Tải bản chuẩn giáo án chuyên đề vật lí 10 CTST bài 1: Sơ lược về sự phát triển của vật lí học

Tải bản chuẩn giáo án chuyên đề học tập Vật lí 10 bộ sách mới chân trời sáng tạo bài 1: Sơ lược về sự phát triển của vật lí học. giáo án soạn ch1 t1ết, hướng dẫn học sinh hoạt động để tìm tò1, khám phá ra k1ến thức mới, vận dụng chúng vào v1ệc giải quyết các vấn đề của học tập và của thực tiễn cuộc sống. Mờ1 thầy cô kéo xuống tham khảo

Cùng hệ thống với: Kenhgiaovien.com - tech12h.com - Zalo hỗ trợ: Fidutech - nhấn vào đây

Rõ nét về file powerpoint trình chiếu. => Xem thêm

Ngày soạn:…/…/…

Ngày dạy:…/…/…

 

CHUYÊN ĐỀ 1: VẬT LÍ TRONG MỘT SỐ NGÀNH NGHỀ (10 tiết)

BÀI 1: SƠ LƯỢC VỀ SỰ PHÁT TRIỂN CỦA VẬT LÍ HỌC (4 TIẾT)

 

  1. MỤC TIÊU
  2. Về kiến thức
  • Vai trò của cơ học Newton đối với sự phát triển của Vật lí.
  • Một số nhánh nghiên cứu chính của Vật lí cổ điển và thành tựu ban đầu cảu Vật lí thực nghiệm.
  • Sự khủng hoảng của Vật lí cuối thế kỉ XIX và sự ra đời của Vật lí hiện đại.
  • Một số lĩnh vực chính của Vật lí hiện đại.
  1. Năng lực

- Năng lực chung:

  • Năng lực tự chủ và tự học trong tìm tòi khám phá.
  • Năng lực giao tiếp và hợp tác trong trình bày, thảo luận và làm việc nhóm
  • Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo trong thực hành, vận dụng.

- Năng lực riêng:

  • Nhận thức vật lí: Nêu được sơ lược sự ra đời và những thành tựu ban đầu của vật lí thực nghiệm, vai trò của cơ học Newton đối với sự phát triển của Vật lí học, liệt kê được một số nhánh nghiên cứu chính của Vật lí cổ điển, nêu được sự khủng hoảng của vật lí cuối thế kỉ XIX, tiền đề cho sự ra đời của vật lí hiện đại, liệt kê được một số lĩnh vực chính của vật lí hiện đại.

 

  1. Phẩm chất
  • Có sự hiểu biết, yêu thích và hứng thú với vật lí học.
  1. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU
  2. Đối với giáo viên
  • SGK, Sách chuyên đề học tập Vật lí 10, SGV, Kế hoạch bài dạy.
  • Các đoạn video, hình ảnh về thí nghiệm vật lí hoặc các hiện tượng vật lí thú vị, các phát minh, sáng chế.
  • Máy tính, máy chiếu (nếu có).
  1. Đối với học sinh
  • Sách chuyên đề học tập Vật lí 10, dụng cụ học tập.

III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

  1. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG
  2. Mục tiêu: Tạo hứng thú, khơi gợi sự kích thích, tò mò của HS.
  3. Nội dung: GV cho HS xem hình ảnh, video; HS quan sát và trả lời câu hỏi.
  4. Sản phẩm học tập: Câu trả lời của HS về sự phát triển của Vật lí.
  5. Tổ chức thực hiện:

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ:

- GV yêu cầu HS quan sát một số hình ảnh:

(Galileo và thí nghiệm tại tháp nghiêng Pisa).

(Máy hơi nước – phát minh của James Watt)

(Thuyết tương đối rộng và tương đối hẹp của Einstein)

https://www.youtube.com/watch?v=XDXQMt2p2z8 (video về thuyết tương đối rộng và thuyết tương đối hẹp)

(Hình ảnh trạm vũ trụ trong không gian).

- GV dẫn dắt:

"Trong Bài 1 sách giáo khoa Vật lí 10, các em đã tìm hiểu khái quát về đối tượng, mục tiêu và một số phương pháp nghiên cứu vật lí cũng như những ảnh hưởng của Vật lí đến các lĩnh vực khác nhau trong đời sống hằng ngày. Để đạt được những thành tựu và ảnh hưởng sâu rộng như hiện nay, Vật lí đã trải qua những giai đoạn phát triển và vượt qua những khó khăn nào? Trong những thập niên đầu của thế kỉ XXI, Vật lí đã đạt được những thành tựu nổi bật nào và một số lĩnh vực chính của Vật lí hiện đại là gì?

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ: HS quan sát và chú ý lắng nghe, thảo luận nhóm đôi trả lời câu hỏi.

Bước 3: Báo cáo, thảo luận: GV gọi một số HS trả lời, HS khác nhận xét, bổ sung.

Bước 4: Kết luận, nhận định: GV đánh giá kết quả của HS, trên cơ sở đó dẫn dắt HS vào bài học mới. Bài 1: Sơ lược về sự phát triển của vật lí học.

  1. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

Hoạt động 1: Tìm hiểu sơ lược về lịch sử hình thành của vật lí thực nghiệm.

  1. Mục tiêu: Thông qua hoạt động, HS nắm được sự ra đời, phát triển và thành tựu của vật lí thực nghiệm đối với sự phát triển của vật lí học.
  2. Nội dung: GV tổ chức cho HS làm thí nghiệm, nghiên cứu thông tin và trả lời câu hỏi, làm Luyện tập, thực hiện thí nghiệm.
  3. Sản phẩm học tập:

- HS ghi được vào vở sự ra đời, phát triển và thành tựu của vật lí thực nghiệm đối với sự phát triển của vật lí học.

- HS tiến hành thí nghiệm dưới sự hướng dẫn của GV.

  1. Tổ chức hoạt động:

HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN - HỌC SINH

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS trả lời Câu hỏi:

Các nhà triết học tự nhiên Hy Lạp cổ đại đã sử dụng những phương pháp nghiên cứu nào để suy luận và nghiên cứu thế giới tự nhiên?

- GV tổ chức cho HS thí nghiệm đơn giản: Thả một cục tẩy và một tờ giấy đồng thời từ ngang tầm mắt đến sàn nhà.

- GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi: Vật nào rơi xuống sàn nhà trước?

- GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi: 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.

(Aristotle không đúng).

- GV có thể chiếu lại hình ảnh về 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).

+ Câu hỏi: Hãy nêu sự khác nhau trong nghiên cứu của Aristotle và Galilei.

- GV dẫn dắt: 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 bây giờ.

- GV cho HS trả lời Câu hỏi:

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

- GV cho HS thảo luận theo nhóm 4 trả lời Câu hỏi 1, 2 (SGK)

1. Trình bày một số kết quả nổi bật của Vật lí thực nghiệm. Từ đó phân tích được vai trò của Vật lí thực nghiệm trong sự phát triển của Vật lí.

+ GV dẫn dắt và giới thiệu thêm một số kết quả ban đầu của Vật lí thực nghiệm.

2. Tiến hành thí nghiệm để chứng minh quan điểm vật nặng rơi nhanh hơn vật nhẹ của Aristotle là không chính xác.

- GV cho HS thực hiện Luyện tập theo nhóm 4:

Nêu vai trò của Vật lí thực nghiệm trong quá trình phát triển của khoa học.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS làm thí nghiệm, nghiên cứu thông tin, và trả lời câu hỏi.

- GV hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời HS trả lời câu hỏi về sự ra đời, phát triển và vai trò của vật lí thực nghiệm đối với sự phát triển của vật lí học.

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

GV đánh giá, nhận xét, chuẩn kiến thức, chuyển sang nội dung mới.

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

a) Sơ lược về lịch sử hình thành của Vật lí thực nghiệm

Trả lời Câu hỏi:

- Các nhà triết học tự nhiên Hy Lạp cổ đại tìm hiểu thế giới tự nhiên dựa trên quan sát, kết hợp lí luận tư duy để lập ra nguyên tắc suy luận và phương pháp quy nạp để nghiên cứu các sự vật hiện tượng diễn ra trong tự nhiên, từ đó xây dựng nên nền khoa học đầu tiên trên thế giới.

- Các nhà bác học tiêu biểu trong giai đoạn này như: Aristotle, Ptolemy.

Trả lời Câu hỏi:

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 mưới từ việc phân tích các thí nghiệm.

Trả lời Câu hỏi:

- Galilei: nghiên cứu tìm cách thực hiện thí nghiệm trong các điều kiện khác nhau để đưa ra kết luận cho các vấn đề. Ông là người đặt nền móng cho phương pháp thực nghiệm.

- Newton đã kế thừa và hoàn thiện phương pháp thực nghiệm.

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.

b) Một số thành tựu ban đầu của vật lí thực nghiệm.

TL Câu hỏi 1 (SGK):

- Thí nghiệm chứng tỏ thời gian rơi tự do không phụ thuộc vào khối lượng của vật.

- Nguyên lí I và II nhiệt động lực học và định luật bảo toàn năng lượng  Sự ra đời của động cơ nhiệt.

- Thí nghiệm về hiện tượng cảm ứng của Faraday tạo cơ sở cho sự phát minh ra điện.

- Phát minh bóng đèn dây tóc.

- Thí nghiệm truyền sóng điện tử của Hertz góp phần phát triển ngành truyền thông không dây.

Vật lí thực nghiệm đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của Vật lí khi giúp phát hiện ra những hiện tượng mới cũng như kiểm chứng lại những nghiên cứu lí thuyết.

TL Câu hỏi 2 (SGK)

- Thả hai vật có khối lượng khác nhau nhưng có hình dạng tương đương nhau từ cùng một độ cao  rơi đồng thời.

- Thả hai vật có khối lượng bằng nhau nhưng có hình dạng khác nhau (một tờ giấy duỗi thẳng, một tờ giấy bị vò lại) từ cùng một độ cao  rơi không đồng thời dù khối lượng bằng nhau.

Kết luận:

- Galilei chế tạo thành công kính thiên văn vào năm 1609 và mở đầu cho kỉ nguyên nghiên cứu vũ trụ (Hình 1.2a).

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

– Newton nghiên cứu hiện tượng tán sắc ánh sáng (Hình 1.2b), 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 màu trải dài liên tục từ đỏ đến than. Ngoài ra, Newton cũng nêu ra giả thuyết ánh sáng có tính chất hạt.

- Michael Faraday (Mai-cơn Pha-ra-đây) (1791 – 1867) nghiên cứu các hiện tượng về điện từ (Hình 1.2c) 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 (Hình 1.2d).

– Sự ra đời của động cơ hơi nước (Hình 1.2e) vào năm 1765 của James Watt (Giêm Oát) (1736 – 1819) là thành tựu quan trọng của Vật lí thực nghiệm trong cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ nhất.

- Thomas Young (Tho-mát Y-âng) (1773 – 1829) thực hiện thí nghiệm giao thoa ánh sáng (Hình 1.2f), từ đó chứng minh ánh sáng có tính chất sóng.

Luyện tập:

Vật lí thực nghiệm không chỉ đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển chung của Vật lí mà còn ở các ngành khoa học khác.

– Trong hoá học: phương pháp điện phân được phát triển dựa trên các phương pháp thực nghiệm về hiện tượng điện và từ. Các phương pháp phân tích trong hoá học cũng dựa trên những nghiên cứu về quang phổ nhiễu xạ tia X (XRD – X-ray diffraction), kính hiển vi điện tử quét (SEM – Scanning Electron Microscope),...

– Trong khoa học vật liệu: phương pháp chụp hình độ phân giải cao không phá huỷ mẫu dựa trên các phương pháp thực nghiệm tán xạ của Vật lí hạt nhân.

- Trong y học: Các phương pháp chẩn đoán và điều trị sử dụng rất nhiều thành tựu của Vật lí thực nghiệm như những nghiên cứu về X-quang, phóng xạ, siêu âm, laser,...

Hoạt động 2: Tìm hiểu vai trò của cơ học Newton đối với sự phát triển của vật lí

  1. Mục tiêu: Thông qua hoạt động, HS tìm hiểu về vai trò của cơ học Newton đối với sự phát triển của vật lí học.
  2. Nội dung: GV tổ chức cho HS thảo luận nhóm để tìm hiểu vai trò của cơ học Newton đối với sự phát triển của Vật lí học, trả lời câu hỏi, thực hiện nhiệm vụ được giao.
  3. Sản phẩm học tập: HS nêu được một số ảnh hưởng của cơ học Newton đối với sự phát triển của vật lí học.
  4. Tổ chức hoạt động :

HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN - HỌC SINH

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV cho HS tìm hiểu nội dụng SGK nêu những đóng góp của cơ học Newton trong sự phát triển vật lí.

- HS suy nghĩ thảo luận nhóm đôi, trả lời Câu hỏi 3:

Tìm hiểu và trình bày những đóng góp quan trọng của Newton trong các lĩnh vực nghiên cứu khác.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS thảo luận nhóm để tìm hiểu vai trò của cơ học Newton đối với sự phát triển của Vật lí học.

- GV hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

HS thảo luận, trình bày. Các HS khác chú ý lắng nghe, bổ sung.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

GV đánh giá, nhận xét, chuẩn kiến thức.

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

- 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 lí luận và toán học vững chắc cho sự ra đời và phát triển của cơ học cổ điển.

- Cơ học Newton mang lại một giá trị rất lớn về mặt tư tưởng khoa học.

+ Nhờ vào hệ thống cơ học Newton, nhà khoa học Edmond Halley (Ét-mơn Ha-lây) (1656 – 1742) đã dự đoán được sự xuất hiện của một sao chổi.

- Newton phát minh ra công cụ toán học: phép tính vi phân và tích phân để phục vụ cho những nghiên cứu về chuyển động 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.

+ Với công cụ toán giải tích, các nhà vật lí có thể giải những phương trình toán học mô tả các diễn biến của các quá trình vật lí trong Vật lí cổ điển.

+ Dựa trên các định luật Newton và công cụ giải tích toán học, nhà khoa học Tsiolkovsky (Sai-ô-cốp-ki) đã xây dựng phương trình mô tả chuyển động của vật thể có khối lượng thay đổi theo thời gian. Đặt nền móng cho ngành chế tạo tên lửa. mở ra kỉ nguyên du hành vũ trụ nửa sau thế kí XX.

TL Câu hỏi 3:

+ Quang học: Ông đã có những nghiên cứu về các hiện tượng phản xạ, tán sắc và lí giải ban đầu (dù chưa thật sự chính xác) về bản chất của ánh sáng là các hạt.

+ Nhiệt học: nghiên cứu hiện tượng truyền nhiệt.

+ Toán học: Phát minh phép tính vi tích phân, phương pháp khai triển nhị thức, phương pháp tính xấp xỉ trong thực nghiệm, phương pháp tìm nghiệm của các phương trình.

+ Newton có một số đóng góp vào việc phát hiện và xử lí nạn tiền xu giả tại Anh.

 

Hoạt động 3: Tìm hiểu một số nhánh nghiên cứu chính của vật lí cổ điển

  1. Mục tiêu: Thông qua hoạt động, HS lập được kế hoạch, phân công nhiệm vụ để tìm hiểu về một số nhánh nghiên cứu chính của Vật lí cổ điển.
  2. Nội dung: HS tìm hiểu nội dung SGK, thực hiện nhiệm vụ được giao, trả lời câu hỏi, làm Luyện tập và Vận dụng.
  3. Sản phẩm học tập: HS hình thành kiến thức bài học, vẽ được sơ đồ về các nhánh chính của Vật lí cổ điển.
  4. Tổ chức hoạt động :

HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN - HỌC SINH

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV cho HS tìm hiểu nội dụng SGK và trả lời câu hỏi: Kể tên các nhánh nghiên cứu chính của Vật lí cổ điển.

- GV cho HS tìm hiểu nội dụng SGK và trả lời Câu hỏi 4 theo nhóm đôi:

Quan sát Hính 1.4 và kết nối từng trường hợp với những nhánh nghiên cứu chính của Vật lí cổ điển.

- GV cho HS thực hiện Luyện tập:

Hệ thống hóa các nhánh nghiên cứu chính của Vật lí cổ điển bằng sơ đồ tư duy, trong đó nêu rõ ví dụ thực tiễn để minh họa cho từng nhánh nghiên cứu.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS thảo luận nhóm để tìm hiểu vai trò của cơ học Newton đối với sự phát triển của Vật lí học.

- GV hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

HS trình bày câu trả lời, các HS khác nhận xét, bổ sung.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

GV đánh giá, nhận xét, chuẩn kiến thức.

3. Một số nhánh nghiên cứu chính của vật lí cổ điển

TL Câu hỏi 4:

a) Cơ học chất lưu

b) Cơ học

c) Nhiệt học

d) Quang học

e) Điện – từ học

f) Điện – từ học, nhiệt học.

Luyện tập:

(Sơ đồ tư duy do HS vẽ)

Ví dụ thực tế:

- Một số ví dụ thực tế:

+ Sơ đồ quỹ đạo của một vệ tính xung quanh trái đất.

+ Thủy tĩnh học: áp suất trong lòng chất lỏng, lực Archimedes.

 

+ Quang học: nghiên cứu hiện tượng tán sắc

+ Âm học: sóng âm và sự truyền âm,..

+ Nhiệt động lực học: Nguyên lí truyền nhiệt,…

+ Điện học và từ học: Từ trường biến thiên sinh ra dòng điện cảm ứng,..

Sơ đồ tư duy: một số nhánh nghiên cứu của vật lí cổ điển

Hoạt động 4: Tìm hiểu về sự khủng hoảng của vật lí cuối thế kỉ XIX và sự ra đời của Vật lí hiện đại

  1. Mục tiêu:

- HS nêu được vấn đề gây ra sự khủng hoảng của Vật lí ở cuối thế kỉ XIX.

- HS nêu được sự ra đời của Vật lí hiện đại và một số lĩnh vực của Vật lí hiện đại.

  1. Nội dung: GV tổ chức cho HS thảo luận, trả lời câu hỏi.
  2. Sản phẩm học tập: HS nêu được sự khủng hoảng của Vật lí cuối thế kỉ XIX, dẫn đến sự ra đời của vật lí hiện đại và một số lĩnh vực chính của Vật lí hiện đại và một số lĩnh vực của Vật lí hiện đại.
  3. Tổ chức hoạt động :

HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN - HỌC SINH

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV cho HS thảo luận nhóm 4:

+ Hãy tìm hiểu 2 vấn đề vật lí gây ra sự khủng hoảng của Vật lí ở cuối thế kỉ XIX và tóm tắt nội dung của hai vấn đề đó.

- HS trình bày về cuộc khủng hoảng

của vật lí cuối thế kỉ XIX, từ đó thấy được động lực thúc đẩy các nhà khoa học tìm tìm khám phá, dẫn đến sự ra đời của Vật lí hiện đại.

- GV cho HS trả lời Câu hỏi 5:

Trình bày hiểu biết của em về vật đen tuyệt đối. Theo em, tốc độ truyền ánh sáng có phụ thuộc vào tốc độ của nguồn sáng hay không?

- GV cho HS tìm hiểu về sự ra đời của Vật lí hiện đại, HS thảo luận, trao đổi với nhau để trình bày về sự ra đời của vật lí hiện đại.

- GV cho HS trao đổi nhóm 4, thực hiện:
+ Tìm hiểu về mốt số lĩnh vực chính của Vật lí hiện đại.

+ Trả lời Câu hỏi 6: Trình bày những hiểu biết của em về một số lĩnh vực nghiên cứu chính của Vật lí hiện đại.

+ Làm Luyện tập: Kết hợp với câu thảo luận 6, hệ thống hóa các hướng nghiên cứu chính của Vật lí hiện đại bằng sơ đồ tư duy.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS nghiên cứu thông tin, và trả lời câu hỏi.

- GV hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- Đại diện nhóm trình bày các vấn đề, các nhóm chú ý lắng nghe để bổ sung, nhận xét.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

GV đánh giá, nhận xét, chuẩn kiến thức.

4. Sự khủng hoảng của Vật lí cuối thế kỉ XIX và sự ra đời của vật lí hiện đại

a) Sự khủng hoảng của Vật lí cuối thế kỉ XIX

Hai sự kiện nổi bật vào cuối thế kỉ XIX:

- Sự kiện "khủng hoảng vùng tử ngoại":

Sự kiện đầu tiên được các nhà vật lí gọi là “khủng hoảng vùng tử ngoại (ultraviolet catastrophe)”. Trong quá trình nghiên cứu về bức xạ của vật đen tuyệt đối (một vật có khả năng hấp thụ tất cả các sóng điện từ chiếu đến nó), các kết quả tính toán bằng lí thuyết điện từ cho kết quả hoàn toàn sai lệch so với kết quả thực nghiệm ở vùng bước sóng tử ngoại. Ngoài ra, các tính toán lí thuyết còn đưa ra một kết quả vô lí khi cho rằng năng lượng của vật đen tuyệt đối là vô cùng.

- Khi nghiên cứu sâu lí thuyết, các nhà vật lí đã đặt trong giả thuyết về một môi trường để ánh sáng truyền di gọi là ether (ê-te), tương tự như môi trường không khí có thể truyền sóng âm. Các nhà vật lí cho rằng Trái Đất chuyển động trong môi trường ether giả định đứng yên. Do đó, tốc độ của ánh sáng phụ thuộc vào tốc độ tương đối giữa Trái Đất và ether (Hình 1.6).

Từ đó các nhà vật lí đi tìm bằng chứng về sự tồn tại của môi trường ether. Trong đó, A Albert Michelson (An-be Mai-ken-xon) đã xây dựng giao thoa kế, để cùng với Edward Morley thực hiện thí nghiệm đo tốc độ ánh sáng và xác định môi trường eher giả định.

Tuy nhiên, các thí nghiệm của Michelson với độ chính xác ngày càng cao luông cho kết quả "âm", tức là tốc độ truyền ánh sáng trong cùng một môi trường là hằng số, hoàn toàn không phụ thuộc vào môi trường ether.

Vấn đề về môi trường truyền sóng ánh sáng vẫn chưa được giải quyết một cách triệt để.

TL Câu hỏi 5:

Vật đen tuyệt đối là vật hấp thụ hoàn toàn tất cả các bức xạ điện từ chiếu đến nó.

– HS có thể trả lời tốc độ ánh sáng phụ thuộc vào tốc độ của nguồn sáng dựa vào phép cộng vận tốc. Do đó, GV có thể dựa vào SCĐ để điều chỉnh lại kiến thức chính xác cho HS là tốc độ ánh sáng hoàn toàn không phụ thuộc vào tốc độ của nguồn sáng. Từ đó nêu bật được sự khủng hoảng của Vật lí dương thời trong việc giải thích hiện tượng này.

2. Sự ra đời của vật lí hiện đại

- Đầu thế kỉ XX, phát minh quan trọng là lí thuyết lượng tử năng lượng và thuyết tương đối đã làm tạo ra bước ngoặt trong nghiên cứu vật lí và mở đầu cho vật lí học hiện đại.

Trong đó sự phát triển như vũ bão của vật lí lượng tử.

- Louis de Broglie, Erwin, Paul và Werner Heisenberg, đã xây dựng thành công cơ học lượng tử mô tả thế giới vi mô (phân tử, nguyên tử, hạt nhân và các hạt cơ bản), nơi mà lí thuyết cổ điển không còn được nghiệm đúng.

- Để giải thích kết quả thí nghiệm của Micelson, Hendrik Lorentz đã đưa ra một giả thuyết về sự co kích thước của các vật chuyển động trong ether dựa vào các phép biến đổi toán học mang tên ông. Bên cạnh đó, Henri Poincaré cũng đã mở rộng nguyên lí tương đối của Galileo Galilei trong cơ học ra các hiện tượng vật lí khác.

- Đến năm 1905, Albert Einstein (An-be Anh-xtanh) đã công bố công trình nghiên cứu về thuyết tương đối hẹp. Một trong những thành công đặc biệt quan trọn của thuyết tương đối hẹp là việc dự đoán sự tương đương của khối lượng m và năng lượng E, công thức:  (với c là tốc độ ánh sáng trong chân không).

+ Thuyết tương đối hẹp của Albert Einstein đã giúp cho các nhà vật lí mô tả chính xác những tính chất động lực học của các vật chuyển động với tốc độ xấp xỉ tốc độ ánh sáng trong chân không.

- Bên cạnh đó, Albert Einstein cũng đã đề xuất thuyết tương đối rộng, được gọi là thuyết hấp dẫn của Einstein, vào năm 1916.

Trong thuyết tương đối rộng, Einstein cho rằng trường hấp dẫn làm cho không – thời gian bị uốn cong.

- Ngoài ra, Einstein cũng đã có những tính toán dự đoán về sự tồn tại và tính chất của sóng hấp dẫn, đến năm 2016 mới được kiểm nghiệm bằng thực nghiệm.

- Lí thuyết lượng tử và thuyết tương đối tác động mạnh mẽ đến mọi lĩnh vực nghiên cứu của vật lí và sáng chế các thiết bị kĩ thuật như laser, máy tính hoặc GPS.

c) Một số lĩnh vực của vật lí hiện đại

- Vật lí hạt nhân;

- Vật lí nano;

- Vật lí laser;

- Vật lí tính toán lượng tử;

- Vật lí vật chất ngưng tụ;

– Vật lí nguyên tử, phân tử và quang họ

– Vật lí bán dẫn, công nghệ vật liệu;

– Vật lí kĩ thuật: cơ khí, diện – điện tử;

- Vật lí y học, Vật lí sinh học;

- Vật lí hạt cơ bản và năng lượng cao;

- Vật lí thiên văn và vũ trụ.

TL Câu hỏi 6:

- Vật lí cơ bản và năng lượng cao: nghiên cứu sự va chạm giữa các hạt để tìm hiểu tính chất của các hạt cơ bản cấu thành vũ trụ.

- Vật lí thiên văn và vũ trụ: nghiên cứu các chuyển động của các thiên thể, thiên hà trong vũ trụ. Ngoài ra, nhánh Vật lí này còn nghiên cứu sự hình thành các nguyên tố trong vũ trụ với sự hỗ trợ của Vật lí hạt nhân.

- Vật bán dẫn, công nghệ vật liêu: nghiên cứu về chất bán dẫn để chế tạo các loại vi mạch, chip xử lí và các loại vật liệu tiên tiến.

Luyện tập:

 

  1. HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP
  2. a) Mục tiêu: Học sinh củng cố lại kiến thức đã học.
  3. b) Nội dung: HS vận dụng các kiến thức của bài học và kiến thức hiểu biết SGK, kiến thức tìm hiểu trên báo chí và internet để trả lời câu hỏi.
  4. c) Sản phẩm học tập: HS vẽ sơ đồ mốc thời gian quan trọng của hình thành và phát triển vật lí, cho ví dụ ứng dụng của một số lĩnh vực nghiên cứu của Vật lí hiện đại trong thực tiễn.
  5. d) Tổ chức thực hiện:

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ:

- GV tổ chức cho HS hoạt động theo nhóm đôi làm Bài:

Bài 1: Tìm hiểu và vẽ sơ đồ một số mốc quan trọng trong sự hình thành và phát triển của Vật lí.

Bài 2: Cho ví dụ về ứng dụng của một số lĩnh vực nghiên cứu của Vật lí hiện đại trong thực tiễn cuộc sống.

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ: HS quan sát và chú ý lắng nghe, thảo luận nhóm, hoàn thành các bài tập GV yêu cầu.

- GV quan sát và hỗ trợ.

Bước 3: Báo cáo, thảo luận:

- Mỗi bài tập GV mời HS trình bày. Các HS khác chú ý chữa bài, theo dõi nhận xét bài trên bảng.

Bước 4: Kết luận, nhận định:

- GV nhận xét thái độ làm việc, phương án trả lời của các học sinh, ghi nhận và tuyên dương.

Kết quả:

Bài 1:

Bài 2:

– Vật lí hạt nhân: Việc phát hiện ra hiện tượng phóng xạ vào năm 1896 bởi nhà vật lí người pháp Henri Becquerel và những nghiên cứu tinh chế và tổng hợp các nguyên tố phóng xạ của hai vợ chồng Lerre Curie và Marie Curie đã tạo ra cơ sở vững chắc cho sự hình thành và phát triển của Vật lí hạt nhân. Ứng dụng phổ biến nhất của Vật lí hạt nhân đó là khai thác năng lượng của quá trình phân rã hạt nhân để sản xuất điện. Trong y tế, kĩ thuật chụp ảnh cộng hưởng từ hay chụp X-quang được sử dụng rộng rãi để chẩn đoán các tổn thương ở các mô mềm hay cơ quan trong cơ thể.

– Vật lí y – sinh học: Vật lí sinh học là một cầu nối khoa học giữa các nhà vật lí, sinh học và y học. Vật lí y – sinh sử dụng những phương pháp và định luật vật lí giúp các nhà sinh học tìm hiểu và nghiên cứu các cơ chế vận hành của những hệ sinh học như các sự tạo thành các phân tử của sự sống, các hệ phức hợp trong cơ thể sống (não, hệ tuần hoàn, hệ miễn dịch,...), và cách các tế bào hay mô dịch chuyển và liên lạc với nhau. Những thành tựu của Vật lí y – sinh được ứng dụng vào chẩn đoán hay điều trị các bệnh liên quan trong y học hoặc điều chế thuốc đặc trị. Các kĩ thuật chụp và phân tích hình ảnh có thể giúp bác sĩ chẩn đoán sớm và chính xác bệnh tật của bệnh nhân. Việc mô phỏng quá trình tương tác giữa phân tử sinh học và thuốc giúp đẩy nhanh quá trình điều chế các loại vaccine hay thuốc đặc trị những bệnh mới có thể nhanh chóng đẩy lùi dịch bệnh.

  1. HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG
  2. a) Mục tiêu:

- Học sinh thực hiện làm bài tập vận dụng để nắm vững kiến thức.

  1. b) Nội dung: HS sử dụng SGK và vận dụng kiến thức đã học, kiến thức tìm hiểu trên báo chí và internet để trả lời câu hỏi.
  2. c) Sản phẩm: HS hiểu được thành tựu của vật lí trong thế kỉ XXI, vận dụng kiến thức đã học, kiến thức tìm hiểu để trả lời về thành tựu của vật lí cổ điển, vật lí trong thế kỉ XXI.
  3. d) Tổ chức thực hiện:

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ

- GV cho HS tìm hiểu về thành tựu tiêu biểu của Vật lí trong thế kỉ XXI:

+ Trình bày về quan sát thực nghiệm sóng hấp dẫn tạo bởi quá trình sáp nhập của hai hố đến vũ trụ vào năm 2016.

- GV cho HS về nhà thực hiện các yêu cầu:

+ Tìm hiểu và viết bài luận ngắn về một thành tựu của Vật lí cổ điển mà em tâm đắc.

+ Tìm hiểu và viết bài luận ngắn về một số thành tự nổi bật của Vật lí trong thế kỉ XXI.

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ

- HS suy nghĩ, trao đổi, thảo luận, chọn đề tài để tìm hiểu và viết luận.

- GV điều hành, quan sát, hỗ trợ.

Bước 3: Báo cáo, thảo luận

- HS nghiên cứu đề tài, trình bày ý tưởng của HS về nội dung sẽ thực hiện viết bài luận.

Bước 4: Kết luận, nhận định

- GV nhận xét, cho gợi ý về các ý tưởng của HS.

Gợi ý đáp án:

- Sóng hấp dẫn:

Einstein từ lâu đã suy đoán về sự tồn tại của sóng hấp dẫn, nhưng nhân loại phải mất nhiều thập kỷ để chứng minh rằng chúng có thật.

Einstein lần đầu dự đoán có sóng hấp dẫn vào năm 1916 dựa trên thuyết tương đối rộng.

Lực hấp dẫn không chỉ giữ mọi thứ lại với nhau. Ngay sau khi xây dựng thuyết tương đối rộng của mình, nhà bác học Albert Einstein suy đoán rằng loại lực cơ bản này còn có thể tạo ra những gợn sóng trong cấu trúc không-thời gian. Tuy nhiên, ông không chắc chắn về nhận định của chính mình.

Các phương trình của thuyết tương đối rộng nổi tiếng là khó giải, vì vậy không có gì ngạc nhiên khi ngay cả Einstein cũng thừa nhận điều đó. Phải mất nhiều thập kỷ nghiên cứu, các nhà vật lý mới đi đến kết luận ủng hộ thuyết tương đối rộng, hay nói cách khác, họ tin rằng sóng hấp dẫn thực sự có thật.

Hầu hết mọi thứ trong vũ trụ đều có thể tạo ra sóng hấp dẫn, chỉ cần chúng lắc lư một chút. Sóng hấp dẫn có điểm chung với nhiều loại sóng khác. Ví dụ, nếu lắc lư trong nước, bạn sẽ tạo ra sóng nước. Nếu thanh quản của bạn rung, nó sẽ tạo ra sóng âm thanh. Nếu bạn làm lung lay một electron, nó tạo ra sóng điện từ.

Sóng hấp dẫn truyền ra ngoài từ một nguồn nào đó với tốc độ ánh sáng và có hình gợn sóng theo đúng nghĩa đen. Mặc dù hiện diện ở khắp nơi, chúng ta rất khó cảm nhận chúng.

Nguyên nhân là bởi lực hấp dẫn rất yếu. Ngay cả khi tăng cường độ lên gấp một tỷ tỷ tỷ lần, nó vẫn là lực yếu nhất trong 4 lực cơ bản của vũ trụ, bên cạnh lực điện từ, lực hạt nhân mạnh và lực hạt nhân yếu. Do đó, sóng hấp dẫn gây ra bởi lực hấp dẫn bình thường là những nhiễu động cực nhỏ.

(Mô tả sự kiện hợp nhất hố đen tạo ra sóng hấp dẫn trong cấu trúc không-thời gian).

Để tạo ra nhiễu động đáng kể trong không-thời gian, chúng ta cần thứ gì đó vĩ mô cả về khối lượng và năng lượng, chẳng hạn như va chạm giữa hai hố đen, hố đen nuốt chửng ngôi sao, vụ nổ sao neutron, sự kiện siêu tân tinh, hoặc các lực hỗn loạn được giải phóng từ Vụ nổ Lớn (Big Bang).

Nếu ở trong phạm vi khoảng nửa dặm từ hai hố đen hợp nhất, sóng hấp dẫn phóng ra đủ mạnh để xé nát cơ thể bạn. Tuy nhiên, nếu ở cách xa hàng trăm dặm, nó yếu đến mức thậm chí không thể khiến bạn dựng tóc gáy.

Từ vị trí của chúng ta trên Trái Đất, cách xa những sự kiện mãnh liệt này hàng triệu đến hàng tỷ năm ánh sáng, sóng hấp dẫn có biên độ không lớn hơn chiều rộng của một proton.

Tính chất cực yếu của sóng hấp dẫn là lý do tại sao phải mất gần một phần tư thế kỷ, các nhà khoa học mới phát triển được công nghệ để phát hiện ra chúng. Vào năm 2015, Đài quan trắc sóng hấp dẫn bằng giao thoa kế laser (LIGO) đã lần đầu tiên xác nhận sự hiện diện trực tiếp của sóng hấp dẫn. Nguồn gốc của tín hiệu đặc biệt đó đến hai hố đen hợp nhất cách chúng ta 1,4 tỷ năm ánh sáng.

Vì lực hấp dẫn rất yếu, sóng hấp dẫn hầu như không tương tác với vật chất, do đó chúng có thể truyền tự do khắp vũ trụ mà không bị tán xạ hoặc hấp thụ.

Kể từ lần phát hiện đầu tiên vào năm 2015, LIGO và Virgo - đài thiên văn anh em của nó ở Italy - đã xác nhận hơn bốn chục vụ va chạm hố đen. Các nhà khoa học đã đi từ phát hiện sóng hấp dẫn không thường xuyên đến một nhánh chính thức của thiên văn học. Những nhiễu động không-thời gian này đã mang đến cái nhìn sâu sắc về hoạt động bên trong của vũ trụ và mở đường cho các nhà thiên văn học khám phá những bí ẩn mới của vũ trụ trong tương lai.

Công trình phát hiện sóng hấp dẫn của phòng thì nghiệm LIGO đã dành được giải Nobel vào năm 2017.

https://www.youtube.com/watch?v=uD4S4JB423I (video tìm hiểu về sóng hấp dẫn).

- Thành tựu Vật lí cổ điển

+ Máy hơi nước:

https://www.youtube.com/watch?v=T0BpV6dpTrg

+ Máy phát điện:

- Thành tựu Vật lí XXI:

+ Vật lí hạt nhân:

+ Vật lí nano

HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ:

  • Ghi nhớ kiến thức trong bài.
  • Hoàn thành các bài tập được giao.
  • Chuẩn bị bài mới "Bài 2: Giới thiệu các lĩnh vực nghiên cứu trong vật lí học".

Hình ảnh về file sile, ppt trình chiếu

.....

=> Còn nữa.... Files tải về, sẽ có đầy đủ nội dung bài học

Tải bản chuẩn giáo án chuyên đề vật lí 10 CTST bài 1: Sơ lược về sự phát triển của vật lí học

MỘT VÀI THÔNG TIN

  • Giáo án tải về là giáo án bản word, dễ dàng chỉnh sửa nếu muốn
  • Font chữ: Time New Roman, trình bày rõ ràng, khoa học.
  • Tất cả các bài đều được soạn theo mẫu ở trên

THỜI GIAN BÀN GIAO:

  • Khi đặt nhận đủ cả năm

PHÍ GIÁO ÁN:

  • Phí giáo án: 250k

CÁCH ĐẶT:

  • Bước 1: gửi phí vào tk: 10711017 - Chu Văn Trí - Ngân hàng ACB (QR)
  • Bước 2: Nhắn tin tới Zalo Fidutech - nhấn vào đây để thông báo và nhận giáo án

Từ khóa tìm kiếm:

Tải bản chuẩn giáo án chuyên đề Vật lí 10 CTST, giáo án chuyên đề học tập Vật lí 10 chân trời bài 1: Sơ lược về sự phát triển, soạn giáo án chuyên đề Vật lí 10 chân trời sáng tạo bài 1: Sơ lược về sự phát triển

Bản chuẩn giáo án Chuyên đề học tập Vật lí 10 CTST


Đia chỉ: Tòa nhà TH Office, 90 Khuất Duy Tiến, Thanh Xuân, Hà Nội
Điện thoại hỗ trợ: Fidutech - click vào đây
Chúng tôi trên Yotube
Cùng hệ thống: baivan.net - Kenhgiaovien.com - tech12h.com

Chat hỗ trợ
Chat ngay