Bài 1:

Khái quát về môn vật lý


Khởi động
Ở cấp THCS, các em đã tìm hiểu về lực, năng lượng, âm thanh,
ánh sáng, điện, từ, ... tất cả đều thuộc mơn Vật lí. Vậy,
Vật lí nghiên cứu gì? để làm gì? bằng cách nào?


Thảo luận
Nêu đối tượng nghiên cứu từng phân ngành sau của vật lí: cơ, nhiệt, điện-từ, quang

Vật lý
Cơ học

Nhiệt

Điện-từ

Quang học


I

Đối tượng – mục tiêu – phương pháp nghiên cứu vật lí
Đối tượng nghiên cứu của Vật lí

Đối tượng nghiên cứu của Vật lí gồm: các dạng vận động của
VẬT CHẤT và NĂNG LƯỢNG

E = mc2

Albert Einstein (1879 - 1955)

Vào năm 1905, nhà vật lý vĩ đại Albert Einstein đã đưa ra được
biểu thức mô tả mối liên hệ giữa năng lượng và khối lượng
*Vật lí là mơn khoa học tìm hiểu về thế giới tự nhiên (tiếng Hy Lạp, "Vật lí" cũng có nghĩa là "kiến thức về tự nhiên”)


I

Đối tượng – mục tiêu – phương pháp nghiên cứu vật lí
Mục tiêu nghiên cứu của Vật lí

Mục tiêu của Vật lí là khám phá ra quy luật tổng quát nhất chi phối sự vận động của
vật chất và năng lượng, cũng như tương tác giữa chúng ở mọi cấp độ: vi mô, vĩ mô

Vi mô: các nguyên tử, phân tử

Vĩ mô: các vật chuyển động

Minh hoạ các cấp độ của vật chất


I

Đối tượng – mục tiêu – phương pháp nghiên cứu vật lí
Mục tiêu nghiên cứu của Vật lí


Vật lí giúp con người giải thích và tiên đốn được rất nhiều hiện tượng tự nhiên (sét, bão, mưa…).

Học tập vật lí giúp học sinh hiểu được các quy luật của tự nhiên, vận dụng
kiến thức vào cuộc sống hình thành các năng lực khoa học công nghệ


I

Đối tượng – mục tiêu – phương pháp nghiên cứu vật lí
Phương pháp nghiên cứu của Vật lí

Phương pháp thực nghiệm
Thí nghiệm về sự rơi của vật được thực hiện bởi Galileo Galilei là một
ví dụ cho phương pháp thực nghiệm.

Galileo Galilei, 1564 - 1642

Tại tháp nghiêng Pisa, Galilei đã thả rơi hai vật có khối lượng khác nhau (nhưng cùng hình dạng) cho thấy
hai vật rơi và chạm đất cùng lúc. Điều này đã bác bỏ quan niệm vật nặng rơi nhanh hơn vật nhẹ


I

Đối tượng – mục tiêu – phương pháp nghiên cứu vật lí
Phương pháp nghiên cứu của Vật lí

Phương pháp lí thuyết
Lí thuyết vật lí được xây dựng dựa trên các quan sát ban đầu và trực giác của các nhà vật
lí, trong nhiều trường hợp có tính định hướng và dẫn dắt cho thực nghiệm kiểm chứng.


Từ việc phát hiện ra những bất thường
nhỏ đó trong chuyển động của Thiên
vương tinh, 2 nhà thiên văn Adams (Anh)
và Le Verrier (Pháp) đã kết luận rằng có
một hành tinh X chưa được phát hiện
Dựa trên tính tốn lí thuyết, Le Verrier đã
chỉ ra vị trí của hành tinh X
Năm 1846, đài thiên văn Berlin và
Cambridge đã quan sát được hành tinh
này đúng như dự đoán của Le Verrier

VD: Việc dự đoán sự tồn tại của Hải Vương tinh (thế kỉ XIX) dựa vào phương pháp lí thuyết


I

Đối tượng – mục tiêu – phương pháp nghiên cứu vật lí
Phương pháp nghiên cứu của Vật lí

Phương pháp lí thuyết
Việc hình thành lí thuyết phụ thuộc
rất nhiều yếu tố: dữ liệu quan sát
ban đầu, trực giác của nhà khoa
học, sự hồn thiện của cơng cụ
tốn học, tính tốn tỉ mỉ,...
Thực nghiệm kiểm chứng càng
nhiều lí thuyết càng đúng
Một thí nghiệm khơng phù hợp với lí
thuyết lí thuyết đó bị bác bỏ
phải xây dựng lại lí thuyết mới phù

hợp với thực nghiệm.
Đó là con đường nghiên cứu khoa học.


Đối tượng – mục tiêu – phương pháp nghiên cứu vật lí

I

Phương pháp nghiên cứu của Vật lí
Ø

Phương pháp thực nghiệm

Dùng thí nghiệm để phát hiện kết quả
mới, giúp kiểm chứng, hoàn thiện, bổ
sung hay bác bỏ giả thuyết nào đó. Kết
quả mới này cần được giải thích bằng lí
thuyết đã biết hoặc lí thuyết mới.
Vd: Lực đàn hồi

Ø

Phương pháp lí thuyết

Sử dụng ngơn ngữ tốn học và suy
luận lí thuyết để phát hiện một kết quả
mới. Kết quả mới này cần được kiểm
chứng bằng thực nghiệm
Vd: Lực hấp dẫn


m1m2
Fhd = G 2
r

Hai PP hỗ trợ cho nhau, trong đó PP thực nghiệm có tính quyết định.


I

Đối tượng – mục tiêu – phương pháp nghiên cứu vật lí
Phương pháp nghiên cứu của Vật lí

Tìm hiểu tự nhiên dưới góc độ Vật lí
Quan sát hiện
tượng để xác
định đối tượng
nghiên cứu

Đối chiếu với các lí
thuyết đang có để
đề xuất giả thuyết
nghiên cứu

Thiết kế, xây dựng
mơ hình lí thuyết hoặc
mơ hình thực nghiệm
để kiểm chứng giả
thuyết

Rút ra kết luận.


Xử lí số liệu và phân
tích kết quả để xác
nhận, điều chỉnh, bổ
sung hay loại bỏ giả
thuyết ban đầu

Tính tốn theo mơ
hình lí thuyết hoặc
thực hiện thí nghiệm
để thu thập dữ liệu


Thảo luận
Quan sát hình và phân tích ảnh hưởng của Vật lí trong một số lĩnh vực.
Từ đó, trình bày ưu điểm của việc ứng dụng Vật lí vào đời sống so với
các phương pháp truyền thống ở các lĩnh vực trên.

Thơng tin liên lạc

Chẩn đốn bệnh


Thảo luận
Quan sát hình và phân tích ảnh hưởng của Vật lí trong một số lĩnh vực.
Từ đó, trình bày ưu điểm của việc ứng dụng Vật lí vào đời sống so với
các phương pháp truyền thống ở các lĩnh vực trên.

Quy trình đóng gói


Quan sát thiên văn


II

Ảnh hưởng của vật lí đến một số lĩnh vực trong đời sống và kĩ thuật
Ảnh hưởng của Vật lý trong một số lĩnh vực

Thông tin liên lạc
Nền tảng internet kết hợp với điện thoại thông minh và một số thiết bị công
nghệ đã tạo ra một phương tiện thông tin liên lạc vơ cùng hữu ích.

VD: Tin tức, tiếng nói, hình ảnh được truyền đi nhanh chóng đến mọi nơi trên thế giới
thế giới hiện nay trở nên “phẳng” hơn.


II

Ảnh hưởng của vật lí đến một số lĩnh vực trong đời sống và kĩ thuật
Ảnh hưởng của Vật lý trong một số lĩnh vực

Cơng nghiệp
Vật lí là động lực của các cuộc cách mạng công nghiệp. Nhờ vậy, nền sản xuất thủ
công nhỏ lẻ được chuyển thành nền sản xuất dây chuyền, tự động hố
Từ đó giải phóng sức lao động của con người.

VD: hiện nay, công nghiệp sản xuất đang bước vào thời kì 4.0 với cốt lõi là
Internet vạn vật (IoT) và điện toán đám mây.



II

Ảnh hưởng của vật lí đến một số lĩnh vực trong đời sống và kĩ thuật
Ảnh hưởng của Vật lý trong một số lĩnh vực

Nơng nghiệp
•

•

•

Ứng dụng Vật lí giúp chuyển đổi quá trình canh tác truyền thống thành các phương
pháp hiện đại với năng suất vượt trội nhờ vào máy móc cơ khí tự động hố.
Việc tạo ra các giống cây trồng có đặc tính ưu việc dựa vào đột biển bằng việc chiếu
xạ cũng ngày càng phổ biến.
Công nghệ cảm biến khơng dây cũng giúp cho q trình kiểm sốt chất lượng
nơng sản được thuận tiện và đạt hiệu quả cao

Cơng nghệ cảm biến trong việc kiểm sốt chất lượng nông sản


II

Ảnh hưởng của vật lí đến một số lĩnh vực trong đời sống và kĩ thuật

Ảnh hưởng của Vật lý trong một số lĩnh vực
Nghiên cứu khoa học
Việc tìm hiểu kiến thức vật lí cũng tạo ra những phương pháp mới, những thiết bị hiện
đại, tối tân giúp các nhà nghiên cứu tìm hiểu sâu hơn về vật chất, năng lượng, vũ trụ.


Virus corona

Hồng cầu

Kính hiển vi điện tử phóng lớn ảnh hàng trăm nghìn
lần giúp quan sát vi khuẩn, virus;

Nhiễu xạ tia X giúp khám phá
cấu trúc của phân tử DNA


II

Ảnh hưởng của vật lí đến một số lĩnh vực trong đời sống và kĩ thuật

Ảnh hưởng của Vật lý trong một số lĩnh vực
Nghiên cứu khoa học
Việc tìm hiểu kiến thức vật lí cũng tạo ra những phương pháp mới, những thiết bị hiện
đại, tối tân giúp các nhà nghiên cứu tìm hiểu sâu hơn về vật chất, năng lượng, vũ trụ.

Kính thiên văn Hubble bay quanh Trái Đất ở độ cao hơn 600 km, giúp
chụp ảnh của các thiên hà cách xa Trái Đất hơn 13 tỉ năm ánh sáng


II

Ảnh hưởng của vật lí đến một số lĩnh vực trong đời sống và kĩ thuật
Ảnh hưởng của Vật lý trong một số lĩnh vực


Y tế
Các PP chẩn đoán và chữa bệnh có áp dụng kiến thức vật lí như phép nội soi, chụp Xquang, chụp cắt lớp vi tính (CT), chụp cộng hưởng từ (MRI), xạ trị,... đã giúp cho việc chẩn
đoán và chữa trị của bác sĩ đạt hiệu quả cao sức khoẻ của con người ngày càng tăng

Chụp X - quang

Chụp cộng hưởng từ (MRI)

Xạ trị


II

Ảnh hưởng của vật lí đến một số lĩnh vực trong đời sống và kĩ thuật
Ảnh hưởng của Vật lý trong một số lĩnh vực
Vật lí có tác động làm thay đổi mọi lĩnh vực hoạt động của con người.
Dựa trên nền tảng vật lí, các cộng nghệ mới được sáng tạo với tốc độ vũ bão.
Kiến thức vật lí trong các phân ngành được áp dụng kết hợp để tạo ra kết quả tối ưu.
Các kĩ năng vật lí như tính chính xác, đúng thời điểm và thời lượng, quan sát, suy luận
nhạy bén,... đã thành kĩ năng sống cần có của con người hiện đại.


Thảo luận
Có ý kiến nhận định điện năng là thành tựu cốt lõi và huyết mạch của Vật lí cho
nền văn minh của nhân loại. Trình bày quan điểm của em về nhận định này.

Châu Âu về đêm (ảnh chụp từ vệ tinh)

Châu Á về đêm (ảnh chụp từ vệ
tinh)



Bài tập
Vào đầu thế kỉ XX, J. J. Thomson đã đề xuất mơ hình cấu tạo ngun tử gồm các
electron phân bố đều trong một khối điện dương kết cấu tựa như khối mây. Để kiểm
chứng giả thuyết này, E. Rutherford đã sử dụng tia alpha gồm các hạt mang điện dương
bắn vào các nguyên tử kim loại vàng. Kết quả của thí nghiệm đã bác bỏ giả thuyết của
Thomson, đồng thời đã giúp khám phá ra hạt nhân nguyên tử.
Rutherford đã vận dụng PP nghiên cứu nào để nghiên cứu vấn đề này? Giải thích.