Bài tập Sự hình thành và phát triển của vật lí học có đáp án

Trả lời:

Sử dụng tia laser để phẫu thuật:

Trong thời buổi y học phát triển như hiện nay, các bác sĩ thường không nhất thiết phải tiến hành mổ bằng dao kéo mà đã có hình thức mổ nội soi, đặc biệt là ở những bệnh mà nếu dùng đến dao kéo sẽ xảy ra những nguy cơ cao về tính mạng.

Mổ tia laser là một ứng dụng của vật lý, khi tiến hành mổ, các bác sĩ sẽ soi một tia laser vào trong vùng cần can thiệp, tia laser có tác dụng tái tạo sự phân bố mạch bằng laser xuyên qua cơ thể, tạo hình mạch bằng laser chọc qua da, nối vi phẫu động mạch bằng laser, giúp giải quyết tình trạng bệnh cho bệnh nhân.

Trả lời:

Định luật vạn vật hấp dẫn của Newton thường được phát biểu rằng mọi hạt đều hút mọi hạt khác trong vũ trụ với một lực tỷ lệ thuận với tích khối lượng của chúng và tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa các tâm của chúng.

Đây là một định luật vật lý tổng quát rút ra từ những quan sát thực nghiệm của cái mà Isaac Newton gọi là suy luận quy nạp. Nó là một phần của cơ học cổ điển và được xây dựng trong công trình của Newton “Các nguyên lý toán học của triết học tự nhiên” ("Principia"), xuất bản lần đầu vào ngày 5 tháng 7 năm 1687. Khi Newton trình bày Quyển 1 của văn bản chưa được xuất bản vào tháng 4 năm 1686 cho Hiệp hội Hoàng gia, Robert Hooke tuyên bố rằng Newton đã ăn trộm ý tưởng về định luật nghịch đảo bình phương từ ông.

Trả lời:

- Toàn bộ lý thuyết trừu tượng và rắc rối về màu sắc của thời Baroque đã bị Isaac Newton (Nhà vật lý, thiên văn học, triết học, toán học, thần học và nhà giả kim thuật người Anh – nhà khoa học vĩ đại và có tầm ảnh hưởng lớn nhất, 1642-1721) lật nhào bằng thí nghiệm tán sắc ánh sáng vào năm 1671. Newton phát hiện ra rằng chùm ánh sáng trắng khi đi qua một lăng kính thì bị tách ra thành bảy chùm ánh sáng có màu đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm và tím. Bảy chùm ánh sáng đơn sắc này sau khi đi qua một lăng kính lộn ngược thì lại hợp nhất thành chùm ánh sáng trắng..

Isaac Newton (1642-1721)

- Newton cũng chứng minh được rằng các chùm ánh sáng có màu khác nhau trong quang phổ khi chiếu qua vật chất thì bị khúc xạ theo một góc khác nhau. Ông phát hiện ra rằng khi đi qua lăng kính, ánh sáng màu đỏ sẽ bị lệch ít hơn trong khi ánh sáng màu tím bị lệch nhiều hơn. Kết quả quan sát này đã khiến Newton tin rằng mỗi màu được tạo ra từ các thành phần thiết yếu duy nhất. Thành phần tạo nên sắc đỏ của màu đỏ khác với thành phần tạo nên sắc tím của màu tím. Mặc dù Newton đã chọn hướng đi đúng nhưng ông đã đưa ra giả thuyết sai rằng những ánh sáng gồm những hạt nhỏ di chuyển trên một đường thẳng xuyên qua một loại ether và hình thành nên “lý thuyết hạt”. Tuy nhiên cuối cùng, cái mà ông gọi là “lý thuyết hạt” sau đó được chấp nhận rộng rãi.

- Mô tả thí nghiệm tán sắc ánh sáng:

- Thí nghiệm với ánh sáng trắng

Chiếu ánh sáng Mặt trời qua một lăng kính thủy tinh P thấy vệt sáng F’ trên màn M bị dịch xuống phía đáy lăng kính đồng thời bị trải dài thành một dải màu biến thiên, dải màu trên được gọi là quang phổ.

- Thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc

Vẫn làm thí nghiệm tương tự như thí nghiệm với ánh sáng trắng ở trên. Tuy nhiên chùm sáng đơn sắc sau khi qua lăng kính P tách lấy một ánh sáng đơn sắc (ví dụ như ánh sáng vàng) và tiếp tục cho qua một lăng kính tiếp theo. Khi đó trên màn quan sát M’ nhận thấy chỉ thu được một điểm sáng vàng.

- Newton coi cả bảy màu đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm và tím là bảy màu sơ cấp bởi không có màu nào có thể bị đổi sang màu khác bằng khúc xạ và chúng có thể hòa trộn với nhau. Bên cạnh đó, Newton nhận thấy rằng một màu có thể là màu thuần túy hoặc do sự kết hợp của các tia sáng. Newton cũng phát hiện ra rằng khi chiếu ba hoặc bốn chùm ánh sáng đơn sắc chồng lên nhau, chúng có thể hòa thành màu trắng.

Trả lời:

Vận dụng lý thuyết vào cuộc sống, Isaac Newton có nhiều phát minh vĩ đại làm thay đổi thế giới. Ví dụ:

- Chế tạo kính thiên văn phản xạ có độ phóng đại, rõ nét hơn các phiên bản trước.

- Thông qua phân tích quang phổ của ánh sáng Isaac Newton là người đầu tiên giúp chúng ta hiểu và xác định được, cầu vồng trên bầu trời có 7 màu sắc khác nhau.

- Ông cũng là người đầu tiên đặt ra Định luật chuyển động đặt nền tảng cho cơ học cổ điển. Công trình của ông lần đầu tiên đặt ra ba định luật của chuyển động, gồm: Định luật quán tính, định luật về gia tốc, lực và phản lực. Các định luật của Newton giúp giải thích nhiều hiện tượng xảy ra trong cuộc sống và đặt nền tảng cho cơ học cổ điển.

- Định luật vạn vật hấp dẫn và phép tính vi phân, tích phân cũng ghi công của Newton, là cơ sở của cơ học cổ điển cho đến khi có thuyết tương đối của Albert Einstein.

Trả lời:

- Vật lí thiên văn nghiên cứu các hành tinh, ngôi sao, hiện tượng ngày và đêm, quy luật chuyển động của chúng…

- Cơ học cổ điển nghiên cứu các loại chuyển động, các loại lực, sự tương tác giữa chúng…

- Nhiệt học (Động cơ nhiệt) nghiên cứu các loại động cơ nhiệt, nghiên cứu về nhiệt độ, áp suất, thể tích mối quan hệ giữa chúng, …

- Điện học và từ học nghiên cứu các hiện tượng điện và từ, loại mạch điện, chế tạo máy phát điện, sự liên quan giữa điện và từ, …

- Quang học nghiên cứu về cấu tạo, màu sắc, tốc độ,… của ánh sáng.