Bài giảng Vật lí đại cương - Chương 1: Đo lường và sai số - Phạm Đỗ Chung

Nội dung text: Bài giảng Vật lí đại cương - Chương 1: Đo lường và sai số - Phạm Đỗ Chung

1. VẬT LÍ ĐẠI CƯƠNG Phạm Đỗ Chung Bộ môn Vật lí chất rắn – Điện tử Khoa Vật lí, ĐH Sư Phạm Hà Nội 136 Xuân Thủy, Cầu Giấy, Hà Nội PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2018 Khoa Hoá học
2. Chương 1 Đo lường và sai số • Hệ đo lường SI a. Giới thiệu chung b. Các đại lượng cơ bản c. Các đại lượng dẫn xuất • Đo đạc và sai số a. Đo đạc b. Sai số c. Chữ số có nghĩa PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2018 2
3. Vật lí khác toán học? Con số trong vật lí chỉ có ý nghĩa khi đi kèm với đại lượng vật lí PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2018 3
4. Hệ đo lường SI (Système International) • Dễ dàng chuyển đổi và thống nhất trên thế giới • Dễ dàng hiểu được ý nghĩa khoa học của các giá trị • Có 7 đại lượng cơ bản trong hệ SI • Các đại lượng dẫn xuất có được bằng cách nhân hoặc chia các đại lượng cơ bản PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2018 4
5. Hệ SI PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2018 5
6. The second (s) - giây • Lúc đầu 1 giây được định nghĩa: 1/86.400 thời gian của một ngày • Sau 1967, khi có đồng hồ nguyên tử: 1 giây bằng 9.192.631.770 chu kỳ dao động của nguyên tử Cesium. PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2018 6
7. The meter (m) - Mét • Trước 1791: 1m bằng 1/10.000.000 khoảng cách từ xích đạo đến Cực Bắc của Trái đất. • 1889: 1m bằng chiều dài của một thanh mẫu làm bằng hợp kim platinum-iridium đặt ở Paris. • 1960: 1m bằng 1.650.763,73 bước sóng của vạch da cam phát ra từ nguyên tử Krypton. • 1983: 1m bằng 1/299.792.458 quãng đường ánh sáng truyền trong chân không trong 1 giây. PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2018 7
8. The Kilogram (kg) • 1 kg là khối lượng của một hình trụ làm bằng hợp kim platinum-iridium đặt ở Paris (đặt cùng chỗ với thanh mét chuẩn) • Có một mẫu chuẩn (1kg) khác cũng được đặt ở Maryland (Mĩ). PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2018 8
9. Các tiền tố thường sử dụng trong Vật lí PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2018 9
10. Cách sử dụng các tiền tố (VD) PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2018 10
11. Các đại lượng dẫn xuất PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2018 11
12. Tên các nhà khoa học được lấy làm đơn vị đo? • Newton • Pascal • Joule • Watt • Coulomb • Volt • Ohm • Kelvin • . PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2018 12
13. Đo đạc và sai số • Độ chính xác của phép đo (accuracy): Giá trị đo được càng gần giá trị thực thì độ chính xác càng cao. • Độ chính xác, độ phân giải của thiết bị (precision): mỗi thiết bị đo đều có độ chính xác khác nhau, thiết bị càng có độ chính xác cao càng cho phép đo được giá trị sát với giá trị thực. PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2018 13
14. Đo đạc và sai số PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2018 14
15. Sai số • Bất kì phép cũng có sai số. • Thiết bị đo có độ chính xác cao chỉ làm giảm sai số mắc phải • Kết quả của một phép đo: A ± δA hoặc A ±a% A: Giá trị trung bình của phép đo δA: sai số tuyệt đối a= δA/A: sai số tương đối PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2018 15
16. Sai số • Ví dụ: Một người mua 4 túi khoai đề 1kg ở siêu thị. Sau mỗi lần mua thì người đó đều về nhà cân lại và thấy các túi khoai có cân nặng lần lượt như sau: m1= 980g; m2= 1050g; m3= 1020g; m4=970g. Hỏi các túi khoai ở siêu thị được cân với sai số bao nhiêu phần trăm? • Δm = 50g • m=1000g ±5% PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2018 16
17. Sai số • Ví dụ: Một người mua khoai ở siêu thị. Sau khi mua thì người đó về nhà cân lại và thấy sau 4 lần cân túi thu được các giá trị lần lượt như sau: m1= 980g; m2= 1050g; m3= 1020g; m4=970g. Hỏi các túi khoai ở siêu thị được cân với sai số bao nhiêu phần trăm? • m=1005 g • Δm = 30g • m=1005 ±30g hoặc m=1005g ±3% PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2018 17
18. Sai số • Một bạn học sinh dùng đồng hồ bấm giây có độ chính xác là ±0,05� để theo dõi kết quả chạy 100m của cả lớp. Kết quả cho thấy người nhanh nhất là 12,04s, người về thứ hai là 12,07s. Hỏi giáo viên có thể dùng kết quả này để phân định thứ bậc của hai bạn đứng đầu không? PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2018 18
19. Chữ số có nghĩa PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2018 19
20. Chữ số có nghĩa • Các chữ số khác 0 luôn có nghĩa. • Mọi chữ số không nằm giữa hai chữ số có nghĩa đều có nghĩa. • Chỉ những số 0 nằm sau dấu phẩy và ở cuối cùng mới có nghĩa. • Số chữ số có nghĩa phụ thuộc và thiết bị đo. Ví dụ: Nếu dùng thước kẻ bình thường để đo chiều dài có thể ghi: 37,2 cm nhưng không thể viết 37,23 cm vì vạch chia trên thước chỉ chia tới mm là nhỏ nhất từ là phân giải đến 1 chữ số sau dấu phẩy (0,1 cm). PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2018 20
21. Chữ số có nghĩa • Ví dụ: Một người mua khoai ở siêu thị. Sau khi mua thì người đó về nhà cân lại và thấy sau 4 lần cân túi thu được các giá trị lần lượt như sau: m1= 0,98kg; m2= 1,05kg; m3= 1,02kg; m4=0,97g. Hỏi các túi khoai ở siêu thị được cân với sai số bao nhiêu phần trăm? • m=1,005 kg nhưng vì chỉ phép đo chỉ có 3 chữ số có nghĩa là lớn nhất nên phải viết: m=1,01kg • Δm = 0.03kg • m=1,01 ±0,03kg hoặc m=1,01kg ±3% PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2018 21
22. Chữ số có nghĩa • Đối với mỗi phép đo đều có một sai số nhất định. • Viết kết quả nhiều chữ số có nghĩa hơn so với khả năng đo chính xác của phép đo là vô nghĩa • Với mỗi sai số nhất định (của phép đo hoặc của thiết bị) cần phải viết số lượng chữ số có nghĩa một cách phù hợp. • Trong một công thức, kết quả phải có cùng số chữ số có nghĩa đối với phần tử có số chữ số có nghĩa ít nhất. PHẠM Đỗ Chung-HNUE-2018 22