Bài tập chuyên đề Vật lí 10 Bài 1: Sơ lược về sự phát triển của vật lí có đáp án

Trả lời:

Để đạt được những thành tựu và ảnh hưởng sâu rộng như hiện nay vật lí đã trải qua những giai đoạn phát triển:

- Vật lí thực nghiệm.

- Vật lí cổ điển.

- Vật lí hiện đại.

Và vượt qua những khó khăn:

- “Khủng hoảng vùng tử ngoại (ultraviolet catastrophe)”trong quá trình nghiên cứu về bức xạ của vật đen tuyệt đối, các kết quả tính toán và lý thuyết điện từ cho kết quả sai lệch hoàn toàn so với kết quả thực nghiệm ở vùng bước sóng tử ngoại. Ngoài ra các tính toán lý thuyết còn đưa ra một kết quả vô lý khi cho rằng năng lượng của vật đen tuyệt đối là vô cùng.

Vào thế kỷ XVII nhà vật lí Christiaan Huyghens (1629 – 1695) đã giải thích thành công hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng khi cho rằng bản chất của ánh sáng là sóng. Tuy nhiên sau các thí nghiệm Albert Michelson và Edward Morley cho thấy vấn đề về môi trường truyền sóng ánh sáng chưa được giải quyết một cách triệt để.

Trong những thập niên đầu của thế kỷ XXI, vật lí đã đạt được những thành tựu nổi bật phát hiện sóng hấp dẫn tạo ra do sự sáp nhập của hai hố đen vũ trụ và laser.

Một số lĩnh vực của vật lí hiện đại là

- Vật lí hạt nhân.

-Vật lí laser.

-Vật lí nguyên tử, phân tử và quang học.

-Vật lí kĩ thuật: cơ khí, điện - điện tử.

-Vật lí thiên văn và vũ trụ.

-Vật lí nano.

-Vật lí tính toán lượng tử.

-Vật lí vật chất ngưng tụ.

-Vật lí bán dẫn, công nghệ vật liệu.

-Vật lí y học, vật lí sinh học.

-Vật lí cơ bản và năng lượng cao.

Trả lời:

- Galilê chế tạo thành công kính thiên văn vào năm 1609 và mở đầu cho kỉ nguyên nghiên cứu vũ trụ.

- Newton tìm ra định luật cơ bản về chuyển động đặt nền móng cho cơ học cổ điển.

- Newton nghiên cứu hiện tượng tán sắc ánh sáng chứng minh ánh sáng trắng không phải là ánh sáng đơn sắc mà là tập hợp của vô số ánh sáng đơn sắc khác nhau có dải màu liên tục từ đỏ đến tím. Ngoài ra Newton cũng nêu ra giả thuyết ánh sáng có tính chất hạt.

- Michael Faraday (1791 – 1867) nghiên cứu các hiện tượng về điện từ và mối quan hệ tương hỗ giữa điện và từ hay còn gọi là hiện tượng cảm ứng điện và từ. Đây là cơ sở cho sự ra đời của máy phát điện xoay chiều.

- Sự ra đời của động cơ hơi nước vào năm 1765 của James Watt (1736 -1819) là thành tựu quan trọng của vật lí thực nghiệm trong cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ nhất.

- Thomas Young (1773 – 1829) thực hiện thí nghiệm giao thoa ánh sáng từ đó chứng minh ánh sáng có tính chất sóng.

Vậy vật lí thực nghiệm có vai trò quan trọng trong sự phát triển của vật lý. Khẳng định hoặc bác bỏ cho những lí thuyết trước đó, cơ sở để vật lí làm tiền đề cho các cuộc cách mạng khoa học, công nghiệp, kĩ thuật,… chế tạo các thiết bị máy móc phục vụ vào cuộc sống, sinh hoạt, sản xuất, …

Trả lời:

Ta tiến hành các thí nghiệm:

Thí nghiệm 1: Thả rơi hai tờ giấy giống nhau, nhưng một tờ được vo tròn, một tờ để phẳng. Ta thấy hai vật nặng như nhau lại rơi nhanh, chậm khác nhau.

Thí nghiệm 2: Thả một viên phấn nhỏ và một tấm bìa phẳng (nặng hơn viên phấn) ta thấy vật nhẹ rơi nhanh hơn vật nặng.

Vậy quan điểm vật nặng rơi nhanh hơn vật nhẹ của Aristotle là không chính xác.

Trả lời:

Vai trò của vật lí thực nghiệm trong quá trình phát triển của khoa học là

- Vật lí thực nghiệm ra đời mở đầu cho kỉ nguyên nghiên cứu vũ trụ.

- Là cơ sở cho sự ra đời ngành điện xoay chiều.

- Là cơ sở cho sự ra đời của ngành nhiệt động lực học.

- Là cơ sở cho sự ra đời của sóng ánh sáng và lượng tử ánh sáng.

Trả lời:

Những đóng góp quan trọng của Newton trong các lĩnh vực nghiên cứu khác

- Isaac Newton đã xây dựng nên hệ thống các định luật về chuyển động và định luật vạn vật hấp dẫn. Hệ thống các định luật này đã tạo cơ sở lý luận và Toán học vững chắc cho sự ra đời và phát triển của cơ học cổ điển khi có thể giải thích không chỉ các chuyển động của các vật thể trong cuộc sống hàng ngày mà còn cả các hành tinh và các vật thể trong vũ trụ.

- Newton đã chế tạo kính thiên văn phản xạ thực tế đầu tiên và phát triển một lý thuyết phức tạp về màu sắc dựa trên quan sát rằng một lăng kính phân tách ánh sáng trắng thành các màu của quang phổ nhìn thấy được.

- Ông cũng đưa ra định luật thực nghiệm về sự tiêu tán nhiệt, thực hiện phép tính lý thuyết đầu tiên về tốc độ âm thanh và đưa ra khái niệm về chất lỏng Newton.

- Ngoài ra Newton đã phát minh công cụ toán học có tên gọi là phép tính vi phân và tích phân để phục vụ cho những phép tính của mình. Sau này các phép tính vi phân và tích phân trở thành một ngành nghiên cứu quan trọng của toán học được gọi là giải tích.