Bạn đang xem bài viết Lớp Học Vật Lý: Lịch Sử Vật Lý được cập nhật mới nhất tháng 10 năm 2023 trên website 2atlantic.edu.vn. Hy vọng những thông tin mà chúng tôi đã chia sẻ là hữu ích với bạn. Nếu nội dung hay, ý nghĩa bạn hãy chia sẻ với bạn bè của mình và luôn theo dõi, ủng hộ chúng tôi để cập nhật những thông tin mới nhất.
Rất nhiều khoa học gia trong chuyên ngành dòng điện và từ trường đã có những phát minh quan trọng trong khoảng cuối thế kỷ 17 và đầu thế kỷ 18. Có thể bao gồm một số nhà vật lý học tiêu biểu như Charles Augustin de Coulomb (đơn vị điện tích), André Ampère (current-I), Georg Ohm (resistance-R), James Watt (công suất-W), and James Joule (nhiệt lượng-J) . Hoâm nay, nhoùm chuùng toâi xin giôùi thieäu veà 2 nhà khoa học người Ý Luigi Galvani và Alexandro Volta – nhöõng boä oùc vó ñaïi đã đặt nền móng cơ bản cho việc phát triển pin điện hoá (galvanic cells).
Nhà vật lý học Alexandre Volta sinh năm 1745 tại Côme (Italia, từ thuở nhỏ bị chê là không có năng khiếu gì, thình lình chứng tỏ là một đầu óc thông minh đáng kinh ngạc. Do lòng say mê Vật Lý thúc đẩy, ông đã đem lại cho chúng ta lọai pin điện mang tên ông. Ông viết nhiều tác phẩm mà 2 quyển chính là:”Các bức thơ nói về tính nhạy lửa của khí bốc từ các đầm lầy” và “Thư cho Banks nói về cấu tạo của Pin Volta”.
THỜI THƠ ẤU
“Nếu nó nói khó khăn thì ít ra nó cũng không nói những điều ngu xuẩn”
¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯
-“Ông ơi, tại sao thằng bé này vẫn chưa biết nói? Các anh nó có ai nói chậm như nó đâu!”.
Ngừơi chồng trấn an vợ:
-“Thôi, bà đừng khổ tâm như thế, Alexandre sau này chắc không được năng khiếu thiên phú gì đâu, nhưng tôi thấy mắt nó linh họat, và nếu nó nói khó khăn thì ít ra cũng không nói những điểu ngu xuẩn”.
Đúng thế, ở lứa tuổi má các cậu bé khác cắp sách đến trường, Alexandre Volta đã phải khó nhọc lắm mới nói được vài tiếng. Thế nhưng, kể từ ngày đó, Volta tiến bộ thật nhanh. Chẳng mấy chốc cậu bé biết đọc và rồi để lộ một óc hiếu ký hiếm thấy. Khác hẳn các em thần đồng khác chỉ có tính hiếu kỳ ngòai mặt, Volta có óc quan sát và biết suy nghĩ. Song trí tưởng tượng quá phong phú của cậu thường đẩy cậu vào các ảo tưởng của mấy chuyện ngụ ngôn và thi ca. Chính vì thế mà hồi 12 tuổi, cậu súyt chết đuối khi phóng mình xuống một đầm nước để tìm một mạch vàng mà mọi người quả quyết là có. Mồ côi cha, cậu cùng với me và các chị nương than tại nhà người cậu làm thầy tu tên Gattoni. Từ đấy, Volta tự xem như có bổn phận phải luôn luôn đứng đầu lớp. Mặc dầu hết sức say mê môn khoa học, cậu vẫn không chút xao nhãng các môn văn chương và triết học và ngòai ra còn sáng tác thơ bằng chữ LaTinh và chữ Pháp.
¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯Luật sư hay thầy tu!
¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯Ông cậu Gattoni có lần cho bíêt ý định của mình:
-“Chúng ta hãy cho Volta trở thành một luật sư”
Nhưng vị linh mục dòng Tên, Bonesi, thầy dạy của Gattoni, bác ngay:
-“Không được. Cậu bé đã được thương đế ban cho đủ mọi đức tính để trở thành một thầy tu”.
Nhưng cả hai người đều lâm. Thiên chức của Volta không đẩy cuộc đời cậu về các Pháp Án Tập cũng chẳng đưa cậu vào cuộc sống thanh bạch của nhà dòng.
Ngược lại, tính hiếu kỳ của tuổi trẻ đối với thế giới xung quanh và những thú vui của nó đã biến đổi, nơi con người cậu, thành một nhu cầu mãnh liệt đòi hỏi phải nắm lấy tất cả các bí mật của tạo hóa. Hồi thời Volta còn niên thiếu, thử hỏi khoa Vật Lý học đã tiến được đến đâu? Có lẽ cũng như ngành khoa học không gian cách đây một thế kỷ, nghĩa là hết sức thô sơ. Tuy nhiên, môn Từ học và Điện học- mà từ thời của Pline, các nhà bác học không hề để tâm đến, trừ vài trường hợp ngọai lệ- bỗng trở thành vấn đế thời sự. Sự tiếp tục các cuộc khảo cứu đã dẫn đến sự phát mịnh ra hiện tượng tọng điện( được chứng minh bằng thí nghiệm cái chai lừng danh của Leyde). Bose đã kích thích đuợc thúôc sung bằng một tia điện và Winckler sáng chế ra máy tính điện.
Volta được cái may mắn là tìm thấy nơi thầy tu Gattoni một ngừơi bạn và một người bảo hộ. Gattoni đã đặt dưới quyền sử dụng của nhà khảo cứu trẻ tuổi tất cả những phương tiện cần thiết đễ giúp chàng dồn mọi nỗ lực vào các cuộc tìm kiếm khoa học và cũyng đễ đọat những mảnh bằng. Thế nhưng, văn bằng không phải là điều mà Volta hằng mong ứơc…
¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯Trực giác khoa học!
¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯Sau những cố gắng hòai công nhằm hòa giải các thuýêt đã biết, nhà bác học trẻ tuổi chú tâm vào cá ứng dụng trực tiếp của điện học. Những vắn kiện nay vẫn còn nổi tíêng chứng tỏ hoạt động của chàng. Đó là những văn kiện liên lạc gởi cho nhà điện học Beccaria và nhà vạn vật học Spallanzani, được xem như những nhà chuyên môn vĩ đại nhất của thời họ trong hai lĩnh vực này. Còn lúc này Volta chỉ mới 24 tuổi!
Kể từ 1796 trở đi, các trực giác của thiên tài Volta nối tiếp nhau: Chính các trực giác này đã đóng một vai trò quyết định vào những cuộc khảo cứu và khám phá của những năm kế tiếp. Các khám phá này là kết quả của bếit bao kinh nghịệm rút từ các sự tHâu lượm mới mẻ trước.
Dẫu cho Alexandre Volta không sáng chế ra loại pin điện mang tên ông, ông cũng vẫn được xếp vào hàng đầu trong lịch sử Vật Lý nhờ phát minh “Bình phát cảm ứng điện vĩnh cửu” (1775) mà ông gọi là nguồn gốc các động cơ cảm ứng từ tương lai. Ngòai ra, nhân lọai còn mang ơn ông đã sáng chế ra khí nhiên kế, mà ngaỳ nay dùng để đo lượng oxygen có trong không khí; máy đọng điện (1782) và máy điện nghiệm. Cũng chính ông là người đầu tiên khám phá ra khí bốc từ các đầm lầy, mà ngày nay gọi là khí mêtan –CH4.
Trực giác khọa học đã dẫn ông đến các phát minh khoa học và khám phá ấy như thế nào?
¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯Chiếc đùi ếch và phát minh vĩ đại
¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯
Vào năm 1776, một bữa nọ Volta đị dạo bờ Đại hồ. Ông đang đưa mắt nhìn những cây sậy ýêu ớt mọc dưới mé nứơc thì thình lình những bọt khí xuất hiện dứơi bùn đập vào mắt ông. Liền đó ông liền nảy sinh ý tưởng rằng các bọt khí đó chắc phải là một chất gì đó cháy được. Rồi khi trở lại nơi đó, ông tìm cách hứng lấy một ít khí ấy và đưa đến gần ngọn lửa. Điều ông nghi ngờ đã thành sự thật.
Khám phá này cùng các ứng dụng của nó đã gây thêm tiếng tăm cho Alexandre Volta và sau đó ông đã được mời giữ chức giáo sư Vật Lý học thực nghiệm tại Đại học Parie, nơi đây ông đã dạy suốt 30 năm.
Lúc bấy giờ Louis Galvani (1737- 1798), một nhà sinh học, đang dạy môn giải phẫu học tại Đại học Bologne. Nhà bác học này không hề bỏ qua cuộc khảo cứu nào của Volta, vì chính ông cũng hết sức muốn tìm hiểu các hiện tựợng do điện gây ra nơi lòai thú. Ông nghiệm thấy rằng những con ếch bị giết do co rút bắp thịt khi có kim lọai chạm vào.Thí nghiệm của ông bắt đầu từ một ngày kia, sau khi tan lớp, Galvani đem nửa thân sau của một con ếch đã lột da với những dây thần kinh lưng, treo vào một lan can sắt của phòng học. Ông ta ngạc nhiên khi thấy mỗi lần chân ếch đong đưa đụng vào lan can sắt thì bắp thịt của chân ếch bị kích thích và co giật lại. Galvani cố ý đẩy chân ếch đụng vào lan can nhiều lần nữa và cứ mỗi lần đụng như vậy thì chân ếch vẫn có cử động co giật. Ông đóan là do điện sinh ra và chính bắp thịt chân con ếch tự sinh ra điện. Theo ông, trong con ếch luôn có hai thứ điện. Khi kim loai sắt và đồng chen vào thì trạng thái điện tích trong con vật bị xao động và sự co giật được nảy sinh. Ông còn cho bíêt rằng nếu kim lọai dung là kẽm và đồng sự kích thích sẽ mạnh hơn.
Volta thử lại thí nghiệm của Galvani và lúc đầu chấp nhận ý kíên trên. Nhưng về sau, chính Volta đã chứng minh sự lầm lẫn của Galvani. Theo Volta thì cơ thể con vật chỉ là một chất dẫn điện thường. Chứng điện sinh ra trong các kim lọai dị chất đã kích thích các dây thần kinh, và làm họat động các cơ. Nói cách khác con vật không thể vừa là chủ động vừa là bị động. Con vật chỉ bị động do điện sinh ra từ bên ngoài nó.
Và để chứng minh sự lầm lẫn của sự Galvani, Volta tạo ra điện với một thanh đồng và một thanh kẽm mà không cần có cơ thể con ếch.
Ngày 6/11/1801, ở Paris, Volta trình diện phát minh này với Napoleon Bonaparte.
Đệ nhất tổng tài Napoleon Bonaparte đón chào niềm nở nhà bác học Ý và mong muốn thấy sự họat động của cái vật kỳ lạ.
-“Kính ngài Đệ Nhật tổng tài, vật mà ngài thấy đây chỉ là một chuỗi dĩa nhỏ đồng và kẽm để chồng liên tục lên nhau với 1 mảnh tròn nhỏ thấm acid chen giữa. Tất cà đều bọc sáp bên ngòai để acid khỏi bay hơi.”
-“Thế còn hai đầu dây long thong này?”
-“Một dây gắn vào điã kẽm ở trên cùng và một dây gắn vào điã đồng ở dứơi chót.”
Và đây… vừa nói, Volta vừa chạm hai đầu dây gắn vào nhau thì một tia lửa điện văng ra.
-“Thật là huyền diệu!”- Napoleon nhiệt liệt tán thưởng.
Với hình dáng của một trụ đĩa chồng lên nhau chúng ta gọi đó là Pin ( Pile=chồng lên nhau thành một cột”
Đây là máy phát điện đầu tiên của nhân lọai.
Cách biện luận của Volta mang đến kết quả hết sức hữu ích vì nhờ đó mới có hai phát minh rất quan trọng, thứ nhất là pin Volta và thứ nhì là nền tảng cho khoa điện sinh lý học.
Sau đó, Volta tự ép mình làm việc thật vất vả để hòan tất phát minh pin điện của mình. Ông bắt tay vào những thí nghiệm về các kim loại và hơn thế nữa, về một số lớn chất lỏng. Các thí nghiệm đã giúp ông thíêt lập nguyên lý theo đó các sức điện động công thêm vào nhau khi chúng được cấu tạo từng cặp kim loại ghép với nhau theo cùng một thứ tự. Vd: Đồng- Acid, Kẽm- Đồng, Acid- Kẽm,…
Danh từ pile/ pin gốc từ Latin “pilum” có nghai 4là cột trụ. Qủa thật pin Volta là cây cột trên đó người ta xây đắp cả tòa nhà của khoa Điện Học hiện đại ngày nay.
Ông đã được Hàn Lâm viện Pháp ân thưởng một huy chương vàng và từ bốn phương, các nhà thong thái ngỏ lời mời ông đến. Nhưng đáng quý hơn cả, đó là sự đóng góp to lớn của ông vào sự phát triển lâu dài của nhân loại
¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG PIN ĐIỆN HOÁ
¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯1/ PIN VOLTA
Pin Volta có c ấ u t ạ o:
1 c ự c b ằ ng k ẽ m (Zn)
1 c ự c b ằ ng đ ồ ng (Cu)
Cùng nhúng vào dung d ị ch H2SO4.
Cơ chế xuất hiện suất điện động:
Thứ nhất , theo cơ chế phản ứng hoá học, Cu không tác dụng với H2SO4, mà chỉ có H+ đến lấy electron của cực Cu,nên Cu tích điện dương.
2H+ + 2eH2
Thứ hai , do tác dụng hoá học, các ion kẽm Zn2+ từ thanh kẽm đi vào dung dịch H2SO4 làm cho lớp dung dịch tiếp giáp thanh kẽm tích điện dương. Thanh kẽm thừa electron nên tích điện âm.
ZnZn2+ + 2e
Thứ ba , xét thanh kẽm, lớp tiếp giáp tích điện dương và thanh kẽm tích điện âm, nên đã hình thành điện trường hướng từ ngoài vào trong.
Nhận xét: Đây là điện trường cản, ion Zn2+ không chỉ không thể chuyển động ngược chiều điện trường mà còn có sự dịch chuyển ngược lại của ion Zn2+ từ dung dịch vào thanh kẽmCân bằng hoá học thiết lập khi số ion ra khỏi thanh kẽm bằng số ion đi vào thanh kẽm.Theo thực nghiệm, hiệu điện thế điện hoá vào khoảng 1.1 V.
2/ PIN GALVANI
Trước phản ứng
Sau phản ứng
Pin Galvani
1 c ự c b ằ ng đ ồ ng (Cu) nhúng vào dung d ị ch CuSO4
1 c ự c b ằ ng k ẽ m (Zn) nhng vo dung d ị ch ZnSO4
1 c ầ u mu ố i b ằ ng gi ấ y đ đ ược tẩm KNO3 hoặc KCl
B ả n ch ấ t dòng điện trong pin Galvani:
Thứ nhất, theo cơ chế phản ứng hoá học, ở thanh kẽm diễn ra sự oxi hoá, thanh kẽm tích điện dương
ZnZn2+ + 2e
Thứ hai, ở thanh đồng diễn ra sự khử, thanh đồng tích điện âm.
Cu2+ + 2eCu
Xuất hiện điện trường và suất điện động.
¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯SỰ RA ĐI CỦA MỘT THIÊN TÀI
¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯Năm 1823, cái chết đau đón của một đứa con đã gây cho ông xúc động qua 1mạnh khếin những ngày còn lại của ông trên cõi đời càng rút ngắn hơn. Vào hôm 5/03/1827, một ngôi sao sáng trên thế giới khoa học đã tắt lịm. Thiên tài Volta ra đi đã để lại cho thế hệ sau một hứơng đi mới, để thay đổi sâu rộng cả một thế giới mà ông không bao giờ ngờ tới cũng như không bao giờ có thể được chứng kiến.
¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯
MỘT SỐ MỐC THỜI GIAN QUAN TRỌNG TRONG CUỘC ĐỜI ALEXANDRO VOLTA
¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯1774: ông trở thành giáo sư vật lý tại trường Khoa học hoàng gia ở Cosmo và trong những năm tiếp theo ông phát minh ra Electrophorus: thiết bị tạo ra dòng điện nhờ ma sát giữa đĩa và một bản kim loại.
1776-1777: ông tập trung nghiên cứu hoá học, nghiên cứu dòng điện trong chất khí và lập những thí nghiệm như sự phóng điện trong bình kín.
1779: ông trở thành giáo sư khoa vật lý trường đại học Pavia trong suốt 25 năm.
1800: Volta phát minh pin điện hoá (pin Volta), cha đẻ của pin hoá học hiện đại, tạo ra dòng điện ổn định.
Để tưởng nhớ phát minh vĩ đại, 1801, Napoleon đã phong Volta là bá tước, và tên ông được lấy làm đơn vị của hiệu điện thế.
¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯
Triết Học Vật Lý Và Vật Lý
Khoa học và Công nghệ
- Cao Chi
Liệu có đúng như Stephen Hawking đã tuyên bố rằng “triết học đã chết -Philosophy is dead” trong cuốn sách “The grand Design” hay không? Trong cuốn sách “Philosophy of Physics” (Robert P Crease)1 tác giả muốn chứng minh rằng không phải như vậy. Không những triết học không chết mà trái lại còn vô số vấn đề triết học vật lý phải làm song hành với vật lý.
Các nhà khoa học tại Cỗ máy gia tốc hạt lớn LHC sử dụng dữ liệu năng lượng cao mới của họ để nghiên cứu về Higgs boson. Có những vấn đề mà bản thân vật lý không trả lời được: Vì sao Lý thuyết dây là lý thuyết khoa học mặc dầu Lý thuyết dây không tiên đoán được điều thực nghiệm gì? Bản chất cơ học lượng tử là gì? Bản chất không gian, thời gian là gì? Điều gì cấu tạo nên vật lý cơ bản?… Hiện nay, triết học vật lý đi theo ba khuynh hướng truyền thống: Analytic – phân tích hay còn gọi là Anglo-American vì được phát triển bởi các nhà triết học Anh và Mỹ Pragmatic – thực dụng. Hermeneutic – chú giải văn bản (thông diễn học). Triết học phân tích dường như lấn áp các triết học khác. Để hiểu vấn đề ta hình dung một workshop – một phân xưởng, một hội thảo – một môi trường trong đó người ta tạo nên và nghiên cứu mọi hiện tượng và sự cố – Higgs boson, đồng vị phóng xạ hiếm, siêu chảy,… – những điều mà trong thường nhật không xuất hiện hoặc hi hữu xuất hiện hoặc xuất hiện một cách không tường minh. Trong workshop người ta thu được những kết quả tổng quát không phụ thuộc với thế giới bên ngoài. Trong workshop người ta đặt câu hỏi cho thiên nhiên (Galileo) hoặc hỏi thiên nhiên như một chứng nhân tại tòa án (Immanuel Kant). Trong workshop khi cần người ta lại đưa vào nhiều khái niệm mới (như hạt Higgs) làm nhiễu loạn không khí truyền thống. Các nhà triết học vật lý quan tâm đến hành động tương tác của workshop nhưng theo một kiểu cách khác các nhà vật lý. Các nhà triết học tìm hiểu không phải những điều nhà vật lý biết mà là làm thế nào mà họ biết được những điều đó. Điều này làm cho giữa vật lý và triết học vật lý có sự khác biệt và đảm bảo rằng triết học vật lý cũng sôi động như bản thân vật lý. Ba khuynh hướng Analytic Những người đi theo khuynh hướng này gồm các nhà logic, vật lý và toán học như Rudolf Carnap, Hans Reichenbach và Bertrand Russell, chú tâm vào logic của khoa học và ý nghĩa của những khái niệm cơ bản. Các chương quan trọng trong analytic là: diễn giải, nhân quả, lý thuyết, phương pháp,… Họ giống như những người quan sát ngay trong lòng workshop. Họ xem việc thử nghiệm như một hoạt động trước đột sinh của lý thuyết. Họ tập trung vào nhận thức luận (epistemology) của khoa học. Cuốn sách Philosophy of Physics và tác giả Robert P Crease. Có thể nói các nhà triết học phân tích xem các nhà vật lý là những nhà logic học của vũ trụ. Pragmatic Những người đi theo khuynh hướng này có cả Charles Peirce William James và John Dewey, họ quan tâm đến việc các nhà vật lý đã tiếp cận như thế nào, giải nghiệm các bí ẩn vũ trụ và những hệ quả. Họ như đứng ngoài workshop. Họ đi theo khẩu hiệu “chân lý là điều gì hoạt động-the truth is what works”. Họ quan tâm đến hiệu quả hơn là sự mô tả. Tóm lại các nhà triết học thực dụng xem các nhà vật lý như những người giải thích được các bí ẩn của vũ trụ. Hermeneutics Gồm các nhà triết học như Edmund Husserl, Martin Heidegger và Maurice Merleau-Ponty xem các hoạt động của workshop như một cách thức (mode) tồn tại của con người và tri thức khoa học như một con đường để con người tiếp cận được với vũ trụ. Nhân loại phải được luyện tập về mặt khoa học để tiếp cận với vũ trụ. Họ cho rằng sai lầm nếu quên rằng khoa học có nguồn gốc từ một môi trường rộng lớn hơn là vũ trụ sống (lifeworld). Tóm lại các nhà triết học continental xem các nhà vật lý như những người khai phá vũ trụ vì vũ trụ là hiểu được và điều khiển được. Trong thực tế có thể quan sát được hiện tượng pha trộn các triết học nói trên. Nói chung ba triết học trên nhằm ba khuynh hướng: logic, giải các bí ẩn và diễn dịch (the logic, the puzzle-solving, and the interpretative and selfinterpretative activity). Những vấn đề hiện tại Các nhà triết học vật lý sẽ xét các vấn đề trên không như những đối tượng vật lý mà là một đối tượng rộng hơn trên cơ sở tư duy cơ bản hơn về một đối tượng như vậy (ví dụ vấn đề thời gian). Thế nào là vật lý cơ bản Chúng ta thấy có những chồng chéo trong các nghành vật lý, ví dụ đầu thế kỷ 20 người ta xem vật lý hạt nhân như một vật lý bức xạ hoặc muộn hơn xem vật lý hạt nhân trộn lẫn với vật lý các hạt cơ bản. Cần phân biệt đâu là vật lý cơ bản hơn? Nhiệt động học có quy về vật lý thống kê? Vật lý môi trường đông đặc là cơ bản hay chỉ là một amalgam, một hỗn hợp của vật lý và hóa học? Các nhà triết học vật lý xem đây là một vấn đề quy nạp (reduction) để xác định đâu là vật lý cơ bản. Ở đây cần chú ý đến hiện tượng đột sinh, là hiện tượng xuất hiện những tính chất của một hệ lớn không suy diễn được từ các định luật ở mức thấp hơn. Thế nào là thời gian và không gian Thời gian và không gian được hiểu khác nhau ở trong và ngoài workshop Thời gian Có thể nói vấn đề thời gian phát sinh mạnh mẽ từ sự va chạm giữa Albert Einstein và Henri Bergson (nhà triết học nổi tiếng châu Âu – thuộc phái Continental) năm 1922. Bergson cho rằng thời gian có những khía cạnh không bắt được bởi những biểu diễn khoa học. Những khía cạnh đó chỉ bắt được nhờ những trải nghiệm của chúng ta trong đời sống và cho rằng thời gian không phải là của các nhà vật lý (time is not just for physicists). Ở đây ta có thể nhắc đến các câu thơ mang dáng dấp Bergson: “Tôi từ – phút ấy sang tôi phút – này” (Đi thuyền – Xuân Diệu) “Ngày vui ngắn chẳng tày gang!” (Nguyễn Du) “Trăm năm là ngắn, một ngày dài ghê!” (Tản Đà) Ngược lại, Einstein cho rằng không tồn tại một thời gian như vậy cho các nhà triết học chỉ có một thời gian khách quan, một thời gian vật lý. Trong một bài viết trên tạp chí Journal of Philosophy (1967), Hilary Putman từ chối mọi thời gian triết học bởi theo ông chỉ có một thời gian trong hình học vật lý của continuum bốn chiều. Các nhà triết học chắc không hẳn đồng ý như vậy về vấn đề thời gian. Không gian Ở đây ta cũng gặp một va chạm giống như va chạm giữa Einstein và Bergson trong vấn đề thời gian. Như ta biết trong cơ học lượng tử không tồn tại một vị trí xác định, trong Lý thuyết trường ta lại có một bọt thăng giáng không thời gian, trong Hấp dẫn lượng tử vòng (Loop Quantum gravity) không gian bị lượng tử hóa, trong Lý thuyết dây không thời gian có thể có đến 10, 11 hoặc 26 chiều. Các nhà triết học vật lý lại quan tâm đến các khía cạnh của không gian: vị trí xác định như trong GPS, vị trí dùng tọa độ (Kant) hoặc sự cảm nhận cơ thể của chúng ta khi chuyển động (đây không là một ý nghĩa toán học), không gian này đi song song với thời gian ta sống. Các nhà triết học cũng cho rằng không gian không phải của riêng các nhà vật lý (Space, in short, is not just for physicists). Phải diễn dịch cơ học lượng tử như thế nào Ngay từ đầu, đặc biệt Niels Bohr và Werner Heisenberg đã hiểu rằng Cơ học lượng tử có nhiều khái niệm và giả định cần bàn cãi. Heisenberg tìm ra hệ thức bất định Heisenberg. Bohr đưa ra khái niệm “bổ sung – complementarity” (Lối diễn dịch cơ học lượng tử của trường phái Copenhague). Cơ học lượng tử quả là khó diễn dịch: trong cơ học lượng tử có hàm sóng dẫn đến xác suất. Một điều khó hiểu là tồn tại những xác suất khác không thể hiện ra nhưng nằm song song trong những vũ trụ khác (Đa vũ trụ) và dẫn đến khái niệm triết học về thực tại. Để tránh một số điều khó hiểu của cơ học lượng tử, các nhà vật lý phát triển Qbism tức lượng tử Bayesian biến tri thức thành xác suất. Nhà triết học Heelan đặt câu hỏi: liệu một thực thể khó hiểu bằng trực giác (nonintuitable) lại có thể “quan sát” được bằng những phép đo trong phòng thí nghiệm và biến thành một thực tế hiện thực tại trong ý nghĩa bản thể học – ontological? (Heelan: ‘Can a quantum entity that is ‘nonintuitable’ but nevertheless ‘observed’ in a laboratory measurement be ‘real’ in the ‘ontological’ sense?’) Bản thân các nhà vật lý cũng chưa đồng thuận trong việc diễn dịch cơ học lượng tử cho nên giữa các nhà vậy lý và triết gia vật lý còn rất nhiều việc phải làm. Lý thuyết dây có là khoa học hay không? Theo một số nhà triết học thì vì Lý thuyết dây không thỏa mãn tiêu chí Popper cho nên không phải là một khoa học. Song ý kiến của nhiều người khác như Richard Dawid chủ trương một tiếp cận được chú ý đến nhiều là phương pháp đánh giá không thực nghiệm (non-empirical assessment). Đây là phương pháp do Richard Dawid, một nhà vật lý lý thuyết sau chuyển thành nhà triết học vật lý (LMU), tác giả cuốn sách nổi tiếng Lý thuyết dây và phương pháp khoa học” (String Theory and the Scientific Method – Cambridge Univ. Press, 2013). Dawid quan tâm đến việc tại sao các nhà Lý thuyết dây rất tin tưởng ở Lý thuyết dây mặc dầu Lý thuyết dây thiếu cơ sở thực nghiệm “Tại sao họ tin tưởng lý thuyết này?” (Why do they trust the theory?). Lý thuyết dây chứa hạt graviton, như vậy Lý thuyết dây thống nhất được hấp dẫn của Einstein. Song Lý thuyết dây chưa đưa ra được một tiên đoán nào khả dĩ kiểm nghiệm được.
Vấn đề thời gian phát sinh mạnh mẽ từ sự va chạm giữa Albert Einstein và Henri Bergson vào năm 1922. Năm 2000, Dawid đưa ra ba lý lẽ không – thực nghiệm (non-empirical arguments) mang tính triết học tạo nên sự tin tưởng vào Lý thuyết dây. 1. Lý thuyết dây hiện nay là lý thuyết độc nhất có khả năng thống nhất các tương tác theo một cách thích hợp nhất (mặc dầu trong Lý thuyết dây có nhiều biểu diễn toán học). Lý lẽ này có tên là “lý lẽ về không có khả năng nào khác – no alternatives argument NAA”. Một lý thuyết cạnh tranh là Hấp dẫn lượng tử vòng song Hấp dẫn lượng tử vòng không có mục tiêu thống nhất các tương tác. 2. Lý thuyết dây phát triển từ Mô hình Chuẩn (Standard Model) vốn cũng không có khả năng nào khác trong quá trình hình thành và đã được kiểm nghiệm bằng thực nghiệm. Lý lẽ này Dawid gọi là “lý lẽ siêu –quy nạp-meta-inductive argument MIA”. Dawid tin ở khả năng có thể xảy ra là các nhà vật lý không đủ trí lực để tìm ra những khả năng tồn tại khác (physicists simply aren’t clever enough to find the alternatives that exist ). 3. Lý lẽ thứ ba là Lý thuyết dây đã bất ngờ đưa ra những giải thích đối với nhiều bài toán bên ngoài bài toán thống nhất vốn là mục tiêu chính của Lý thuyết dây. Joe Polchinski (Đại học California, Santa Barbara) đã đưa ra nhiều ví dụ về những “mối liên thông giải thích không ngờ-unexpected explanatory interconnections” này. Lý lẽ này gọi là “lý lẽ các liên thông giải thích bất ngờ – unexpected explanatory interconnections UEA”.Lý thuyết dây đã giải thích được entropy của lỗ đen, điều này lại gắn liền với vật lý hạt cơ bản (nhờ đối ngẫu AdS/CFT). Polchinski đã phát biểu rằng “Lý thuyết dây đã tồn tại, chúng ta chỉ phát hiện ra thôi”. Polchinski đã sử dụng các lý lẽ không thực nghiệm của Dawid để tính xác suất Bayesianism (Bayesianism odds) để Đa vũ trụ tồn tại là 90%. Lý thuyết dây là khoa học vì có một tác động biến đổi lên giới khoa học. Hiện không có sự đồng thuận của các nhà triết học vật lý về vấn đề này (hội thảo Munich). Kết luận Qua một số vấn đề nêu trên (còn nhiều vấn đề khác) chúng ta thấy rằng có nhiều vấn đề mà triết học vật lý phải nghiên cứu tiếp tục, như vậy triết học đã không chết như Stephen Hawking nói. Triết học vật lý tồn tại song song với vật lý và tương hỗ trong việc tìm hiểu vũ trụ và tương tác giữa vũ trụ và con người.
TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Robert P Crease,Philosophy of PhysicsRobert P Crease Stony Brook University, New York, US 2. Matin Durrani,Discover why the philosophy of physics is vital http://blog.physicsworld.com/2023/11/16/discover-why-the-philosophy-of-physics-is-vital/
Trọng Tâm Vật Lý 7 – Dạy Kèm Vật Lý Lớp 7
Vật lý học là một môn khoa học tự nhiên tập trung vào sự nghiên cứu vật chất và chuyển động của nó trong không gian và thời gian,.Một cách rộng hơn, nó là sự phân tích tổng quát về tự nhiên, được thực hiện để hiểu được cách biểu hiện của vũ trụ. Ở những năm cấp 2, các em dần được làm quen với môn học bổ ích này, nhưng đây cũng là môn học đòi hỏi ở các em những kĩ năng tư duy logic, khả năng vận dụng, tính toán và sự tưởng tượng phong phú. Vật lý lớp 7 đóng vai trò vô cùng quan trọng, tiếp tục cung cấp cho các em những kiến thức cơ sở, là nền tảng hình thành nên những dạng bài tập, những kiến thức vật lý cao hơn.
Những kiến thức trọng tâm của vật lý 7:
Chương I: Quang học
Nhận biết ánh sáng – nguồn sáng và vật sáng
+ Ta nhận biết được ánh sáng khi có ánh sáng truyền vào mắt ta.
+ Ta nhìn thấy một vật khi có ánh sáng truyền từ vật đó vào mắt ta.
+ Nguồn sáng là vật tự nó phát ra ánh sáng. Vật sáng gồm nguồn sáng và những vật hắt lại ánh sáng chiếu vào nó.
Định luật truyền thẳng của ánh sáng:
+ Trong môi trường trong suốt và đồng tính ánh sáng truyền đi theo đường thẳng.
+ Đường truyền của ánh sáng được biểu diễn bằng một đường thẳng có hướng gọi là tia sáng.
+ Bóng tối nằm ở phía sau vật cản, không nhận được ánh sáng từ nguồn sáng truyền tới.
+ Bóng nửa tối nằm ở phía sau vật cản, nhận được ánh sáng một phần của nguồn sáng truyền tới.
+ Nhật thực toàn phần (hay một phần) quan sát được ở chỗ có bóng tối (hay bóng nửa tối) của Mặt Trăng trên Trái Đất.
+ Nguyệt thực xảy ra khi Mặt Trăng bị Trái Đất che khuất không được Mặt Trời chiếu sáng.
Gương cầu lồi:
+ gương cầu lồi là gương có bề mặt là một phần của hình cầu và bề mặt cong phản xạ hướng về phía nguồn sáng. Hình ảnh phản chiếu luôn nhỏ hơn vật.
Định luật phản xạ ánh sáng
+ Tia phản xạ nằm trong mặt phẳng chứa tia tới và pháp tuyến của gương ở điểm tới.
+ Góc phản xạ bằng góc tới.
Ảnh của một vật tạo bởi gương phẳng
+ Ảnh ảo tạo bởi gương phẳng không hứng được trên màn chắn và lớn bằng vật.
+ Khoảng cách từ một điểm của vật đến gương phẳng bằng khoảng cách từ ảnh của điểm đó đến gương.
+ Các tia sáng từ điểm S tới gương phẳng cho tia phản xạ có
đường kéo dài đi qua ảnh ảo S’.
Gương cầu lồi_ gương cầu lõm:
+ Gương cầu lồi là gương có bề mặt là một phần của hình cầu và bề mặt cong phản xạ hướng về phía nguồn sáng. Ảnh ảo của gương cầu lồi bé hơn vật.
+ Gương cầu lõm là gương có bề mặt là mặt trong của một phần hình cầu và có mặt lõm. Ảnh ảo của gương cầu lõm luôn lớn hơn vật.
Chương II: Âm học:
Nguồn âm là những vật dao động phát ra âm. Ví dụ: loa, tiếng nói, tiếng gõ trống, …
Độ cao của âm
– Số dao động trong một giây là tần số. Đơn vị tần số là héc (Hz).
– Âm phát ra càng cao (càng bổng) khi tần số dao động càng lớn.
– Âm phát ra càng thấp (càng trầm) khi tần số dao động càng nhỏ.
Phản xạ âm _ Tiếng vang
+ Âm gặp mặt chắn đều bị phản xạ nhiều hay ít. Tiếng vang là âm phản xạ nghe được cách âm trực tiếp ít nhất là 1/15 giây.
+ Các vật mềm, có bề mặt gồ ghề phản xạ âm kém. Các vật cứng, có bề mặt nhẵn, phản xạ âm tốt (hấp thụ âm kém).
Độ to của âm: Biên độ dao động càng lớn, âm càng to. Độ to của âm được đo bằng đơn vị đêxiben (dB)
Chống ô nhiễm tiếng ồn:
+ Ô nhiễm tiếng ồn xảy ra khi tiếng ồn to, kéo dài gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe và hoạt động bình thường của con người.
+ Để chống ô nhiễm tiếng ồn cần làm giảm độ to của tiếng ồn phát ra, ngăn chặn đường truyền âm, làm cho âm truyền theo hướng khác. Những vật liệu được dùng để làm giảm tiếng ồn truyền đến tai gọi là những vật liệu cách âm.
Môi trường truyền âm
Âm thanh có thể truyền qua các môi trường chất rắn, lỏng, khí, nhưng không thê truyền qua môi trường chân không.
Càng xa nguồn âm thì âm ghe càng nhỏ và ngược lại
Vận tốc truyền âm trong: không khí < nước < thép
Không khí Nước Thép
340m/s 1500m/s 6100m/s
Chương III: Điện học:
Sự nhiễm điệm do cọ sát:
Điệnlà tập hợp các hiện tượng vật lý đi kèm với sự có mặt và dịch chuyển của dòng điện tích. Trong các hiện tượng điện, các điện tích tạo ra trường điện từ mà trường này lại tác động đến các điện tích khác. Điện xuất hiện do một vài cơ chế vật lý.
Quá trình vật trung hòa về điện trở thành điện tích khi tích điện
Có thể làm nhiễm điện nhiều vật bằng cách cọ xát.
Vật nhiễm điện (vật mang điện tích) có khả năng hút các vật khác.
Hai loại điện tích:
Điện tích: một tính chất của các hạt nguyên tử, xác định lên tương tác điện từ giữa chúng. Vật chất mang điện tích sinh ra cũng như bị ảnh hưởng bởi trường điện từ.
Trong điều kiện bình thường mọi vật trung hòa về điện có tổng điện bằng không. Khi một vật cho hay nhận điện tử âm vật sẽ trở thành điện tích dương hay âm. Khi một vật nhận electron sẽ trở thành có điện tích âm. Khi một vật cho electron sẽ trở thành có điện tích dương.
Vật + e = điện tích âm. Vật – e = điện tích dương
Các vật mang điện tích cùng loại thì đẩy nhau, các vật mang điện khác loại thì hút nhau.
Nguồn điện _Dòng điện
Nguồn điện một chiều là nguồn điệnphát ra dòng điện một chiều, dòng điện này có chiều xác định, độ lớn có thể vẫn biến thiên nhưng trị số của nó luôn nằm giới hạn trong 1 phía của trục thời gian Ox, nghĩa là hoặc luôn dương (+), hoặc luôn âm (-) và không đi qua giá trị “0”. Các nguồn cấp một chiều có thể là: các loại Pin, Ắc Quy
Chất dẫn điện và chất cách điện
Dẫn điệnlà khả năng của một môi trường cho phép sự di chuyển của các hạt điện tích qua nó, khi có lực tác động vào các hạt, ví dụ như lực tĩnh điện của điện trường. Sự di chuyển có thể tạo thành dòng điện. Cơ chế của chuyển động này tùy thuộc vào vật chất.
Chất cách điện là các chất dẫn điệnkém, có điện trở suất rất lớn (khoảng 106 – 1015 Ωm). Các vật liệu này được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp và trong đời sống, nhằm mục đích ngăn chặn sự tiếp xúc của dòng điện với người hoặc với các dòng điện khác.
Nhiều chất cách điện là các chất điện môi, tuy nhiên cũng có những môi trường cách điện không phải là chất điện môi (như chân không).
Các loại vật liệu cách điện gồm có: cách điện rắn (ví dụ: gỗ, nhựa, vỏ bọc dây diện)
Dòng điện là dòng chuyển dịch có hướng của các hạt mang điện.
Mạch điện có thể mô tả bằng sơ đồ và từ sơ đồ mạch điện để lắp mạch điện tương ứng.
Dòng điện từ cực dương, qua các thiết bị điện về
cực âm gọi là chiều dòng điện
Tác dụng nhiệt và tác dụng phát sáng của dòng điện
Dòng điện đi qua mọi vật dẫn thông thường đều làm cho vật nóng lên.
Quan sát giữa điện và vật cho thấy khi vật dẫn điện vật sẽ tạo ra Ánh sáng quang nhiệt.
Dòng điện sẽ đi qua đui đèn, qua đuôi đèn kim loại, vào đến dây tóc làm nó nóng lên và đến mức phát ra ánh sáng.
Tác dụng từ, tác dụng hóa và tác dụng sinh lí của dòng điện
Dòng điện có tác dụng từ vì nó có thể làm quay kim nam châm.
Dòng điện có tác dụng hóa học, chẳng hạn khi có dòng điện đi qua dung dịch muối đồng thì nó tách đồng ra khỏi dung dịch, tạo thành lớp đồng bám trên thỏi than nối với cực âm.
Dòng điện có tác dụng dinh lí khi đi qua cơ thể người và các động vật
Cường độ dòng điện
Dòng điệncàng mạnh thì cường độ dòng điện càng lớn
Ampe ký hiệu A, là đơn vị đo cường độ dòng điện
Hiệu điện thế:
Hiệu điện thếhay điện áp (kí hiệu ∆V và có đơn vị của điện thế: vôn) là sự khác biệt về điện thế giữa hai điểm.[1] Hiệu điện thế là công thực hiện được để di chuyển một hạt điện tích trong trường tĩnh điện từ điểm này đến điểm kia.
An toàn khi sử dụng điện:
+ Cơ thể người là một vật dẫn điện. Dòng điện với cường độ 70mA trở lên đi qua cơ thể người hoặc làm việc với hiệu điện thể 40V trở lên là nguy hiểm với cơ thể người.
+ Cầu trì tự động ngắt mạch khi dòng điện có cường độ tăng quá mức, đặc biệt khi đoản mạch.
+ Phải thực hiện các quy tắc an toàn khi sử dụng điện.
Phương pháp dạy môn vật lý lớp 7:
ĐẶT CÂU HỎI
– Câu hỏi nêu ra phải chỉ rõ đối tượng trả lời, tránh tình trạng hỏi chung chung rồi sau đó giáo viên tự trả lời
– Khi đặt câu hỏi phải cho học sinh thời gian suy nghĩ, tránh việc nêu câu hỏi ra rồi bắt học sinh trả lời luôn. (có thể nói từ từ, nhấn mạnh, lặp đi lặp lại một vài lần)
– Với một câu hỏi có thể hỏi gọi một vài học sinh trả lời, nhận xét trả lời để kiểm tra sự nhận thức của các em.
– Khi học sinh trả lời câu hỏi xong thì dù trả lời đúng hay sai cũng nên khen học sinh. Điều này làm học sinh tăng sự tự tin trong việc suy nghĩ và trả lời câu hỏi của giáo viên.
– Nếu học sinh không trả lời được thì có thể sử dụng gợi ý cho câu hỏi hoặc gọi học sinh khác, tránh việc dừng quá lâu trước một học sinh sẽ làm ảnh hưởng đến tiến độ bài giảng.
– Nên có hệ thống câu hỏi chọn lọc phù hợp với đối tượng học sinh; Đối với học sinh trung bình, yếu nên cho trả lời những câu hỏi đơn giản, dễ dàng; Còn đối với học sinh khá giỏi nên cho trả lời những câu hỏi cần suy luận nhiều hơn.
– Không nên đưa ra quá nhiều câu hỏi trong một bài học: điều này sẽ làm cho bài giảng nát vụn ra, mất tính hệ thống, giờ giảng bị căng, học sinh mệt mỏi, tốn nhiều thời gian, các kiến thức cốt lõi ít được giảng giải phân tích.
Tạo sự hứng thú trong giờ học
– Việc tạo sự hứng thú trong giờ học có vai khá quan trọng, nó giúp cho học sinh cảm thấy yêu thích môn học hơn từ đó việc chủ động lĩnh hội kiến thức sẽ đạt hiệu quả hơn. Tuy nhiên, vấn đề này thường không được nhiều giáo viên để tâm đến. Nhiều người thường cố gắng hoàn thành bài giảng dưới dạng tròn vai mà không chú tâm đến các biện pháp giúp tạo sự hứng thú cho học sinh trong giờ học. Vậy làm thế nào để học sinh có hứng thú trong giờ học? thực ra để đạt được điều này dựa nhiều vào kinh nghiệm, sự nhiệt tình của giáo viên và đặc điểm của học sinh.
– Tạo điều kiện cho học sinh được làm thí nghiệm hoặc quan sát thí nghiệm: Trong quá trình học sinh tự làm hoặc quan sát, dự đoán, phân tích, lí giải thí nghiệm học sinh sẽ tự xây dựng và chiếm lĩnh kiến thức cho mình đồng thời tăng thêm sự hứng thú đối với môn học
– Sử dụng các quá trình mô phỏng bằng hình ảnh, video, phần mềm, trình chiếu. Nếu giáo viên khai thác tốt (kết hợp với kĩ thuật thuyết trình và phát vấn) và sử dụng hợp lí (vừa mức, không sa đà) thì hiệu quả giờ học sẽ rất cao đồng thời học sinh sẽ rất hứng thú.
– Trong quá trình giảng dạy sử dụng ngôn từ tự nhiên, sinh động, không khô khan, cứng nhắc, không quá nhiều thuật ngữ phức tạp, khó hiểu (có thể thay thế bằng từ hoặc cụm từ khác dễ hiểu hơn miễn là chính xác).
– Khen ngợi học sinh đúng lúc và đúng chỗ (sau khi học sinh trả lời câu hỏi, có thể cho điểm thưởng). Tuyệt đối không mạt sát xúc phạm học sinh.
– Hài hước và tế nhị trong nhắc nhở học sinh.
– Khuyến khích học sinh nêu câu hỏi để hỏi lẫn nhau hoặc hỏi ngược lại giáo viên (có thể thưởng điểm nếu câu hỏi hay)
Các hoạt động gây hứng thú cho học sinh có thể tiến hành vào đầu buổi hoặc song song cùng các hoạt động khác trong suốt cả buổi học; Vấn đề quan trọng nhất là tạo được sự hứng thú cao đối với học sinh.
Cách Giúp Các Em Giải Bài Tập
Phân loại và phương pháp giải bài tập vật lý
Bài tập vật lý có thể chia làm 4 loại như sau:
– Bài tập vật lý định tính (còn có các tên gọi khác như câu hỏi định tính, câu hỏi thực tế..)
– Bài tập vật lý định lượng
– Bài tập đồ thị
– Bài tập thí nghiệm.
Chúng ta phân tích đặc điểm và phương pháp giải của từng dạng
Bài tập vật lý định tính hay bài tập câu hỏi lý thuyết
Đặc điểm
– Là bài tập mà học sinh không cần phải tính toán (Hay chỉ có các phép toán đơn giản) mà chỉ vận dụng các định luật, định lý, qui luật để giải tích hiện tượng thông qua các lâp luận có căn cứ, có lôgic.
– Nội dung của các câu hỏi khá phong phú, và đòi hỏi phải vận dụng rất nhiều các kiến thức vật lý.
Các bước chung để giải bài tập định tính: Thông thường để giải các bài toán này cần tiến hành theo các bước:
– Phân tích câu hỏi
– Phân tích hiện tượng vật lý có đề cập đến trong câu hỏi để từ đó xác định các định luật, khái niệm vật lý hay một qui tắc vật lý nào đó để giải quyết câu hỏi. – Tổng hợp các điều kiện đã cho với các kiến thức tương ứng để trả lời câu hỏi.
Các bước giải bài tập
Các bước giải:
Đọc kỹ đầu bài bài
xác định yêu cầu của bài
xác định thông tin dựa vào các trục, đơn vị, dạng đồ thị, nhận xét về các cực trị, điểm đặc biệt để suy ra thông tin cần thiết.
Khi vẽ cần chọn tỉ lệ và đơn vị thích hợp.
Tác hại của việc mất căn bản ở môn vật lý lớp 6
Mất gốc kiến thức, không có nền tảng cho các lớp từ 8– 12
Không làm được bài tập và các bài kiểm tra
Điểm số sẽ kéo kết quả học tập đi xuống
Không vận dụng kiến thức vào thực hành cũng như đời sống
Khi mất gốc, học sinh sẽ chán và bỏ bê môn học chủ đạo
Lượng lý thuyết và công thức sẽ không tồn tại trong đầu các em
Trung tâm Gia Sư Trí Việt có nhận dạy kèm môn Vật lý lớp 7 tại nhà. Các em Học sinh, các Phụ huynh hãy đăng ký để có được những tiết học thú vị, không nhàm chán và mang lại kiến thức bổ ích, giúp các em có kết quả học môn Vật Lý thật tốt. Đội ngũ Gia Sư là những Giáo viên, Sinh viên chuyên môn, kinh nghiệm nhiều năm đi dạy ở bộ môn này. Cam kết sẽ có nhưng bài giảng cùng Phương Pháp học tốt nhất. Hãy liên hệ đến Trung Tâm chúng tối để được phục vụ tri thức tốt nhất!
Vui lòng để lại nguồn https://giasutriviet.edu.vn/trong-tam-vat-ly-7.html khi sao chép tài liệu này@@@
4.8
/
5
(
71
bình chọn
)
Giáo Án Vật Lý Lớp 11
-Nêu được định nghĩa và viết được biểu thức tính điện thế tại một điểm trong điện trường.
-Nêu được định nghĩa hiệu điện thế và viết được công thức liên hệ giữa hiệu điện thế với công của lực điện và cường độ điện trường của một điện trường đều.
-Giải được một số bài toán đơn giản về điện thế và hiệu điện thế.
-Có tinh thần chịu khó, ham học hỏi
-Có hứng thú học tập bộ môn
Ngày soạn: 19/09/2009 Ngày dạy: - Lớp dạy: 11A3, 11A4 Ngày dạy: 22/09/2009 - Lớp dạy: 11A1, 11A2 Tiết 7 - Bài 5: ĐIỆN THẾ - HIỆU ĐIỆN THẾ 1. Mục tiêu a. Về kiến thức -Nêu được định nghĩa và viết được biểu thức tính điện thế tại một điểm trong điện trường. -Nêu được định nghĩa hiệu điện thế và viết được công thức liên hệ giữa hiệu điện thế với công của lực điện và cường độ điện trường của một điện trường đều. b. Về kĩ năng -Giải được một số bài toán đơn giản về điện thế và hiệu điện thế. c. Về thái độ -Có tinh thần chịu khó, ham học hỏi -Có hứng thú học tập bộ môn 2. Chuẩn bị của GV và HS a. Chuẩn bị của GV -Dụng cụ dùng để minh họa cách đo điện thế tĩnh điện: tĩnh điện kế, tụ điện, acquy để tích điện cho tụ điện. b. Chuẩn bị của HS - Đọc trước bài mới 3.Tiến trình bài dạy Hoạt động 1 (5 phút): Kiểm tra bài cũ Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung ghi bảng -Ổn định tổ chức, kiểm tra sĩ số ? Nêu mối liên hệ giữa công của lực điện và độ giảm thế năng của điện tích trong điện trường? -Đánh giá, nhắc lại các kiến thức đã học về công của lực điện -Báo cáo tình hình lớp TL: Khi một điện tích q di chuyển từ điểm M đến N trong 1 điện trường thì công mà lực điện tác dụng lên điện tích đó sinh ra sẽ bằng độ giảm thế năng của điện tích q trong điện trường: AMN = WM - WN -Ghi nhớ - Chú ý lắng nghe, nhận thức vấn đề bài học. Hoạt động 2 (15 phút): Tìm hiểu điện thế Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung ghi bảng -Giới thiệu nội dung tiết học ? Thế năng WM phụ thuộc như thế nào vào điện tích q? ? Nhận xét về hệ số VM? -Giới thiệu công thức tính VM ? Nêu định nghĩa điện thế? -Chính xác hoá, phân tích định nghĩa -Giới thiệu đơn vị của điện thế ? Nêu định nghĩa vôn? ? Nêu đặc điểm của điện thế? -Chính xác hoá, phân tích các đặc điểm của điện thế ? Trả lời câu C1? -Theo dõi TL: WM = VM.q TL: VM không phụ thuộc vào q, chỉ phụ thuộc vào vị trí điểm M -Ghi nhớ -Nêu định nghĩa như Sgk -Ghi nhớ -Theo dõi TL: 1V = 1J/1C TL: ... -Ghi nhớ TL: Đặt tại M điện tích thử +q, khi q di chuyển từ M ra ∞ thì AM∞ < 0 (do Q hút q) ⇒ VM < 0 I. Điện thế. 1. Khái niệm. VM = WMq = AM∞q gọi là điện thế tại M 2. Định nghĩa -Định nghĩa: Sgk - T26 VM = AM∞q (5.1) 3. Đơn vị Đơn vị: vôn (V) 1V = 1J/1C 4. Đặc điểm. -Thường chọn điện thế tại vô cực làm mốc (V∞ = 0) Hoạt động 3 (19 phút): Tìm hiểu hiệu điện thế Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung ghi bảng -Cho HS quan sát hình 5.1 và giới thiệu khái niệm hiệu điện thế ? Từ 5.1 và 5.2 em có nhận xét gì? ? AM∞ và AN∞ quan hệ với nhau như thế nào? ? Hãy tính UMN? ?Qua biểu thức, em có nhận xét gì về UMN? nó đặc trưng cho khả năng nào? ? Nêu định nghĩa hiệu điện thế? -Chính xác hoá, phân tích định nghĩa ? Từ công thức (5.3) nêu định nghĩa đơn vị hiệu điện thế? -Phân tích ý nghĩa đơn vị của hiệu điện thế ? Đo hiệu điện thế tĩnh điện như thế nào? ? Nêu cấu tạo của tĩnh điện kế? -Phân tích cách đo hiệu điện thế tĩnh điện -Nêu nội dung bài toán tìm mối liên hệ giữa hiệu điện thế và cường độ điện trường -Vẽ hình mô tả bài toán ? Tìm mói liên hệ giữa U và E? -Hướng dẫn: tính công AMN theo E ? Nêu kết quả? ? Từ công thức (5.4) hãy giải thích đơn vị của cường độ điện trường? -Khái quát hoá mối liên hệ giữa hiệu điện thế và cường độ điện trường trong trường hợp bất kì -Quan sát hình vẽ và ghi nhận khái niệm TL: UMN = AM∞q - AN∞q TL: Từ hình 5.1 ta thấy AM∞ = AN∞ + AMN TL: UMN = AMNq TL: UMN đặc trưng cho khả năng thực hiện công của điện trường tròng sự di chuyển của điện tích -Nêu định nghĩa hiệu điện thế như Sgk -Ghi nhớ định nghĩa TL:...... -Ghi nhớ TL: Đo bằng tĩnh điện kế -Nêu cấu tạo của tĩnh điện kế như Sgk -Theo dõi + ghi nhớ -Theo dõi + ghi nhớ nội dung bài toán -Vẽ hình -Làm việc cá nhân giải bài toán -Làm việc theo sự hướng dẫn của GV TL: E = UMNd = Ud TL: Đơn vị của E = đơn vị của U (V)/ đơn vị vủa d (m) -Ghi nhớ II. Hiệu điện thế 1. Hiệu điện thế giữa hai điểm M và N UMN = VM - VN (5.2) 2. Định nghĩa UMN = AMNq (5.3) -Định nghĩa: Sgk - T27 -Đơn vị hiệu điện thế: V 3. Đo hiệu điện thế. 4. Hệ thức liên hệ giữa hiệu điện thế và cường độ điện trường. Bài toán Tìm liên hệ giữa E và UMN Giải Ta có: AMN = F.d = qEd Mặt khác:UMN = AMNq = Ed ⇒ E = UMNd = Ud (5.4) Hoạt động 4 (5 phút): Vận dụng, củng cố Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung ghi bảng -Cho HS làm bài tập 5, 6 Sgk - T29 ? Nêu kết quả? -Chính xác hóa kết quả -Đánh giá giờ học, nhấn mạnh kiến thức trong bài -Làm bài tập -Nêu kết quả và giải thích -Ghi nhớ kết quả -Ghi nhớ nội dung chính của tiết học Bài 5/ Sgk - T 29: C Bài 6/ Sgk - T 29 UMN = AMNq = -6-2 = 3V ⇒Đáp án đúng: C Hoạt động 5 (1 phút): Giao nhiệm vụ về nhà Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung ghi bảng -Giao nhiệm vụ về nhà: +Ôn tập lí thuyết +Làm các bài tập: 7, 8, 9, Sgk + bài tập Sbt +Tiết sau: Bài tập -Tự ghi nhớ nhiệm vụ học tập Rút kinh nghiệm:Điện Tích Là Gì? Lịch Sử Vật Lý Điện Từ
Điện tích là một vật bị nhiễm điện (vật mang điện). Có hai loại điện tích là điện tích âm và điện tích dương. Các điện tích cùng dấu đặt cạnh nhau thì đẩy nhau, các điện tích trái dấu đặt cạnh nhau thì hút nhau. Môi trường đặc biệt bao quanh các điện tích đứng yên gọi là điện trường, bao quanh các hạt điện tích chuyển động gọi là từ trường.
Lịch sử vật lý điện từ thời kỳ sơ khai: Thalès de Milet (khoảng 624TCN – 546 TCN) nhà toán học, triết gia thời Hy Lạp cổ đại đã tình cờ phát hiện ra hiện tượng miếng hổ phách khi được chà xát bằng da có thể hút được các vật nhẹ như lông chim, mẩu giấy, mẩu gỗ. Sau khi tiến hành thêm nhiều thí nghiệm, Ông đưa ra kết luận khi được chà xát miếng hổ phách có “sức mạnh” hút được các vật nhẹ.
Hơn 2000 năm sau nhà vật lý, bác sĩ, nhà triết học, nhà khoa học lớn thời kỳ phục hưng của nước Anh, cũng như của Châu Âu,William Gilbert (1544-1603) đã có các nghiên cứu sâu hơn về hiện tượng điện, từ. Ông đã khảo sát lại các thí nghiệm của Thalès ở mức độ rộng hơn, Ông nhận thấy rằng không chỉ hổ phách mà các vật liệu khác như lưu huỳnh, thủy tinh, Silíc đều có tính chất tương tự khi được chà xát.
Năm 1600, Gilbert cho xuất bản tác phẩm On the magnet, magnetick bodies also, and on the great magnet the earth (tạm dịch: Luận về nam châm, các vật từ tính và nam châm khổng lồ Trái Đất). Trong tác phẩm của mình ông đã đưa ra các khái niệm được coi là nền tảng của ngành vật lý điện từ như khái niệm về điện tích (électricité) được đặt theo từ Elektra (hổ phách), dụng cụ xác định một vật có nhiễm điện hay không électroscope (điện nghiệm).
Nhằm nâng cao khả năng chứa điện và tạo ra dòng điện tích ổn định hơn, Alessandro Volta (1745 – 1827) nhà vật lý người Ý đã chế tạo thành công một dụng cụ chứa điện mới gồm các miếng đồng, kẽm hình tròn xếp chồng liên tiếp lên nhau và ngăn cách với nhau bằng một tấm giấy xốp tẩm dung dịch axít sunfuric (H2SO4) , sau người người ta gọi là pin Volta. Từ pin được lấy phát âm từ “pile” tiếng Ý ám chỉ các miếng tròn xếp chồng lên nhau.
Việc phát minh ra pin Volta đóng vai trò quan trọng trong lịch sử phát triển của vật lý điện từ, nó là một dụng cụ chứa điện lâu dài và có thể tạo ra dòng điện ổn định góp phần quan trọng vào trong các thí nghiệm vật lý phát triển điện từ sau này. Để ghi nhận công lao của Volta người ta đặt tên đơn vị đo độ lớn của nguồn điện là Vôn (Volta)
Kết luận: Sau một khoảng thời gian khá lâu, từ những hiện tượng vật lý đầu tiên về điện, con người đãhiểu biết nhiều hơn về điện, biết cách tạo ra điện, lưu trữ, vận chuyển và truyền tải dòng điện từ vật này sang vật khác, từ nơi này sang nơi khác. Mặc dù dòng điện tạo ra vẫn còn rất nhỏ và chưa có nhiều ứng dụng nổi bật trong đời sống nhưng nó là tiền đề, là dụng cụ cho sự phát triển của ngành điện nói riêng và lý thuyết vật lý về điện và từ nói chung.
Vật lý điện từ những bước phát triển nhảy vọt Khi các hiện tượng vật lý về điện có những bước phát triển đáng kể thì những hiểu biết của các nhà vật lý về tính chất từ của nam châm cũng đang dần được định hình.Hans Christian Ørsted (1777-1851), giáo sư Vật Lý tại trường Đại Học Copenhague trong một lần tình cờ đã phát hiện ra hiện tượng dòng điện tác dụng lên kim nam châm đặt gần nó
Mô phỏng lại thí nghiệm của Ørsted về tác dụng của dòng điện lên nam châm.
André-Marie Ampère (1775 – 1836) nhà toán học và vật lý người Pháp đã tiến hành một thí nghiệm cho hai dây dẫn mang dòng điện đặt song song nhau ông nhận thấy chúng tương tác hút và đẩy nhau khi thay đổi chiều dòng điện giống như tương tác từ tính hút và đẩy giữa hai nam châm đặt cạnh nhau.
Ampère cũng là người đã phát minh ra một dụng cụ dùng để đo được độ lớn của dòng điện (cường độ dòng điện) được gọi là Ampe kế và đơn vị cường độ dòng điện được đặt theo tên ông.
Tiếp nối những phát hiện đó,Michael Faraday (1791 – 1867) nhà vật lý người Anh đã tìm ra hiện tượng cảm ứng điện từ, một hiện tượng vật lý vô cùng quan trọng, giúp loài người chuyển sang một giai đoạn sử dụng năng lượng mới đó chính là điện năng. Thông qua các định luật của Faraday con người đã có thể tạo ra được các dòng điện vô cùng lớn từ các máy phát điện và truyền tải đi khắp mọi nơi trên trái đất.
Ứng dụng của vật lý điện từ ngày nay đã có mặt ở hầu hết tất cả các thiết bị mà bạn đang dùng như điện thoại, máy tính, tivi, tủ lạnh, các loại máy móc, động cơ …
Bài Soạn Vật Lý Lớp 10
– Biết được lý do đưa ra và lập luận dẫn đến khái niệm lực quán tính, biểu thức và đặc điểm của lực quán tính.
– Viết được biểu thức của lực quán tính và vẽ đúng vectơ biễu diễn lực quán tính.
Biết vận dụng khái niệm lực quán tính để giải một số bài toán trong hệ quy chiếu phi quán tính.
– Tranh vẽ hình H21.2 SGK
Ôn tập về 3 định luật Newton, hệ quy chiếu quán tính.
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ Giáo sinh KT: Nguyễn Thùy Trang TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC Giáo viên HD: Phạm Minh Nguyệt Trường THPT Việt Đức Tiết: 29 HỆ QUY CHIẾU CÓ GIA TỐC LỰC QUÁN TÍNH A. MỤC TIÊU 1. Kiến thức – Biết được lý do đưa ra và lập luận dẫn đến khái niệm lực quán tính, biểu thức và đặc điểm của lực quán tính. – Viết được biểu thức của lực quán tính và vẽ đúng vectơ biễu diễn lực quán tính. 2. Kỹ năng Biết vận dụng khái niệm lực quán tính để giải một số bài toán trong hệ quy chiếu phi quán tính. B. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên – Tranh vẽ hình H21.2 SGK 2. Học sinh Ôn tập về 3 định luật Newton, hệ quy chiếu quán tính. C. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động 1 ( 10phút): Kiểm tra bài cũ. Hoạt động của GV Hoạt động của HS – Phát biểu về 3 định luật Newton? – Khái niệm về hệ quy chiếu quán tính? – Nhận xét câu trả lời. – Trình bày câu trả lời. – hệ quy chiếu gắn với mặt đất là hệ quy chiếu quán tính. – Nhận xét câu trả lời của bạn. Hoạt động 2 ( 15 phút): Tìm hiểu về hệ quy chiếu phi quán tính và lực quán tính. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung -CH1 Yêu cầu HS quan sát hình ảnh 21.1 SGK. – Nêu câu hỏi phía dưới hình 21.1. – Nhận xét câu trả lời. – Sử dụng tranh vẽ H21.2 trên bảng để mô tả thí nghiệm. – CH2 Trong thực tế, viên bi có đứng yên tại điểm M không? Tại sao? -CH3 Nếu bỏ qua ma sát thì nhận xét trên thay đổi như thế nào? – CH4 Bây giờ ta sẽ xét đối với hệ quy chiếu gắn với chiếc xe (TH bỏ qua ma sát), đối với xe, viên bi có CĐ không? Lúc này có những lực nào tác dụng vào viên bi? – CH5 Tại sao không có lực tác dụng vào vật theo phương ngang mà xe vẫn CĐ có gia tốc đối với xe? CH6 Trong những tình huống như vậy, các ĐL Newton còn đúng nữa không? Tại sao? Giải thích cụ thể? – Nhấn mạnh lại: Các Đl Newton không đúng nữa vì các ĐL Newton được rút ra từ những quan sát trong HQC gắn với mặt đất (xem là HQC quán tính), còn những hiện tượng vừa nêu được quán sát trong HQC CĐ có gia tốc so với mặt đất. Ta gọi những HQC như vậy là HQC phi quán tính. – HQC phi quán tính là HQC như thế nào? – Giảng giải: trong HQC gắn với xe, mặc dù không có lực nào tác dụng vào nó theo phương ngang nhưng viên bi vẫn CĐ về phía B với gia tốc , giống như có một lực tác dụng lên vật. – Thông báo: do người ta đã quá quen thuộc với việc dùng các ĐL Newton để giải các bài toán cơ học nên các nhà vật lí đã nghĩ ra cách làm thế nào để có thể vẫn dùng các ĐL này trong HQC phi quán tính và đã đưa ra khái niệm về Lực quán tính. – Giới thiệu với HS về lực quán tính. – Giải thích rõ với HS: lực quán tính không phải là một loại lực cơ (như lực đàn hồi, lực ma sát, lực hấp dẫn) mà đây đơn giản chỉ là một khái niệm đưa ra để giúp cho việc giải bài toán được dễ dàng hơn. – So sánh lực quán tính với các lực thông thường? CH7 Lực quán tính có phản lực không? HS1 Quan sát hình 21.1, trả lời câu hỏi. – Quan sát tranh vẽ và nghe Gv mô tả thí nghiệm. -HS2: không. Vì có ma sát do xe AB tác dụng vào vật. – HS3: nếu bỏ qua ma sát thì viên bi sẽ đứng yên so với điểm M. -HS4 : đối với xe, viên bi có CĐ. + Các lực tác dụng vào viên bi: trọng lực P và phản lực N. – HS5 Xuất hiện tình huống có vấn đề với HSHS suy nghĩ và có thể đưa ra các câu trả lời -HS6: ĐL Newton không còn nghiệm đúng Vì ta đang xét trong hệ quy chiếu CĐ so với Trái Đất chứ không phải hệ quy chiếu quán tính – HQC phi quán tính là HQC CĐ có gia tốc đối với mặt đất (HQC quán tính), trong đó các ĐL Newton không còn nghiệm đúng nữa. – Ghi nhận nội dung thông báo của GV. – Ghi nhận khái niệm lực quán tính do GV giới thiệu. – Giống: gây ra biến dạng hoặc gây ra gia tốc cho vật. Khác: xuất hiện do tính chất phi quán tính của HQC chư không phải do tác dụng của vật nầy lên vật khác như các lực thông thường. – HS7: Lực quán tính không có phản lực. 1. Hệ quy chiếu có gia tốc: Gọi là HQC phi quán tính, là những HQC CĐ có gia tốc so với HQC mặt đất (HQC quán tính), trong đó các ĐL Newton không còn nghiệm đúng nữa 2. Lực quán tính: – Trong một HQC CĐ với gia tốc so với HQC quán tính, các hiện tượng cơ học xảy ra giống như là mỗi vật có khối lượng m chịu thêm tác dụng của một lực bằng . Lực này gọi là lực quana tính. * Chú ý: lực quán tính không có phản lực. Hoạt động 3 ( 15 phút):Bài tập vận dụng, củng cố. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Nội dung – Yêu cầu HS đọc phần bài tập vận dụng số 1 trong SGK -CH8 Giải bài toán đối với HQC gắn với mặt đất? -CH9 xác định tác dụng lên vật? Phân tích các lực tác dụng lên vật? Khi dây treo (vật) đã có vị trí ổn định (vật cân bằng) so với xe, tác dụng vào vật như thế nào? – Tính lực căng dây T, tính gia tốc a? – Yêu cầu HS đọc phần bài tập vận dụng số 2 trong SGK và yêu cầu HS giải bài toán theo 2 HQC. Trong bài toán, luôn chọn chiều dương là CĐ của , trục tọa độ OX thẳng đứng. 1. Giải bài toán đối với HQC mặt đất (HQC quán tính) – Áp dụng Đl II Newton choa vật? BT sau khi chiếu lên OX? 2. Giải bài toán đối với HQC gắn với thang máy (HQC phi quán tính). – Xác định ? – Áp dụng Đl II Newton cho vật? BT sau khi chiếu lên OX? -CH10 Nêu câu hỏi C3 SGK. – Nhận xét câu trả lời. -CH11 Yêu cầu HS trả lời các câu hỏi 1, 2 trong SGK. – Nhận xét câu trả lời của HS. – CH12 Nêu bài tập 1, 2 SGK. – Nhận xét câu trả lời của HS. – Đọc phần bài tập vận dụng trong SGK. -HS8 Đối với HQC gắn với mặt đất: P+T=ma – HS9 Đối với HQC gắn với xe: P+T+Fqt=0 – Tính T và a bằng cách áp dụng hệ thức lượng trong tam giác vuông: – HS10 Trả lời câu hỏi C3. – CH11 Trả lời các câu hỏi trắc nghiệm theo nội dung câu 1, 2 SGK. – HS12 Giải bài tập 1,2 SGK. – Trình bày câu trả lời. 3. Bài tập vận dụng: Bài tập 1: – Đối với HQC gắn với mặt đất: P+T=ma – Đối với HQC gắn với xe: P+T+Fqt=0 T α Fqt P Ta có: Bài tập 2: 1. Giải bài toán đối với HQC mặt đất (HQC quán tính) a/ suy ra: F = P = mg = 19, 6 N. b/ Chiếu lên trục OX, chiều + là chiều của . Ta được: – P + F = m.a Vây: F = m (a + g) = 24N. c/ Chiếu lên trục OX, chiều + là chiều của . Ta được: + P – F = m.a Vây: F = m (g – a) = 15,2N. d/ Chiếu lên trục OX, chiều + là chiều của . + P – F = m.g, suy ra: F = 0 2. Giải bài toán đối với HQC gắn với thang máy (HQC phi quán tính). a/ Thang máy CĐ đều, HQC phi quán tính bây giờ là HQC quán tính. suy ra: F = P = mg = 19, 6 N. b/ Đl II Newton cho vật khi vật cân bằng: Chiếu lên trục OX, chiều + là chiều của . Ta được: – P – Fqt + F = 0 Vây: F = P + Fqt = mg + ma = m (a + g) = 24N. c/ Đl II Newton cho vật khi vật cân bằng: Chiếu lên trục OX, chiều + là chiều của . Ta được: + P – F – Fqt = 0 Vây: F = P – Fqt = mg – ma = m (g – a) = 15,2N. d/ a = g thì: F = P – Fqt = mg – ma = m (g – a) = 0. Vật hoàn toàn không còn tác dụng kéo dãn lò xo của lực kế. Hoạt động 4 ( 5 phút): Hướng dẫn về nhà. Hoạt động của GV Hoạt động của HS – Về nhà làm các bài tập 3,4,5,6 SGK/97. – Yêu cầu HS chuẩn bị bài sau. – Ghi câu hỏi và bài tập về nhà. D. PHẦN RÚT KINH NGHIỆM
Cập nhật thông tin chi tiết về Lớp Học Vật Lý: Lịch Sử Vật Lý trên website 2atlantic.edu.vn. Hy vọng nội dung bài viết sẽ đáp ứng được nhu cầu của bạn, chúng tôi sẽ thường xuyên cập nhật mới nội dung để bạn nhận được thông tin nhanh chóng và chính xác nhất. Chúc bạn một ngày tốt lành!