Dưới đây đáp án phần thi số 2 của 2 đội Ams lý và Tổng Hợp lý , cùng với đáp án của BGK.
Bài thi của Tổng hợp
Bài 1 của HN_ Amsterdam
Bài 2 của HN_Amsterdam
Cuộc thi Vật Lý Việt Nam Cup, phần thi Hiệp 2
Lý TH - Lý Ams (13/11/2005 - 19/11/2005)
I. Phần 1 - Giải thích hiện tượng
I. Miêu tả hình ảnh ( 5 đ)
- Đơn vị đo là 2 um, chứng tỏ đây là một hệ quang học kích thước vi mô, microscopy. (1)
- Hình ảnh miêu tả các sọc sáng song song và bị chặn bởi một vòng tròn đen. Bên trong vòng tròn đen là 2 sọc sáng nhỏ khác, tách biệt bởi 2 vật thể nhỏ. Khoảng cách giữa các viền sáng là đều nhau và bằng với khoảng cách của miền sáng ở trong vòng tròn tối.(1)
- Vòng tròn tối ngăn cản sự thâm nhập của các đường sáng lớn, tuy nhiên, lại cho phép sự có mặt của các đừong sáng nhỏ.(1)
- Hình ảnh a) và b) miêu tả 2 pha khác nhau, tuy nhiên, độ lệch pha của các dòng sáng vẫn không đổi và bằng 1 um.(1)
- Các đường sáng trong hinh b) phía phải rõ nét hơn so với hình a) khi thay thế một mẫu thử lớn hơn. Song độ lệch pha vẫn không đổi.(1)
II. Thí nghiệm đề xuất ( 5 đ)
Thí nghiệm đề xuất đòi hỏi hội tụ cả 5 yếu tố trên :
- Kích thước : 1um (1)
- Có các tia song song (1)
- Vạch sáng bên ngoài bị chặn hoàn toàn.(1)
- Có độ lệch pha không đổi khi thay mẫu thử (1)
- Cường độ vạch sáng tỉ lệ thuận với kích thước mẫu thử(1)
-----------------------------------l----------------------------------------------------
III. Mở rộng
Đây là thí nghiệm kiểm chứng hiệu ứng AB , sử dụng các toroid ferromagnets được cuộn với các lớp siêu dẫn Nb . Hình a) có pha = 0, hình b) có pha =
Thí nghiệm kiểm tra hiệu ứng AB
Năm 1986, Toromura và cộng sự chế tạo ra một cục từ hình bánh donut ( gọi là toroidal, vòng xuyến) với đường kính 6 micro mét. ( Hình 1(a), và 1(b) ) và được cuộn bởi một lớp siêu dẫn niobium để loại bỏ ảnh ưởng của từ trường bên trong vòng xuyến , giống như trong hiệu ứng Meissner. Cho cục từ trong nhiệt độ 5 K, họ đã đo được độ lệch pha giữa các vân giao thoa của 2 tia electron xuyên qua một lỗ trong bánh donut và một tia xuyên từ bên ngoài bánh donut. Kết quả được miêu tả ở hình 1(a) . Các mẫu vân giao thoa được biểu hiện bằng đúng một nửa vân bên trong và bên ngoài bánh donut , điều này chứng tỏ sự tồn tại của hiệu ứng AB. Mắc dầu các electron đi xuyen qua vùng không có từ trường, một hiệu ứng vẫn có thể quan sát được đã được tạo ra ứng với sự tồn tại của các thế vector. Và như vậy, cuộc tranh cãi dài về hiệu ứng AB đã được kết thúc sau thí nghiệm này, bởi một hình ảnh nhỏ ở trên .
Tonomura được trao giải Asahi Prize năm 1987, Giải Japan Academy và Giải Imperial năm 1991, Huy chương Vật lý Benjamin Franklin năm 1999 và được chọn là "Persons of Cultural Merits" năm 2002.
----------
References:
Lịch sử hiệu ứng AB
http://www.hqrd.hita...o.jp/em/abe.cfm
Thí nghiệm kiểm chứng hiệu ứng AB
http://psroc.phys.nt...cjp/v30/943.pdf
Phần II. Bài tập
a) Biểu thức toán học để tính lượng mất cân bằng
Chọn A là vị trí gốc cho số đo góc, đo theo chiều từ A tới B (thuận chiều kim đồng hồ theo hình vẽ)
Vị trí A: 0
Vị trí B: http://dientuvietnam.net/cgi-bin/mimetex.cgi?\pi) trong khoảng http://dientuvietnam...mimetex.cgi?A_0 với một tỷ lệ nhất định (từ đây về sau chỉ nói tắt là ìvẽ vòng tròn tâm O bán kính http://dientuvietnam...imetex.cgi?A_0”).
- Trên vòng tròn này, xác định 3 điểm D, E, F theo các góc tương ứng với 3 vị trí gắn trọng vật A, B, C trên vành đĩa.
- Lần lượt lấy D, E, F làm tâm, vẽ các vòng tròn có bán kính tương ứng là http://dientuvietnam...tex.cgi?180^{o}) được xác định bằng cách kéo dài đoạn thẳng GO về phía bên kia tâm O so với G, cắt vòng tròn tâm O tại M. M là vị trí lượng mất cân bằng quy về vành đĩa.
Góc pha:
Khối lượng mất cân bằng:
c) Kết quả tính toán số
Thay thế các dữ liệu số vào phương trình (2) chuyển đổi qua độ (degree) và các phương trình (3), kết quả là:
Dùng phương pháp họa đồ, đo được:
Từ đó tìm được kết quả là:
=====================
Thang Điểm
Câu a. 10 điểm
- Viết hệ phương trình (1): 2 điểm
- Biểu thức góc pha (2): 4 điểm
- Biểu thức khối lượng mất cân bằng (3): 4 điểm
- Yêu cầu viết rõ các biến đổi trong khi khai triển và giải hệ (1)
Câu b. 5 điểm
- Thuyết minh chi tiết các bước: 3 điểm
- Hình vẽ minh họa: 2 điểm
Câu c. 5 điểm
- Tính bằng biểu thức toán: 3 điểm
- Tính bằng phương pháp họa đồ: 2 điểm
