Giáo án điện tử chuyên đề Vật lí 10 kết nối Bài 1: Sơ lược về sự phát triển của Vật lí học

CHÀO MỪNG CẢ LỚP ĐẾN VỚI BÀI HỌC MỚI

KHỞI ĐỘNG

Các phát minh dựa trên việc phát hiện vấn đề và giải quyết vấn đề một cách khoa học. Các nhà khoa học nghiên cứu vật lí như thế nào?

BÀI 1: SƠ LƯỢC VỀ SỰ PHÁT TRIỂN CỦA VẬT LÍ HỌC

NỘI DUNG BÀI HỌC

Sự ra đời và những thành tựu ban đầu của vật lí thực nghiệm

Sự ra đời của vật lí hiện đại

I. SỰ RA ĐỜI VÀ NHỮNG THÀNH TỰU BAN ĐẦU CỦA VẬT LÍ THỰC NGHIỆM

Aristotle (384 – 322 trước Công nguyên) là người đầu tiên xây dựng hệ thống tri thức mới không chỉ dựa vào tư duy mà còn dựa vào thí nghiệm, lập ra các quy tắc suy luận, các phương pháp nghiên cứu.

Thí nghiệm đơn giản

Thả một cục tẩy và một tờ giấy đồng thời từ ngang tầm mắt đến sàn nhà. 

Vật nào rơi xuống sàn nhà trước?

Bằng quan sát, Aristotle cho rằng Vật nặng rơi nhanh hơn vật nhẹ. Theo em, Aristotle có đúng không? Em hãy kể về sự kiện và những nhà khoa học chứng minh Aristotle đã sai lầm. 

Trả lời

• Aristotle không đúng

Thí nghiệm của Galilei

Galilei đã mang lên tháp nghiêng hai quả cầu kim loại, quả to nặng gấp khoảng 10 lần quả nhỏ và thả hai quả cầu xuống cùng lúc. Kết quả cả hai quả cầu đều rơi như nhau, cùng chạm đất một lúc

Hãy nêu sự khác nhau trong nghiên cứu của Aristotle và Galilei.

Trả lời

• Aristotle từ cảm nhận bằng mắt thường, đi từ những dự kiện đơn lẻ, cụ thể để khái quát tính chất chung của toàn thể tự nhiên.
• Galilei đề ra lí thuyết mới từ việc phân tích các thí nghiệm.

Đặt vấn đề

Sự ra đời của vật lí học với tư cách là một khoa học độc lập gắn với tên tuổi của một số nhà khoa học tên tuổi như Galilei, Newton là một cuộc cách mạng về tư duy vào thời điểm bấy giờ. 

Thành tựu của Galilei và Newton gắn liền với sự ra đời và phát triển của Vật lí thực nghiệm như thế nào?

Nêu vai trò của vật lí thực nghiệm đối với sự phát triển của Vật lí học?

Trả lời

• Sử dụng phương pháp thực nghiệm và định hướng để phát hiện quy luật, định luật vật lý. 
• Vật lý học tiến triển khi có phát hiện thực nghiệm mới hoặc khi lý thuyết mới được kiểm chứng thành công.

KẾT LUẬN

Vật lí cổ điển trở thành ngành khoa học riêng khi sử dụng phương pháp thực nghiệm nhằm phát hiện ra các quy luật, các định luật vật lí.

2 Một số thành tựu ban đầu của vật lí thực nghiệm

Máy hơi nước do James Watt sáng chế năm 1765 dựa trên những kết quả nghiên cứu về Nhiệt của Vật lí đã tạo nên bước khởi đầu cho cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ nhất với đặc trưng cơ bản là thay thế sức lực cơ bắp bằng sức lực máy móc.

Vật lí thực nghiệm có vai trò như thế nào trong việc phát minh ra máy hơi nước?

Vật lí thực nghiệm tạo ra bước tiến đáng kể về Nhiệt học, các nghiên cứu về dãn nở vì nhiệt là cơ sở để sáng chế ra máy hơi nước, hình thành nhiệt động lực học và mở đầu cách mạng công nghiệp lần thứ nhất.

Việc sáng chế ra máy phát điện và động cơ điện có tác động như thế nào đến sản xuất?

Trả lời

Máy phát điện và động cơ điện giúp chuyển đổi giữa điện năng và cơ năng, tạo ra dòng điện hiệu quả hơn pin điện hóa. Việc sử dụng động cơ điện thuận tiện cho truyền tải năng lượng, thay thế động cơ hơi nước trong nhiều lĩnh vực. Nhờ đó, thiết bị điện trở nên an toàn hơn, giảm nguy hiểm trong nhà ở, nhà máy và thúc đẩy dây chuyền sản xuất hiện đại.

Hãy kể ra một số thành tựu khác của vật lí thực nghiệm. 

a) Kính thiên văn

b) Hiện tượng tán sắc ánh sáng

c) Lồng Faraday được phát minh vào năm 1836

d) Máy phát điện xoay chiều 

e) Động cơ hơi nước

f) Giao thoa ánh sáng.

LẬP KẾ HOẠCH TÌM HIỂU VAI TRÒ CỦA CƠ HỌC NEWTON ĐỐI VỚI SỰ PHÁT TRIỂN CỦA VẬT LÍ HỌC VÀ SỰ RA ĐỜI CỦA VẬT LÍ HIỆN ĐẠI

Vấn đề cần tìm hiểu

• Một số ảnh hưởng của cơ học Newton đối với sự phát triển của vật lí học.
• Tìm hiểu một số nhánh nghiên cứu chính của vật lí cổ điển và vẽ sơ đồ tư duy mô tả các nhánh nghiên cứu của cơ học cổ điển. 
• Sự ra đời của vật lí hiện đại và một số lĩnh vực chính của vật lí hiện đại. 

Lưu ý: Nghiên cứu SCĐ và tìm hiểu các tài liệu trên internet .

3 Vai trò của cơ học Newton đối với sự phát triển của Vật lí học

Hoạt động nhóm trình bày các vấn đề sau:

Vấn đề 1: Vai trò của cơ học Newton đối với sự phát triển của Vật lí học.

Vấn đề 2: Một số nhánh nghiên cứu chính của vật lí cổ điển.

Vấn đề 3: Sự ra đời của vật lí hiện đại và một số lĩnh vực chính của vật lí hiện đại

Newton phát minh ra các định luật về chuyển động cơ học. Các định luật giúp:

+ Đặt nền móng cho cơ cổ điển nghiên cứu chuyển động xung quanh chúng ta

+ Mở rộng các nghiên cứu về thủy động lực học, điện học, từ học.

Ví dụ

• Nghiên cứu lực điện, lực từ giống nghiên cứu lực hấp dẫn, từ đó chế tạo nam châm điện, động cơ, …
• Phóng vệ tinh nhân tạo.
• Dự đoán sự xuất hiện của sao chổi của nhà khoa học Edmond Halley.

Các đóng góp quan trọng của Newton trong các lĩnh vực khác:

Quang học

Nghiên cứu về các hiện tượng phản xạ, tán sắc và lí giải ban đầu (dù chưa thật sự chính xác).

Nhiệt học

Nghiên cứu hiện tượng truyền nhiệt.

Toán học

Phát minh phép tính vi tích phân, phương pháp tính xấp xỉ trong thực nghiệm,..)

4 Một số nhánh nghiên cứu chính của vật lí cổ điển

--------------- Còn tiếp ---------------