điện thế Hall
- Cường độ dòng điện
- Cường độ từ trường của nam châm (xác định từ cường độ dòng điện qua nam châm)
d. Hiệu điện thế Hall theo dòng điện B=0T B=0,03T B=0,035T B=0,04T B=0,045T I(mA) U(mV) I(mA) U(mV) I(mA) U(mV) I(mA) U(mV) I(mA) U(mV) 0,2 0,6 0,2 42,5 0,2 47,7 0,2 48,9 0,2 52,7 0,4 1,2 0,4 86,7 0,4 93,5 0,4 99,2 0,4 104,5 0,6 1,8 0,6 129,8 0,6 137,4 0,6 147,1 0,6 156,8 0,8 2,4 0,8 173 0,8 186,6 0,8 197,3 0,8 209,1 1 3 1 216,1 1 230,6 1 246,7 1 259,5 1,2 3,7 1,2 258,4 1,2 276 1,2 293,9 1,2 312,7 1,4 4,5 1,4 301 1,4 321,7 1,4 342,5 1,4 360,9 1,6 5 1,6 343,3 1,6 365,6 1,6 385 1,6 412,7 e. Đồ t ị h sự phụ th ộ u c của UHall theo I
Hệ số góc của đồ thị UHall(I)
Với B=0,03T. Hệ số góc= 216,64
Với B=0,035T. Hệ số góc= 227,75
Với B=0,04T. Hệ số góc= 241,61
Với B=0,045T. Hệ số góc= 257,15 5
f. Hiệu điện thế Hall theo từ trường I=1,6mA I=1,8mA I=2mA I=2,2mA B(T) U(mV) B(T) U(mV) B(T) U(mV) B(T) U(mV) 0,03 223,7 0,03 275,2 0,03 333 0,03 393,4 0,035 270,8 0,035 328,3 0,035 398,8 0,035 468,5 0,04 316,6 0,04 386,2 0,04 463,7 0,04 542,1 0,045 363 0,045 438,8 0,045 529,1 0,045 613 0,05 408,2 0,05 497,1 0,05 593,1 0,05 686 0,055 454,6 0,055 548,2 0,055 651 0,055 758 0,06 499,5 0,06 601 0,06 714 0,06 830
g. Đồ thị sự phụ thuộc của UHall theo I
Hệ số góc của đồ thị UHall(B)
Với I=1,6mA. Hệ số góc= 9190
Với I=1,8mA. Hệ số góc= 10915
Với I=2mA. Hệ số góc= 12691
Với I=2,2mA. Hệ số góc= 14519 6
Bài 2. KHẢỘ SÁT ĐỬỜNG ĐẶC TRỬNG VÔN-AMPE CỦA DIODE BÁN DẪN
Họ và tên:
Người làm cùng: Lớp: Ngày:
Nhiệm vụ 1: Xác định hệ số phẩm chất của điốt (n)
a. Biểu thức tuyến tính hoá của n
………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………. 7
b. File dữ liệu của đặc tuyến I-V 27oC U(V) I(mA) U(V) I(mA) U(V) I(mA) U(V) I(mA) 0,7 0 522,8 2,01 670 16,47 726 30,62 70,1 0 601 6,87 690 20,84 747 38,24 198,8 0 624 9,35 702 23,93 766 46,19 312,7 0,01 648 12,76 715 27,47 782 53,84 481,2 0,91
c. File hình của đặc tuyến I-V: 8
d. File hình của đồ thị đã tuyến tính hoá:
e. Giá trị của n =…………………………………………………………………..
Nhiệm vụ 2: Xác định đặc tuyến I-V theo nhiệt độ
Các nhiệt độ được khảo sát: T = 27oC, 35oC, 45oC, 55oC
a. File dữ liệu của đặc tuyến I-V ở các nhiệt độ khác nhau: 9 U(V) I(mA) U(V) I(mA) U(V) I(mA) U(V) I(mA) 27oC 35oC 45oC 55oC 0,7 0 1,1 0 0,6 0 0,7 0 70,1 0 65,8 0 97,5 0 66,8 0 198,8 0 209,7 0 214 0 258,4 0,01 312,7 0,01 314,5 0,01 388,8 0,2 397,5 0,38 481,2 0,91 470 0,9 476,7 1,44 475,6 1,93 522,8 2,01 519 2,31 536,6 4,1 533,4 5,11 601 6,87 554 4,1 580 7,82 587,3 11,03 624 9,35 586,1 6,59 600 10,21 614 15,46 648 12,76 616 9,93 627 14,33 634 19,52 670 16,47 645 14,38 653 19,73 650 23,4 690 20,84 669 18,97 674 24,98 665 27,85 702 23,93 686 23,04 695 31,42 679 32,25 715 27,47 705 28,38 709 36,01 698 39,3 726 30,62 722 34,02 722 41,26 712 45,32 747 38,24 742 41,52 739 48,77 727 52,52 766 46,19 763 50,76 750 54,42 736 57,4 782 53,84 774 56,34 762 60,9 743 61
b. File hình của đặc tuyến I-V ở các nhiệt độ khác nhau: 10
c. File hình của Is theo nhiệt độ: t(K) 300 308 318 328 Is(mA) 0,14 0,21 1,35 2,32
d. Biểu thức xác định giá trị vùng cấm Eg theo Is
………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………. 11
e. Eg =………………………………………….
Nhiệm vụ 3: Sử dụng điốt như một “nhiệt kế”
a. Hiệu điện thế được chọn để khảo sát: U = 464 mV. b. File dữ liệu I theo T: U=464 mV t(K) I(mA) t(K) I(mA) 308 0,475 328 1,145 313 0,599 333 1,386 318 0,755 338 1,738 323 0,956
c. File hình của đặc tuyến I theo T ở hiệu điện thế đã chọn: 12
d. File hình của đồ thị I-T đã tuyến tính hoá: Hàm tuyến tính I-T: 13
Bài 3. XÁC ĐỊNH NHIỆT ĐỘ CURIE CỦA FERIT TỪ
Họ và tên:
Người làm cùng: Lớp: Ngày:
Nhiệm vụ 1. Vẽ sơ đồ nguyên lý của phép đo
a. Sơ đồ mạch điện của phép đo:
b. Công suất nhiệt của nguồn
• Điện trở của bếp đun: R=
• Dòng điện thực tế chạy qua bếp đun: I=
• Công suất gia nhiệt thực tế: P= 14
c. Hiệu điện thế sơ cấp và thứ cấp: U1= U2=
Điện trở của cuộn sơ cấp: Rsc =
Điện trở của cuộn thứ cấp: Rtc=
So sánh tỉ lệ U1/U2 và Rsc/ Rtc :
Nhận xét kết quả trên: ……………………………………………………………...
……………………………………………………………...………………………
……………………………………………………………...………………………
Nhiệm vụ 2: Xác định nhiệt độ Curie của mẫu
a. File dữ liệu của đường tăng và giảm nhiệt của lõi thép:
b. Đồ thị U2(T): 15
Trên đồ thị các em hãy khoanh để chỉ rõ 3 vùng sau: vật liệu ở trạng thái thuận
từ, vật liệu đang chuyển pha, vật liệu ở trạng thái ferit từ. Vùng thuận từ: vùng 3 Vùng ferit từ: vùng 1 Vùng chuyển pha: vùng 2
c. Nhiệt độ Curie của thanh ferit: Tc = 176,251 ± 1,433
Lí giải cách xác định Tc:
- B1: Tìm điểm dốc nhất trên đồ thị đối với trường hợp nhiệt độ tăng và giảm: + Lúc tăng: T = 161 oC + Lúc Giảm: T = 158.5 oC 16
- B2: Lấy tiếp tuyến ở vị trí 2 đoạn dốc nhất trong đồ thị khi tăng và giảm nhiệt độ
- B3: Xác định nhiệt độ Curie bằng cách lấy trung bình giao điểm của hai tiếp
tuyến tại đoạn dốc nhất với đ ờ ư ng thằng y = U0 = 5.99
d. Tỉ lệ giữa từ trở của thanh ferit (khi ở trạng thái thuận từ) và phần còn lại của mạch từ 𝑙 𝑙 r 𝑘 mk/rm = ÷ 𝜇𝑘 𝜇 17
Bài 4. KHẢO SÁT VÀ LẬP ĐỬỜNG CONG CHUẨN CỦA MÁY ĐƠN SẮC
Họ và tên:
Người làm cùng: Lớp: Ngày:
Nhiệm vụ 1: Xác định vị trí các đỉnh phổ Cường độ sáng 1342 4320 19222 19380 3568
Vị trí trốn g 376 976 2152 2294 2672
Nhiệm vụ 2: Khảo sát phổ phát xạ của đèn hơi Thuỷ ngâ n
a. File dữ liệu R theo vị trí trống: 18
b. File hình ảnh phổ phát xạ của đèn hơi Thuỷ ngân:
Nhiệm vụ 3: Lập đường cong chuẩn
a. Vị trí trống quay tương ứng với các bước sóng của phổ mẫu Bước sóng 438.5 502.5 546 578 (nm)
Vị trí trốn g 376 976 2152 2294 19
b. File dữ liệu bước sóng theo vị trí trống :
c. File hình ảnh bước sóng - vị trí trống:
Hàm fit bước sóng theo vị trí trống:
y = 9,49675.10-8 x3 – 3,7199.10-4 x2 + 0,47087 x + 308,99702 20
Bài 5. KHẢO SÁT TRANSISTOR VÀ TẠO THIÊN ÁP CHO TRANSISTOR
Họ và tên:
Người làm cùng: Lớp: Ngày:
Nhiệm vụ 1: Khảo sát đặc tuyến ra Ic theo UC
E tại các giá trị IB cố địn h
a. Ghi số liệu vào bảng số liệu trong phiếu trả lời. IB=10uA IB=20uA IB=30uA IB=40uA UCE(mV) IC(mA) UCE(mV) IC(mA) UCE(mV) IC(mA) UCE(mV) IC(mA) 0,1 0,95 0,1 2,2 0,1 3,3 0,1 3,62 0,6 1,33 0,6 2,67 0,6 4,09 0,6 5,48 0,9 1,33 0,9 2,68 0,9 4,1 0,9 5,48 1,3 1,33 1,3 2,68 1,3 4,11 1,3 5,48 1,9 1,33 1,9 2,68 1,9 4,11 1,9 5,49 2 1,34 2 2,68 2 4,12 2 5,49 2,7 1,34 2,7 2,68 2,7 4,12 2,7 5,5 2,9 1,34 2,9 2,69 2,9 4,12 2,9 5,5 3 1,34 3 2,69 3 4,12 3 5,51 3,3 1,34 3,3 2,69 3,3 4,12 3,3 5,51 3,7 1,35 3,7 2,69 3,7 4,12 3,7 5,52 3,9 1,35 3,9 2,7 3,9 4,12 3,9 5,52 4,1 1,35 4,1 2,7 4,1 4,13 4,1 5,52 4,6 1,35 4,6 2,7 4,6 4,13 4,6 5,52
b. Vẽ đồ thị đặc tuyến ra với các giá trị IB khác nhau trên cùng một đồ thị. 21
Nhiệm vụ 2: Khảo sát đặc tuyến vào IB theo UBE tại các giá trị UCE cố địn h
a. Ghi số liệu vào bảng số liệu trong phiếu trả lời. UCE=1V UCE=2V UCE=3V UCE=4V UBE(V) IB(uA) UBE(V) IB(uA) UBE(V) IB(uA) UBE(V) IB(uA) 0,622 53,5 0,621 54,5 0,62 53,5 0,62 53,6 0,625 60,2 0,625 61,8 0,625 61,2 0,623 61,3 0,628 66,9 0,627 67,6 0,627 66,8 0,626 67,5 0,633 77,7 0,63 77,2 0,629 76,6 0,628 77,6 0,634 79,5 0,631 79,6 0,63 79,4 0,629 79 0,635 83,2 0,633 82,5 0,632 82,2 0,631 83,5 0,637 92,8 0,636 92,2 0,636 92,6 0,635 92,1 0,639 100,6 0,638 101,2 0,637 100,5 0,636 100,2 0,641 105,6 0,639 105,8 0,638 105,1 0,637 106 0,642 113,2 0,641 113 0,64 113,7 0,638 114 0,644 118,1 0,643 119,5 0,641 119,5 0,639 119,8 0,646 128,6 0,644 128 0,643 129 0,64 128,7 0,647 135,8 0,645 135 0,644 135,2 0,642 135,8 0,649 142,6 0,646 141,6 0,645 142,3 0,643 142,2 22
b. Vẽ đồ thị đặc tuyến vào với các giá trị UC
E khác nhau trên cùng một đồ thị.
Nhiệm vụ 3: Khảo sát đặc tuyến truyền đạt IC theo IB tại các giá trị UC
E cố địn h
a. Ghi số liệu vào bảng số liệu trong phiếu trả lời. UCE=1V UCE=2V UCE=3V UCE=4V IB(uA) IC(uA) IB(uA) IC(uA) IB(uA) IC(uA) IB(uA) IC(uA) 2,4 310 2,4 310 2,4 320 2,4 320 7,4 990 7,4 1000 7,4 1000 7,4 1010 16,4 2210 16,4 2210 16,4 2220 16,4 2220 27,5 3710 27,5 3720 27,5 3730 27,5 3730 38,3 5210 38,3 5270 38,3 5280 38,3 5300 45,1 6150 45,1 6230 45,1 6240 45,1 6260 56,2 7700 56,2 7790 56,2 7810 56,2 7830 65,1 8900 65,1 9050 65,1 9070 65,1 9080 74,9 10260 74,9 10440 74,9 10470 74,9 10490 85 11690 85 11920 85 11930 85 11980 90 12380 90 12690 90 12700 90 12720 111,5 15350 111,5 15690 111,5 15730 111,5 15780 128,7 17780 128,7 18200 128,7 18200 128,7 18260 137,5 18960 137,5 19480 137,5 19530 137,5 19580 148,3 20450 148,3 21080 148,3 21120 148,3 21140 23
b. Vẽ đồ thị đặc tuyến truyền đạt với các giá trị UC
E khác nhau trên cùng một ồ đ thị.
c. Xác định hệ số khuếch đại ứng với các giá trị UC : E
UCE=1V .Hệ số khuếch đại = 138,32
UCE=2V .Hệ số khuếch đại = 142,45
UCE=3V .Hệ số khuếch đại = 142,65
UCE=4V .Hệ số khuếch đại = 142,97 24
Bài 6. MẠCH KHUỆ CH ĐẠI DÙNG TRANSISTOR MẮC EC
Họ và tên:
Người làm cùng: Lớp: Ngày:
Nhiệm vụ 1: Xác định hệ số khuếch đại K của mạch:
a. Vẽ lại dạng tính hiệu và nhận xét về biên độ:
Nhận xét………….……………………………………………...……………………… 25
…………………………………………………………………...………………………
…………………………………………………………………...………………………
…………………………………………………………………...………………………
…………………………………………………………………...………………………
…………………………………………………………………...……………………… b. Hệ số khuếch đại:
K = …………………………………….
Nhiệm vụ 2: Xác định trở kháng vào Zin a. Trở kháng vào:
Zin = ……………………………………. b.
Nhận xét………………………………………………………..…………
…………………………………………………………………...………………………
…………………………………………………………………...………………………
…………………………………………………………………...………………………
…………………………………………………………………...………………………
…………………………………………………………………...………………………
Nhiệm vụ 3: Vẽ đặc trưng biên độ - tần số (mắc lại mạch có nối B1 - B2): a. f(Hz) Vout K=Vout/Vin 38,56 0,8 5,33 138,5 2,2 14,67 298,2 3,3 22 695,7 3,9 26 2041 4 26,67 2570 3,8 25,33 3644 3,2 21,33 4548 3 20 7361 2,3 15,3 12400 1,7 11,31 14100 1,4 9,33 16580 1,3 8,67 26
b. Vẽ đường đặc trưng tần số
c. Nhận xét………………………………………………………………….....…………
…………………………………………………………………...………………………
Nhiệm vụ 4: Xác định trở kháng ra Zout a. Trở kháng ra:
Zout = …………………………………….
b. Nhận xét………………………………………………………..…………
…………………………………………………………………...………………………
…………………………………………………………………...………………………
…………………………………………………………………...……………………… 27
Bài 7. THIẾT KẾ MẠCH TẠỘ DẬỘ ĐỘNG ĐẬ HÀÍ DÙNG TRANSISTOR
Họ và tên:
Người làm cùng: Lớp: Ngày:
Dạng tín hiệu của mạch đa hài, với các giá trị khác nhau của C1 và C2:
✓ C1=0,22 µF, C2=1 µF a. Dạng tín hiệu b. Tần số đo được: c. Tần số tính toán:
d. Nhận xét………………………………………………………..…………
…………………………………………………………………...……………… 28 ✓ C1=0,44 µF, C2=1 µF a. Dạng tín hiệu b. Tần số đo được: c. Tần số tính toán:
d. Nhận xét………………………………………………………..…………
…………………………………………………………………...……………………… ✓ C1=0,22 µF, C2=2 µF a. Dạng tín hiệu 29 b. Tần số đo được: c. Tần số tính toán:
d. Nhận xét………………………………………………………..…………
…………………………………………………………………...……………………… ✓ C1=1,22 µF, C2=1µF a. Dạng tín hiệu b. Tần số đo được: c. Tần số tính toán:
d. Nhận xét………………………………………………………..…………
…………………………………………………………………...………………………
…………………………………………………………………...………………………
…………………………………………………………………...………………………
…………………………………………………………………...……………………… ✓ C1=1,22 µF, C2=0,22 µ F a. Dạng tín hiệu 30 b. Tần số đo được: c. Tần số tính toán:
d. Nhận xét………………………………………………………..………… ✓ C1=2 µF, C2=0,44 µF a. Dạng tín hiệu b. Tần số đo được: c. Tần số tính toán:
d. Nhận xét………………………………………………………..………… 31
Bài 8. CÁC CỔNG LỘGÍC CƠ BẢN
Họ và tên:
Người làm cùng: Lớp: Ngày:
Nhiệm vụ 1: Từ IC 7400 tạo các cổng logic cơ bản
a. Tạo cổng NOT Bảng 1: X Y 0 1 1 0
Viết phương trình hàm logic cho cổng NOT từ cổng NAND:
……………………………………………………………………………………………
b. Tạo cổng AND Bảng 2: X1 X2 Y 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1
Viết phương trình hàm logic cho cổng AND từ cổng NAND.
……………………………………………………………………………………………….. 32
c. Tạo cổng OR: Bảng 3: X1 X2 Y 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1
Viết phương trình hàm logic cho cổng OR từ cổng NAND
……………………………………………………………………………………………
d. Tạo cổng XOR Bảng 4: X1 X2 Y 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0
Viết phương trình hàm logic cho cổng OR từ cổng NAND
………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………….. 33
Nhiệm vụ 2: Từ IC 7400 tạo các Trigger a. Trigger RS (RS-FF) b. Trigger JK Bảng 5: Bảng 6: R S Q J K Q 0 0 Qn 0 0 Qn 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 cấm 1 1 𝑄 𝑛
Nhận xét kết quả thu trên hai bảng 5, 6:
………………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………………..
Nhiệm vụ 3: Từ IC 7400 tạo mạch đa hài xung vuông
Bảng 7 : SV tự kẻ biểu đồ 34