Nghiên cứu sai sót ở các tài liệu việt nam khi viết về thuyết tương đối

IUH1819 BỘ CÔNG THƯƠNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU SAI SÓT Ở CÁC TÀI LIỆU VIỆT NAM KHI VIẾT VỀ THUYẾT TƯƠNG ĐỐI Mã số đề tài: 183.CB02 Chủ nhiệm đề tài: TS Nguyễn Thị Ngọc Nữ Đơn vị thực hiện: khoa Khoa Học Cơ Bản TP HỒ CHÍ MINH NĂM 2018 PHẦN I THƠNG TIN CHUNG I Thơng tin tổng qt 1.1 Tên đề tài: Nghiên cứu sai sót tài liệu Việt Nam viết Thuyết tương đối 1.2 Mã số: 183.CB02 1.3 Danh sách chủ trì, thành viên tham gia thực đề tài TT Họ tên (học hàm, học vị) Đơn vị công tác Vai trò thực đề tài TS Nguyễn Thị Ngọc Nữ Khoa Khoa học – Trường Đại học Công nghiệp TPHCM Chủ nhiệm đề tài TS Trần Văn Lượng Khoa Khoa học ứng dụng – Trường Đại Học Bách Khoa TPHCM Thành viên 1.4 Đơn vị chủ trì: khoa khoa Khoa Học Cơ Bản 1.5 Thời gian thực hiện: 1.5.1 Theo hợp đồng: từ tháng 01 năm 2018 đến tháng 12 năm 2018 1.5.2 Gia hạn (nếu có): đến tháng… năm… 1.5.3 Thực thực tế: từ tháng 01 năm 2018 đến tháng 12 năm 2018 1.6 Những thay đổi so với thuyết minh ban đầu (nếu có): (Về mục tiêu, nội dung, phương pháp, kết nghiên cứu tổ chức thực hiện; Nguyên nhân; Ý kiến Cơ quan quản lý) 1.7 Tổng kinh phí phê duyệt đề tài: 15 triệu đồng II Kết nghiên cứu Đặt vấn đề Mặc dù đời kỷ, đến Thuyết tương đối ảnh hưởng lớn đến khoa học Thuyết tương đối đã, tiếp tục định hướng cho nghiên cứu nhà vật lí học, vũ trụ học thiên văn học Với ý nghĩa to lớn nó, kiến thức thuyết tương đối đưa vào hầu hết giáo trình, giảng có liên quan đến vật lí đại Nói vấn đề này, khảo sát phần động học tương đối tính, biểu thức tính đồng thời, quan hệ nhân quả, co độ dài, chậm lại đồng hồ chuyển động, tổng hợp vận tốc… biểu diễn tài liệu giới Thế phần động lực học tương đối tính có khác biệt Chẳng hạn cơng thức khối lượng: Việt Nam, tất giáo trình, giảng từ bậc đại học đến cao đẳng sách giáo khoa Vật Lý lớp 12 chung quan điểm cho khối lượng phụ thuộc vào tốc độ: m m0  v2 c với c tốc độ ánh sáng, m khối lượng vật chuyển động với tốc độ v (khối lượng tương đối tính), cịn m0 khối lượng vật đứng yên (khối lượng nghỉ) Trong tài liệu đại tiếng Nga, Mỹ không đề cập đến công thức cho khối lượng bất biến Tại lại có khác biệt vậy? Đâu thật quan niệm đúng? Với ý nghĩa to lớn Thuyết tương đối việc hiểu đại lượng vật lý quan trọng, giúp hình thành tảng ban đầu để có định hướng đắn việc nghiên cứu nghành vât lý đại Hơn nữa, kiến thức đề cập tới liên quan trực tiếp đến sách giáo khoa, tài liệu phổ biến kiến thức chuẩn quốc gia, sách giáo khoa có sai sót kéo theo nhiều hệ lụy Do việc làm rõ vấn đề nêu hoàn toàn cấp thiết Mục tiêu Đề tài nghiên cứu tìm sai sót số quan điểm công nhận lưu hành rộng rãi tài liệu Việt Nam Thuyết tương đối Tìm hiểu nguyên nhân dẫn đến sai sót, sở kiến nghị vấn đề cần chỉnh sửa hợp lí kịp thời, góp phần hồn thiện giáo trình, sách giáo khoa nước nhằm đảm bảo chất lượng giáo dục Phương pháp nghiên cứu Tìm kiếm, thu thập tài liệu tham khảo Thuyết tương đối hẹp giai đoạn khác nhiều thứ tiếng khác So sánh khác biệt trình bày tài liệu Trên sở phân tích tổng hợp tài liệu sai lệch, bất hợp lý số quan điểm trình bày tài liệu Việt Nam Tìm hiểu báo Einstein viết, từ rút nguyên nhân dẫn đến sai lệch kiến thức kiến nghị vấn đề cần chỉnh sửa Tổng kết kết nghiên cứu Tìm hiểu tài liệu Thuyết tương đối hẹp cho thấy giáo trình vật lý đại cương tiếng Nga “Курс Обшей Физики” tác giả Savelʹev phiên cũ trước năm 1989 có đưa khái niệm khối lượng tương đối tính với ý nghĩa: khối lượng vật có tính tương đối, giá trị phụ thuộc vào hệ quy chiếu, khối lượng vật tăng tốc độ tăng Thế lần tái sau năm 1989, khái niệm khối lượng tương đối tính bị loại bỏ khỏi giáo trình Saveliev Những giáo trình tiếng Mỹ “Fundamentals of physics” Halliday et al “Physics for Scientists and Engineers” Serway and Jewett khơng đưa khái niệm khối lượng tương đối tính vào chương Thuyết tương đối Tại lại vậy? Bởi theo quan điểm đại thuyết tương đối, có khối lượng khối lượng không thay đổi với tốc độ Tuy nhiên, thực trạng đáng buồn nay, Việt Nam tất giáo trình, giảng, sách giáo khoa giữ nguyên quan điểm cho khối lượng phụ thuộc vào tốc độ Nghiên cứu cho thấy, khái niệm khối lượng tương đối tính hồn tồn khơng có ý nghĩa vật lý khơng có sở khoa học, khơng kiểm chứng thực nghiệm số tài liệu viết Einstein không đưa khái niệm khối lượng tương đối tính ơng chưa sử dụng thuyết tương đối Năm 1948, thư gửi cho Barnett, tác giả sách “The Universe and Dr Einstein”, Einstein viết : “Thật không hay đưa khái niệm khối lượng M  m  v c vật chuyển động, khơng thể có giải thích rõ ràng Tốt khơng đưa khái niệm khối lượng khác với khái niệm “khối lượng nghỉ” m Thay đưa khái niệm khối lượng M ta nên đề cập đến biểu thức động lượng lượng vật chuyển động” Rõ ràng Einstein không ủng hộ việc sử dụng khái niệm khối lượng tương đối tính, ơng nhận thấy khái niệm chứa nhiều bất cập Bất cập mâu thuẫn bên khái niệm khối lượng tương đối tính Khối lượng vật đặc trưng cố hữu vật, thước đo số lượng vật chất tạo thành vật thể Vậy nguyên nhân tăng khối lượng vật tốc độ chuyển động tăng gì? Lẽ có thay đổi cấu trúc bên vật? Làm để thật đo tăng khối lượng? Giả sử có tên lửa ngang qua bạn có quan sát viên ngồi nhìn vào bạn, khối lượng bạn khơng thể tăng lên Hay nói cách khác, bạn khơng thể trở thành lỗ đen bạn chuyển động với tốc độ đủ nhanh Nếu sử dụng khái niệm khối lượng tương đối tính photon dẫn đến kết luận: "khối lượng nghỉ photon không" - thường thấy sách giáo khoa đa số tài liệu tham khảo Việt Nam Kết luận chứa đầy mâu thuẫn, rõ ràng photon không tồn trạng thái nghỉ, lại đem khái niệm khối lượng nghỉ gán cho nó? Tại dù khơng tồn giải thích rõ ràng khái niệm khối lượng tương đối tính tồn tại? Năm 1906 Planck bắt đầu nghiên cứu động lực học tương đối tính, ơng đưa   p  mv  v c biểu thức động lượng tương đối tính Theo cách khảo sát Planck có khối lượng chất điểm chuyển động, khơng phụ thuộc tốc độ không phụ thuộc hướng chuyển động Biểu thức động lượng   tương đối tính Planck sau số tác giả viết lại dạng p  mv , với  v c Những tác giả sử dụng khái niệm khối lượng tương đối tính với   mục đích đưa biểu thức động lượng tương đối tính dạng cổ điển p  mv Bên cạnh việc m  m0 “cổ điển hóa” biểu thức động lượng tương đối tính cơng thức liên hệ khối lượng lượng Einstein bị hiểu sai nhiều tài liệu Ba tháng sau viết báo thuyết tương đối, Einstein tiếp tục cho đời báo vơ quan trọng nói liên hệ khối lượng lượng Trong báo này, Einstein viết công thức liên hệ dạng m  L c , với L lượng chứa bên vật, ngày nay, lượng kí hiệu chữ E cơng thức Einstein thường biểu thị dạng: E  mc Ở sách giáo khoa hầu hết giáo trình, giảng Việt Nam cho công thức E  mc trường hợp, vật trạng thái nghỉ cơng thức phải viết lại thành E0  m0c Nghĩa lượng nghỉ E0 phải tương ứng với khối lượng nghỉ m0 , cịn lượng tồn phần E tương ứng với khối lượng tương đối tính E  m0c  v c , từ lập luận tưởng logic dẫn đến phân biệt khối lượng nghỉ m0 khối lượng tương đối tính m Tuy nhiên, xác lượng cơng thức Einstein lượng nghỉ, sử dụng kí hiệu đại biểu thức phải là: E0  mc Điều chứng minh số báo thể rõ viết Einstein Tính bất biến khối lượng thể rõ khảo sát không - thời gian chiều Minkowski Khi chuyển đổi hệ quy chiếu không - thời gian chiều, thành phần vectơ - biến đổi theo phép biến đổi Lorentz Tuy nhiên, có thuộc tính vectơ - khơng bị biến đổi, độ lớn vectơ - Trong không - thời gian chiều Minkowski vectơ động lượng - viết dạng  E c , p , p , p  , x y z px , p y , pz tương ứng với chiều không gian, E c tương ứng với chiều thời gian Sử dụng biểu thức động lượng lượng mà Einstein đề cập thư nói trên, ta được: m2  E p2 –  inv c4 c nghĩa khối lượng vật không thay đổi từ hệ quy chiếu quán tính sang hệ quy chiếu quán tính khác Hay nói cách khác, khối lượng vật khơng phụ thuộc vào tốc độ Ở đây, sử dụng khái niệm khối lượng tương đối tính m dẫn đến kết luận vectơ động lượng - có thành phần  mc, p x , p y , pz  Sự bất hợp lý nhiều tác giả nhắc đến Một mặt tên gọi khối lượng gắn liền với độ lớn vectơ - 4, tức không phụ thuộc vào hệ quy chiếu Mặt khác lại vận dụng cho khái niệm khác biệt rõ rệt, phụ thuộc vào hệ quy chiếu, thành phần thời gian vectơ - Rõ ràng, có mâu thuẩn sử dụng khái niệm khối lượng tương đối tính Tổng hợp kết nghiên cứu cho thấy cần phải chỉnh sửa lại số nhận định khơng xác Thuyết tương đối, lại phổ biến tài liệu tham khảo Việt Nam Cụ thể là: - Cơng thức Einstein phải diễn giải xác rõ ràng hơn: khối lượng vật tương đương với lượng nghỉ E0  mc  - Biểu thức động lượng p  mv không học tương đối - Khối lượng vật không phụ thuộc vào tốc độ, có giá trị hệ quy chiếu Đánh giá kết đạt kết luận Đề tài nghiên cứu tìm sai sót số quan điểm công nhận lưu hành rộng rãi tài liệu Việt Nam quan hệ lượng khối lượng, biểu thức động lượng, khái niệm khối lượng tương đối tính Đề tài bất hợp lý quan điểm cho khối lượng phụ thuộc vào tốc độ Những quan niệm ăn sâu vào vật lý nước Ý nghĩa lý luận đề tài giúp thay đổi số kiến thức Thuyết tương đối hẹp nước Ý nghĩa thực tiễn đề tài giúp định hướng đắn cho nghiên cứu liên quan đến vật lý đại, giúp cho tác giả viết sách giáo khoa, giáo trình nhìn thấy sai sót để chỉnh sửa kịp thời, giúp giảng viên truyền đạt kiến thức xác cho sinh viên, nhằm đảm bảo chất lượng giáo dục Tóm lại, với kết đạt được, tác giả tin đề tài nghiên cứu đáp ứng tất yêu cầu đặt ban đầu đề tài Tóm tắt kết (tiếng Việt tiếng Anh) Tóm tắt: Hầu hết tài liệu tham khảo Việt Nam viết Thuyết tương đối khẳng định khối lượng tương đối, giá trị phụ thuộc vào tốc độ Trên sở khảo sát viết Einstein lượng khối lượng, đề tài công thức Einstein bị hiểu sai lệch tài liệu tham khảo, từ dẫn đến quan niệm sai lầm cho khối lượng phụ thuộc vào tốc độ Đề tài bất hợp lí sử dụng khái niệm khối lượng tương đối tính khơng-thời gian bốn chiều khảo sát khối lượng photon Các giáo trình, giảng, sách giáo khoa cần có chỉnh sửa hợp lí kịp thời để phù hợp với kiến thức khoa học cập nhật vật lý đại Abstract: In most references in Vietnam, when writing about the Theory of Relativity, authors usually assert that mass is relative, its value depends on speed This work, based on a review of Einstein's writings on energy and mass, shows that the Einstein formula is misunderstood in these references This leads to the erroneous conception that mass depends on speed The work also points out the unreasonableness in the use of the concept of relativistic mass in the four-dimensional space-time and in the photon mass examination Textbooks, lectures, and schoolbooks need to be properly modified in a timely manner in order to fit with the new scientific knowledge that has been updated in modern physics III Sản phẩm đề tài, công bố kết đào tạo 3.1 Kết nghiên cứu ( sản phẩm dạng 1,2,3) TT Tên sản phẩm Yêu cầu khoa học hoặc/và tiêu kinh tế - kỹ thuật Đăng ký Đạt Bài báo 01 02 Tài liệu phục vụ giảng dạy 01 01 3.2 Kết đào tạo TT Họ tên Thời gian thực đề tài Tên đề tài Tên chuyên đề NCS Tên luận văn Cao học Đã bảo vệ Nghiên cứu sinh Học viên cao học Sinh viên Đại học IV Tình hình sử dụng kinh phí T T A B Nội dung chi Chi phí trực tiếp Th khốn chun mơn Nguyên, nhiên vật liệu, Thiết bị, dụng cụ Cơng tác phí Dịch vụ th ngồi Hội nghị, hội thảo,thù lao nghiệm thu kỳ In ấn, Văn phòng phẩm Chi phí khác Chi phí gián tiếp Quản lý phí Chi phí điện, nước Tổng số Kinh phí duyệt (triệu đồng) Kinh phí thực (triệu đồng) 14,25 14,25 0,75 0,75 15 15 Ghi V Kiến nghị ( phát triển kết nghiên cứu đề tài) Cần phải chỉnh sửa lại số nhận định khơng xác Thuyết tương đối, lại phổ biến tài liệu tham khảo, giáo trình, sách giáo khoa Việt Nam VI Phụ lục ( liệt kê minh chứng sản phẩm nêu Phần III) - Bài báo đăng tạp chí International Journal of Science, Environment and Technology - Bài báo tham gia Hội nghị giảng dạy Vật lý toàn quốc lần thứ IV - năm 2018 chọn đăng Tạp chí Khoa học trường Đại học Sư phạm - Đại học Đà Nẵng - Bài giảng Thuyết tương đối hẹp - Động lực học tương đối tính Tp HCM, ngày tháng năm Chủ nhiệm đề tài Phòng QLKH&HTQT Trưởng đơn vị PHẦN II BÁO CÁO CHI TIẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC MỤC LỤC CHƯƠNG GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI…………………………… ……10 1.1 Lý chọn đề tài……………………………………………………………………… 10 1.2 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài……………………………………………….10 1.3 Mục tiêu nghiên cứu…………………………………………………………………….11 1.4 Phương pháp nghiên cứu……………………………………………………………… 11 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU………………………………………………… 12 2.1 Sự khác biệt nội dung phần động lực học tương đối tính trình bày tài liệu Việt Nam giới………………………………………………………………… 12 2.2 Sự đời khái niệm khối lượng tương đối tính…………………………………….16 2.3 Những bất hợp lý sử dụng khái niệm khối lượng tương đối tính nguyên nhân dẫn đến việc tồn sai sót………………………………………………………………………19 2.4 Khảo sát khơng – thời gian chiều Minkowski………………………………….22 CHƯƠNG TRÌNH BÀY LẠI PHẦN ĐỘNG LỰC HỌC TƯƠNG ĐỐI TÍNH KHƠNG SỬ DỤNG KHÁI NIỆM KHỐI LƯỢNG TƯƠNG ĐỐI TÍNH……………………………25 3.1 Động lượng tương đối tính…………………………………………………………… 25 3.2 Phương trình động lực học tương đối tính…………………………………………… 29 3.3 Hệ thức Einstein khối lượng – lượng………………………………………….30 3.4 Liên hệ động lượng lượng……………………………………………… 32 3.5 Phép biến đổi Lorentz động lượng lượng…………………………… 33 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ …………………………………………………………… 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO ………………………………………………………………….38  mv  p với   v2 1 c    mv (38) Động lượng theo định nghĩa (38) bảo toàn trình va v2 1 c chạm chất điểm, hệ quy chiếu quán tính Thật vây, xét trường hợp va chạm mô tả hình 7a 7b động lượng xác định theo định nghĩa hệ quy chiếu quán tính O’ trước va chạm có giá trị: p' x'  m1v'1x' m2v'2 x'  v'  12 c v'  22 c  2mu u2 1 c   0    2u 1 c  u2 1 c  m1v'1 y' p' y'   2mu 2 u   v'2 x' v'2 y' c c2 m2v'2 y'        2 v'  12 c   2mu u2 1 c (39) (40) 0 v'  22 c    2mu   p'  p' x' i  p' y' j  i u2 1 c (41) Động lượng sau va chạm: m1v'1x' p' x  sau 1  sau v'1 m2v'2 x' sau v'2 sau 1 sau c2 c2 với v'1 v'2 sau  v'1x sau  v'1 y sau  u2  u4 2   u    u    2u   c  c  sau  v' x sau  v'2 y sau  u  u4    u    u   2u   c  c  28 sau p' y  m1v'1 y' sau 1 Vậy  2mu p' x  Suy 1 u4    2u   c  c  sau v'1 sau c2  m2 v'2 y' 1 v'2  sau sau c2   2mu u2 1 c m u2 1 c 2   u 1 u  u 1 u    c2 c      2mu   p'sau  p' x' i  p' y' j  i u2 1 c sau sau (42) (43) (44) Các công thức (41) (44) cho ta thấy rõ ràng động lượng trước va chạm động lượng sau va chạm nhau, động lượng theo định nghĩa (38) bảo toàn hai hệ O O’ Từ định nghĩa (38) ta thấy tốc độ v chất điểm không đáng kể so với tốc độ   ánh sáng ( v  c )   ta nhận lại định nghĩa p  mv học cổ điển Nếu tốc độ v hạt tiến gần tới tốc độ ánh sáng c v2  tiến tới 0, nghĩa động c lượng tiến tới vô cùng, từ suy khơng hạt có khối lượng tăng tốc tới tốc độ ánh sáng 3.2 Phương trình động lực học tương đối tính Phương trình động lực học chất điểm trường hợp cổ điển là:    dv F  ma  m dt  dp Hay F dt (45) (46) Trong học tương đối, phương trình (45) khơng cịn phù hợp để mơ tả chuyển động  chất điểm mà phải dùng phương trình (46), động lượng p xác định theo cơng thức (38) Phương trình (46) dạng tổng quát phương trình động lực học, phương trình hợp lý giữ ngun dạng học cổ điển vận tốc nhỏ thỏa mãn định luật bảo tồn động lượng hai trường hợp tương đối cổ điển Thay (38) vào (46) phương trình động lực học tương đối tính có dạng:    d  mv F dt  v2  1 c      d mv   dt   (47) 29   dv Biến đổi công thức (47), sử dụng định nghĩa gia tốc a  , ta được: dt   d  dv   d  F  m v   m v    dt dt   dt Mặt khác:   d d   dt dt  v2  1 c         v2   1 c        v dv   va  c dt c    3m     F  v a v  ma c    m  v a v   F  2 a  v2  c  v 1 c Suy (48) (49)   Biểu thức (49) cho thấy trường hợp tổng quát, vectơ lực F vectơ gia tốc a vật không hướng với Điều chứng tỏ vật chuyển động với tốc độ cao, khối lượng khơng cịn đại lượng đặc trưng cho mức quán tính vật [4] 3.3 Hệ thức Einstein khối lượng – lượng Giả sử có chất điểm chuyển động thẳng dọc theo trục Ox, lực tác dụng theo phương Ox làm cho động lượng chất điểm thay đổi theo phương trình (46) Tiếp theo, ta  giả sử chất điểm tăng tốc từ trạng thái nghỉ đến tốc độ v Công thực lực F lên chất điểm là: x2 x2 A   Fdx   x1 x1 dp dx dt (50) Theo (38) ta có: dp d  dt dt dv mv dv   2 v v dt  v  dt 1 1 c 1   c c  c  mv m     m  v2 m dv  dv    2   v  dt  v  dt v2 2   c 1    1   c   c   c  (51) Thay (51) vào (50), kết hợp với dx  vdt ta được: 30 t A  m  v2  1    c  32 v dv v vdt  m  dv 32 dt  v2  1    c  Kết tính tích phân cho ta: A mc 2 v 1 c  mc (52) Mặt khác, theo định lí động ta có cơng ngoại lực F độ biến thiên động chất điểm Bởi tốc độ ban đầu chất điểm không, suy động ban đầu chất điểm không, nghĩa là: A  K  K0  K   K Vậy cơng tính theo biểu thức (52) động tương đối K chất điểm: K mc 2 v 1 c  mc  mc  mc (53) Công thức kiểm chứng thực nghiệm sử dụng máy gia tốc hạt lượng cao [5] Nếu kí hiệu   v ta viết biểu thức động K dạng: c K  mc  (1   ) 1/2  1 (54) Khi v  c hay   ta khai triển (1   ) 1/2 thành chuỗi nhờ định lí nhị thức: (1   ) 1/2          2 (55) Thay (55) vào (54), ta được: 1   K  mc 1    1  mc   mv 2   (56) Vậy chất điểm chuyển động với tốc độ v nhỏ so với tốc độ ánh sáng từ (53) ta thu biểu thức động học cổ điển K  mv , với ta chờ đợi Khi tốc độ chất điểm tăng lên đến gần tốc độ ánh sáng số v2  c phương trình (30) dần tới động tăng lên vô hạn Một lần ta thấy không 31 hạt tăng tốc đến tốc độ ánh sáng, động hạt tăng vơ hạn điều xảy Số hạng mc biểu thức (30) không phụ thuộc vào tốc độ chất điểm gọi lượng nghỉ E0 chất điểm: E0  mc (57) Từ công thức (53) (57) ta có: mc  K  E0 Đại lượng mc tổng lượng nghỉ E0 động K chất điểm gọi lượng toàn phần E chất điểm: E   mc  mc  v c2 (58) Biểu thức (58) cho thấy tốc độ chất điểm khơng ( v  ) lượng tồn phần chất điểm khác khơng lượng nghỉ chất điểm Vậy lượng nghỉ lượng toàn phần chất điểm trạng thái nghỉ Khi chất điểm chuyển động lượng tồn phần tăng lên Cơng thức xác định lượng nghỉ E0  mc gọi công thức Einstein tương đương khối lượng lượng – khối lượng coi dạng khác lượng Định luật bảo toàn lượng thực định luật bảo toàn khối lượng - lượng Trong phản ứng hóa học, phần khối lượng chuyển thành dạng lượng khác (hoặc ngược lại) chiếm phần nhỏ tổng khối lượng liên quan, khối lượng lượng bảo tồn cách riêng biệt Thế phản ứng hạt nhân, lượng giải phóng thường lớn phản ứng hóa học hàng triệu lần, nên dễ dàng đo độ thay đổi khối lượng [6] 3.4 Liên hệ động lượng lượng Trong học cổ điển, biểu thức tính động lượng động chất điểm lần   lượt p  mv K  mv Nếu khử v hai biểu thức ta thu hệ thức liên hệ trực tiếp động lượng động năng: p  2mK (59) Trong thuyết tương đối tìm liên hệ tương tự cách khử v biểu thức động lượng tương đối tính (38) động tương đối tính (53) Đầu tiên ta viết lại (38): p   m 2v (60) 32 Với   c2 suy  2v     1 c , thay vào (60) ta được: c  v2 p   m 2c  m 2c (61) K   m 2c 2 m 2c  m 2c (62) Mặt khác từ (53) ta có: Nhân hai vế (61) với c , sau kết hợp với (62) ta nhận hệ thức liên hệ:  pc 2  K  2Kmc (63) Từ cơng thức lượng tồn phần E  mc  K biến đổi (63) để thu hệ thức liên hệ động lượng lượng toàn phần chất điểm: E   pc   mc  2 (64) Cơng thức liên hệ dễ dàng ghi nhớ thông qua tam giác vuông hình [6] Khi hạt nằm yên p  E  mc Khi p  mc E  pc E pc mc2 Hình Liên hệ động lượng lượng 3.5 Phép biến đổi Lorentz động lượng lượng  Xét hai hệ quy chiếu quán tính Oxyz O’x’y’z’, hệ O’ chuyển động với vận tốc u theo phương x so với hệ O Giả sử chất điểm khối lượng m chuyển động với vận tốc  v ( v x ,v y ,v z ) hệ O (hình 9) Gọi   1  p( px , py , pz ) chất điểm hệ O là: , lượng E động lượng v c2 E   mc px   mvx , py   mvy , pz   mvz (65) (66) 33 y y’  v O’ O m  u x x’ z z’ Hình Hệ quy chiếu quán tính Oxyz O’x’y’z’ ng  Gọi v' ( v' x' ,v' y' ,v' z' ) , p '( p x '', py'', pz'') E' vận tốc, động lượng lượng chất điểm hệ O’, ta có: E '   ' mc p x ''   ' mv 'x ' ,  '  v '2 1 c (67) py''   ' mv ' y ' , pz''   ' mv 'z ' (68) Thay biểu thức phép biến đổi vận tốc (24) vào biểu thức  ' , lưu ý 2 2 2 v  v x  v y  v z v'  v' x' v' y' v' z' , ta biểu diễn  ' thông qua đại lượng hệ O: '  2 v'  v' y'  v' z'  x' c2  u2 1 c u vx ) c2 v2 1 c (1  (69) Thay (69) vào biểu thức (67) E' ta được:      mc muv x  E'  ' mc   u2  v2 v2  1  1 1  c  c c  (70) Số hạng thứ ngoặc (70) E, số hạng thứ hai up x , ta viết lại biểu thức E' : 34 E' E  up x (71) u2 1 c Tương tự, thay (69) công thức biến đổi vận tốc v' x' (24) vào biểu thức (68) p' x' thì:      mvx mu  p' x'  ' mv' x'   u2  v2 v2  1  1 1  c  c c  Số hạng thứ ngoặc (72) p x , mặt khác hạng thứ hai ngoặc viết lại m v2 1 c (72)  E c2 nên số uE , biểu thức p' x' có dạng: c2 E c2 u2 1 c px  u p 'x '  (73) Thực phép biến đổi tương tự với p ' y ' p 'z ' [4] ta được: p 'y '  py (74) p ' z '  pz (75) Các biểu thức (71), (73), (74), (75) phép biến đổi Lorentz lượng động lượng Từ biểu thức suy ra: E '2 E2 2  p '  p '  p '   px  p y  pz x' y' z' 2 c c Hay: E '2 E2  p '   p2 2 c c (76) (77) Mặt khác, gọi m’ khối lượng chất điểm hệ O’ từ (64) (77) ta có biểu thức xác định khối lượng chất điểm: m2  E p E '2 p '2 – = –  m '2 c c c c (78) Như vậy, từ hệ quy chiếu quán tính sang hệ quy chiếu quán tính khác, lượng động lượng thay đổi, nhiên, khối lượng m chất điểm không 35 phụ thuộc vào chuyển động, khối lượng có giá trị tất hệ quy chiếu quán tính 36 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Nghiên cứu cho thấy, khái niệm khối lượng tương đối tính hồn tồn khơng có ý nghĩa vật lý khơng có sở khoa học, không kiểm chứng thực nghiệm số tài liệu viết Einstein không đưa khái niệm khối lượng tương đối tính ơng chưa sử dụng Thuyết tương đối Mơ tả lí thuyết ban đầu thí nghiệm Kaufmann thực sở quan điểm cổ điển, Thuyết tương đối chưa đời, để xây dựng phương trình chuyển động hạt mang điện chuyển động với tốc độ cao vơ tình hình thành quan điểm phụ thuộc khối lượng vào tốc độ Sau thuyết tương đối xuất hiểu rằng, để mơ tả chuyển động hạt tốc độ cao cần phải sử dụng công thức động học động lực học cổ điển mà thay vào phải sử dụng học tương đối tính Sở dĩ khái niệm khối lượng tương đối tính tồn lâu dài biểu thức động lượng tương đối tính Planck bị đưa dạng cổ điển biểu thức liên hệ khối lượng lượng Einstein bị hiểu sai lệch Từ điều trình bày trên, thấy cần phải chỉnh sửa lại số nhận định khơng xác Thuyết tương đối, lại phổ biến tài liệu tham khảo Việt Nam Cụ thể là: - - - Công thức Einstein phải diễn giải xác rõ ràng hơn, khối lượng vật tương đương với lượng nghỉ khơng phải lượng tồn phần Nghĩa sử dụng kí hiệu thơng dụng trongThuyết tương đối cơng thức Einstein phải viết E0  mc E  mc   Biểu thức động lượng p  mv không học tương đối Biểu thức   mv p v2 1 c Khối lượng học tương đối khơng khác với khối lượng học Newton Khối lượng vật không phụ thuộc vào tốc độ, có giá trị hệ quy chiếu 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Einstein Albert (1905) On the Electrodynamics of Moving Bodies (Zur Elektrodynamik bewegter Körper) Annalen der Physik F 4, Vol 17 , pp 891-921 [2] Einstein Albert (1915) The Field Equations of Gravitation (Die Feldgleichungen der Gravitation), Preussische Akademie der Wissenschaften, Sitzungsberichte, 1915 (part 2), pp 844–847 [Online] Available: https://en.wikisource.org/wiki/Translation:The_Field_Equations_of_Gravitation Truy cập 27/2/2018 [3] I V Savelʹev (1970) Course of General Physics (in volumes), Moscow: Nauka (И В Савельев (1970) Курс общей физики ( в томах), Москва: Наука) [4] I V Savelʹev (2011) Course of General Physics (in volumes), 5th Edition, Lan (И В Савельев 2011) Курс общей физики ( в томах),5-е изд Лань) [5] R A Serway and J W Jewett (2013) Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics, 9th ed., Brooks/Cole [6] D Halliday, R Resnick, and J Walker (2011) Fundamentals of physics, 9th ed., John Wiley & Sons [7] Lương Duyên Bình (chủ biên) (2008) Vật lý đại cương tập 1, tái lần thứ 16 NXB Giáo dục, [8] Nguyễn Hữu Mình (1998) Cơ Học, NXB Giáo dục [9] Phạm Duy Lác (2000) Vật lý đại cương NXB khoa học kỹ thuật Hà Nội [10] Đỗ Quốc Huy (chủ biên) (2013) Vật lý đại cương tập 1: Cơ – Nhiệt, NXB ĐHCN TPHCM [11] Nguyễn Thị Bé Bảy (2009) Vật lý Đại Cương A2, ĐH Bách Khoa TPHCM [12] Trương Thành (2009) Giáo trình Vật lý 1, ĐH Đà Nẵng [13] Trần Thể (2002) Giáo trình Vật lý đại cương A2, ĐH An Giang [14] Ngô Văn Thanh Bài giảng Vật lý 2, Phần II, Thuyết tương đối, Viện Vật lý [Online] Available: www.iop.vast.ac.vn/~nvthanh/cours/phys/ Truy cập 1/2/2018 [15] Dương Quang Minh Điện động lực học, Giáo trình điện tử Đại học Cần Thơ [Online].Available: https://websrv1.ctu.edu.vn/coursewares/supham/dien_dlh/chuong11.htm Truy cập 1/2/2018 [16] Lê Đại Nam Thuyết tương đối hẹp - học tương đối tính [Online] Available: https://polbaby.files.wordpress.com/2012/09/special-relativity.pdf Truy cập 1/2/2018 [17] Sách giáo khoa Vật lý 12 (2017), tái lần 9, NXB Giáo dục 38 [18] Sách giáo khoa Vật lý 12 nâng cao (2016), tái lần thứ 8, NXB Giáo dục [19] https://bn.wikipedia.org/wiki/%E0%A6%86%E0%A6%AA%E0%A7%87%E0%A6%95% E0%A7%8D%E0%A6%B7%E0%A6%BF%E0%A6%95_%E0%A6%AD%E0%A6%B0 Truy cập 15/4/2018 [20] https://he.wikipedia.org/wiki/%D7%9E%D7%A1%D7%94 Truy cập 15/4/2018 [21] https://el.wikipedia.org/wiki/%CE%9C%CE%AC%CE%B6%CE%B1 Truy cập 15/4/2018 [22] https://cs.wikipedia.org/wiki/Relativistick%C3%A1_hmotnost Truy cập 15/4/2018 [23] J.J Thomson (1881) On the Electric and Magnetic Effects produced by the Motion of Electrified Bodies Philosophical Magazine, 11 (68): 229-249 [Online] Available: https://en.wikisource.org/wiki/On_the_Electric_and_Magnetic_Effects_produced_by_the_ Motion_of_Electrified_Bodies Truy cập 5/3/2018 [24] H A Lorentz (1899) Simplified theory of electric and optical phenomena in moving systems, Konikl Akad Wetenschap Proc 1, 427–442 [25] Kaufmann, W (1901), Die magnetische und elektrische Ablenkbarkeit der Bequerelstrahlen und die scheinbare Masse der Elektronen, Göttinger Nachrichten (2): 143–168 [Online] Available: https://biblio.wiki/wiki/Die_magnetische_und_elektrische_Ablenkbarkeit_der_Bequerelstra hlen Truy cập 27/2/2018 [16] Kaufmann, W (1902), The Electromagnetic Mass of the Electron (Die elektromagnetische Masse des Elektrons), Physikalische Zeitschrift, (1b): 54–57 [Online] Available: https://en.wikisource.org/wiki/Translation:The_Electromagnetic_Mass_of_the_Electron Truy cập 27/2/2018 [27] Abraham, M (1902), Principles of the Dynamics of the Electron ( Prinzipien der Dynamik des Elektrons), Physikalische Zeitschrift (1b): 57–62 [Online] Available: https://en.wikisource.org/wiki/Translation:Principles_of_the_Dynamics_of_the_Electron_(1 902) Truy cập 28/2/2018 [28] Lorentz Hendrik Antoon (1904), Electromagnetic phenomena in a system moving with any velocity smaller than that of light, Proceedings of the Royal Netherlands Academy of Arts and Sciences, 6: 809–831 [29] The Collected Papers of Albert Einstein, Vol 2: The Swiss Years: Writings, 1900–1909 Edited by John Stachel, David C Cassidy, Jürgen Renn, and Robert chulmann [Online] Available: http://einsteinpapers.press.princeton.edu/vol2-doc/345 Truy câp 28/2/2018 39 [30] Planck Max (1906a), The Principle of Relativity and the Fundamental Equations of Mechanics (Das Prinzip der Relativität und die Grundgleichungen der Mechanik), Verhandlungen der Deutschen Physikalischen Gesellschaft 4, pp.136-141 [Online] Available: https://en.wikisource.org/wiki/Translation:The_Principle_of_Relativity_and_the_Fundamen tal_Equations_of_Mechanics Truy cập 1/3/2018 [31] Planck Max (1906), The Measurements of Kaufmann on the Deflectability of β-Rays in their Importance for the Dynamics of the Electrons (Die Kaufmannschen Messungen der Ablenkbarkeit derm-Strahlen in ihrer Bedeutung für die Dynamik der Elektronen), Phys Z 7, 753–761 [Online] Available: https://en.wikisource.org/wiki/Translation:The_Measurements_of_Kaufmann 1/3/2018 Truy cập [32] Einstein Albert (1907a), On the relativity principle and the conclusions drawn from it (Über das Relativitätsprinzip und die aus demselben gezogenen Folgerungen), Jahrbuch der Radioaktivität und Elektronik 4, pp 411-462 [Online] Available: http://einsteinpapers.press.princeton.edu/vol2-trans/290 Truy cập 1/3/2018 [33] Lewis G N (1908), A revision of the Fundamental Laws of Matter and Energy, Philosophical Magazine, 16 (95), pp 705-717 [Online] Available: https://en.wikisource.org/wiki/A_revision_of_the_Fundamental_Laws_of_Matter_and_Ener gy Truy cập 5/3/2018 [34] Lev B Okun (1989), The concept of mass Physics Today, vol 42, no 6, pp 31–36 [35] Gary Oas (2005), On the abuse and use of relativistic mass, arXiv:physics/0504110v2 [physics.ed-ph] 21 Oct 2005 [36] Belachew Desalegn (2018), Challenges in Interpreting Mass Energy Relationship as per Modern view; the case of Wolaita Sodo University Physics Community, J Physical and Chemical Sciences 6, pp 1-5 [37] Albert Einstein (1905) Does the inertia of a body depend on its energy content? Annalen der Physik 18, pp 639-641 [38] Eugene Hecht (2009) Einstein on mass and energy American Journal of Physics, vol 77, no 9, pp 799-806, [39] L B Okun (2009) Mass versus relativistic and rest masses American Journal of Physics, vol 77, no 5, pp 430-431 [40] Lev B Okun (1989) The concept of mass (mass, energy, relativity) Soviet Physics Uspekhi, vol 32, no 7, pp 629 - 638 [41] Lev B Okun (2000) Reply to the letter 'What is mass? by R I Khrapko” PhysicsUspekhi, vol 43, no 12, pp 1270 – 1275 40 [42] Albert Einstein (1934) Elementary derivation of the equivalence of mass and energy The Eleventh Josiah Willard Gibbs Lecture, delivered at Pittsburgh, pp 223-230 [43] Albert Einstein (1923) The Meaning of Relativity Four lectures delivered at Princeton University, Princeton University Press [44] E F Taylor and J A Wheeler (1992) Spacetime Physics: Introduction to Special Relativity, 2nd ed., W H Freeman, New York 41 PHẦN III PHỤ LỤC ĐÍNH KÈM Hợp đồng thực đề tài nghiên cứu khoa học Thuyết minh đề tài phê duyệt Quyết định nghiệm thu Hồ sơ nghiệm thu (biên họp, phiếu đánh giá, bảng tổng hợp điểm, giải trình, phiếu phản biện) Sản phẩm nghiên cứu (bài báo, vẽ, mơ hình .) 42 ... liệu Việt Nam viết Thuyết tương đối Mục tiêu cụ thể: - Xác định khác biệt tài liệu Việt Nam tài liệu đại giới viết Thuyết tương đối - Chỉ sai sót số quan điểm cơng nhận lưu hành rộng rãi tài liệu. .. đề tài Tóm tắt kết (tiếng Việt tiếng Anh) Tóm tắt: Hầu hết tài liệu tham khảo Việt Nam viết Thuyết tương đối khẳng định khối lượng tương đối, giá trị phụ thuộc vào tốc độ Trên sở khảo sát viết. .. Thơng tin tổng qt 1.1 Tên đề tài: Nghiên cứu sai sót tài liệu Việt Nam viết Thuyết tương đối 1.2 Mã số: 183.CB02 1.3 Danh sách chủ trì, thành viên tham gia thực đề tài TT Họ tên (học hàm, học