Vật lý đại cương II

1 BỘ GD&ĐT CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Trường đại học SPKT Độc lập – Tự do – Hạnh phúc Khoa: Khoa học Cơ bản ******* Chương trình Giáo dục đại học Trình độ đào tạo: Đại học Đề cương chi tiết học phần 1. Tên học phần: Vật lý đại cương II Mã học phần:PHYS 120202 2. Tên Tiếng Anh: Fundamental Physics II 3. Số tín chỉ:2 4. Phân bố thời gian: (học kỳ 15 tuần) 2(2:0:4) 5.Các giảng viên phụ trách học phần 1/ GV phụ trách chính: Võ Thanh Tân, Đỗ Quang Bình 2/ Danh sách giảng viên cùng GD: 2.1/ Trần Thiện Huân 2.2/ Phạm Ngọc Sơn 2.3/ Lê Sơn Hải 2.4/ Huỳnh Hoàng Trung 2.5/ Trần Thụy Ngọc Thủy 2.6/ Trương Thị Trân Châu 2.7/ Trần Thị Ngọc Lam 6. Điều kiện tham gia học tập học phần Môn học tiên quyết: Vật lý đại cương I, Toán cao cấp A1 Môn học đồng thời: Toán cao cấp A2, Xác suất thống kê. 7. Mô tả tóm tắt học phần Học phần này cung cấp cho sinh viên những nội dung cơ bản của vật lý bao gồm các phần quang học, lý thuyết tương đối hẹp của Einstein, cơ học lượng tử cơ sở cho việc tiếp cận với các môn học chuyên ngành trình độ đại học các ngành khoa học, kỹ thuật và công nghệ. Sinh viên sẽ được trang bị những kiến thức về các hiện tượng tự nhiên trong thế giới vi mô ở cấp độ tương đối tính và ứng dụng những kiến thức đó trong nghiên cứu khoa học, trong phát triển kỹ thuật và công nghệ hiện đại. Thông qua học phần này, người học sẽ nhận ra rằng vật chất có lưỡng tính sóng - hạt; vì vậy để nghiên cứu, giải thích các hiện tượng, các quá trình, quy luật vận động của tự nhiên trong thế giới vi mô phải dựa trên cơ học tương đối tính và cơ học lượng tử. Các lý thuyết này cung cấp kiến thức và kỹ năng nền tảng để hiểu được các hiện tượng, quy luật của các quá trình xảy ra bên trong nguyên tử, do đó là cơ sở cho sự phát triển của khoa học và ứng dụng trong kỹ thuật, công nghệ hiện đại như kỹ thuật điện-điện tử, công nghệ máy tính, công nghệ nano, điều khiển tự động, công nghệ bức xạ, năng lượng, y học 2 8.Chuẩn đầu ra của học phần Kiến thức: Lý thuyết tương đối hẹp: - Hiểu được những nội dung cơ bản của lý thuyết tương đối hẹp, phân biệt sự khác nhau giữa lý thuyết tương đối với cơ học Newton, ý nghĩa của lý thuyết tương đối trong sự phát triển của vật lý hiện đại. Quang học: - Hiểu được tính chất sóng của ánh sáng thể hiện qua các hiện tượng giao thoa và nhiễu xạ; nhận thức được sự thay đổi quan điểm về bản chất của ánh sáng và ứng dụng của các hiện tượng này trong kỹ thuật. - Hiểu được các hiện tượng bức xạ nhiệt, hiệu ứng quang điện, hiện tượng Compton và tính chất hạt của ánh sáng thể hiện qua các hiện tượng này; sự phát triển của lý thuyết vật lý để giải thích các kết quả thực nghiệm đối với các hiện tượng trên. Cơ học lượng tử: -Hiểu được những nội dung cơ bản của môn cơ học lượng tử, ý nghĩa của cơ học lượng tử trong sự phát triển của khoa học và kỹ thuật hiện đại. Kỹ năng: Lý thuyết tương đối hẹp: -Biết cách vận dụng lý thuyết tương đối hẹp để giải thích các hiện tượng trong vật lý lượng tử. Quang học: -Giải thích hiện tượng giao thoa và nhiễu xạ ánh sáng dựa trên lý thuyết sóng ánh sáng. -Giải thích được các hiện tượng bức xạ nhiệt, hiệu ứng quang điện, hiện tượng Compton dựa trên các lý thuyết lượng tử. Cơ học lượng tử -Thiết lập và giải phương trình Shrodinger đối với một số bài toán tiêu biểu. Thái độ nghề nghiệp: - Nhận thức đúng đắn vai trò của vật lý nói riêng và khoa học cơ bản nói chung đối với chất lượng đào tạo các ngành khoa học, kỹ thuật và công nghệ trình độ đại học. - Hình thành quan điểm, thái độ đúng đắn đối với việc học tập khoa học cơ bản cho việc bồi dưỡng, nâng cao trình độ chuyên môn của bản thân. 9. Nhiệm vụ của sinh viên SV không thực hiện đủ chỉ một trong các nhiệm vụ sau đây sẽ bị cấm thi: - Dự lớp: 80% - Bài tập: 100% 10. Tài liệu học tập - Sách, giáo trình chính: 1. Lương Duyên Bình (Chủ biên): Vật lý đại cương tập 1: Cơ- Nhiệt, NXB Giáo dục Việt Nam, 2010, 267 trang. 3 2. Lương Duyên Bình (Chủ biên), Ngô Phú An, Lê Băng Sương, Nguyễn Hữu Tăng: Vật lý đại cương tập 3 - Phần 1: Quang học- Vật lý nguyên tử &hạt nhân, NXB Giáo dục, 2006, 244 trang 3. Lương Duyên Bình: Bài tập vật lý đại cương tập 3: Quang học- Vật lý lượng tử, NXB Giáo dục, 1994. 4. Trần Thị Thiên Hương, Huỳnh Quang Chiến: Bài tập vật lý 3 (Dao động – Sóng – Quang học), Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Tp HCM, 2006. 5. Trần Ngọc Hợi (Chủ biên), Phạm Văn Thiều: Vật lý đại cương các nguyên lý và ứng dụng, Tập 3: Quang học và Vật lý lượng tử, NXB Giáo dục, 2006, 414 trang - Sách (TLTK) tham khảo: 6. David Haliday, Robert Resnick, Jearl Walker. Cơ sở vật lý, Tập 6, NXB Giáo dục, Hà nội 1999. 11. Tỷ lệ Phần trăm các thành phần điểm và các hình thức đánh giá sinh viên: - Đánh giá quá trình: 30% trong đó: + Dự lớp: 5% + Làm bài tập: 5% + Bài kiểm tra giữa kỳ: 20% - Thi cuối học kỳ:70%(thi tự luận, đề đóng 90 phút) 12. Thang điểm: 10 13. Kế hoạch thực hiện (Nội dung chi tiết) học phầntheo tuần Tu ần thứ 1 - 4 : Chương 1: < Thuy ết t ương đ ối hẹp > <( 7/0/14)> Dự kiến các CĐR được thực hiện sau khi kết thúc ND A/ Tóm t ắt các ND và PPGD trên l ớp : (7) - Hiểu được những nội dung cơ bản của lý thuyết tương đối hẹp, phân biệt sự khác nhau giữa lý thuyết tương đối với cơ học Newton, ý nghĩa của lý thuyết tương đối trong sự phát triển của vật lý hiện đại. - Biết cách vận dụng lý thuyết tương đối hẹp để giải thích các hiện tượng trong vật lý Nội Dung (ND) GDtrên lớp 1. Cơ sở khoa học hình thành thuyết tương đối hẹp - Quan sát thiên văn, sao đôi, giao thoa kế Michelson - Hạn chế của cơ học cổ điển 2. Các tiên đề Einstein 3. Tính tương đối của sự đồng thời, thời gian và độ dài - Biến đổi Lorentz - Tính tương đối chuyển động 4. Động lực học tương đối tính và hệ thức năng lượng của Enstein Tóm tắt các PPGD: + Thuyết trình B / Các n ội dung cần tự học ở nh à : (14) Dự kiến các CĐR được thực hiện sau khi kết thúc tự học 4 Các n ội dung tự học : 1. Các tiên đề Einstein 2. Tổng hợp vận tốc 3. Sơ lược về bản chất sóng-hạt của ánh sáng - Thang sóng điện từ - Các ứng dụng của các tia bức xạ - Nhấn mạnh tính sóng-hạt từ các ứng dụng trên 4. Giao thoa gây bởi khe Young 5. Ứng dụng hiện tượng giao thoa ánh sáng -Liệt kê các tài liệu học tập cần thiết (yêu cầu phải thống nhất với mục 11 nêu trên) + Chương 7 tài liệu 10.1 + Chương 35 tài liệu 10.5 + Chương 42 tài liệu 10.6 - Hiểu được những nội dung cơ bản của lý thuyết tương đối hẹp, phân biệt sự khác nhau giữa lý thuyết tương đối với cơ học Newton, ý nghĩa của lý thuyết tương đối trong sự phát triển của vật lý hiện đại. - Biết cách vận dụng lý thuyết tương đối hẹp để giải thích các hiện tượng trong vật lý Tu ần thứ 4 - 11 : Chương 2 : < Quang h ọc > <(15/0/30) Dự kiến các CĐR được thực hiện sau khi kết thúc ND A/ Tóm t ắt các ND và PPGD trên l ớp : (15) - Hiểu và giải thích được tính chất sóng của ánh sáng thể hiện qua các hiện tượng giao thoa vànhiễu xạ; nhận thức được sự thay đổi quan điểm về bản chất của ánh sáng và ứng dụng của các hiện tượng này trong kỹ thuật. - Hiểu và giải thích được các hiện tượng bức xạ nhiệt, hiệu ứng quang điện, hiện tượng Compton và tính chất hạt của ánh sáng thể hiện qua các hiện tượng này; sự phát triển của lý thuyết vật lý để giải thích các kết quả thực nghiệm đối với các hiện tượng trên. - Biết cách xác định giới hạn quang điện, độ dịch bước sóng, năng lượng, động lượng của photon tán xạ. Nội Dung (ND) trên lớp: 1. Các đặc trưng cơ bản của quang hình học (quang lộ, định lý Malus) 2. Sơ lược về bản chất sóng-hạt của ánh sáng 3. Bản chất sóng của ánh sáng a. Hiện tượng giao thoa ánh sáng (giao thoa gây bởi khe Young, giao thoa trên bản mỏng, ứng dụng hiện tượng giao thoa ánh sáng) b. Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng (nhiễu xạ qua lỗ tròn và đĩa tròn, nhiễu xạ qua một khe hẹp, nhiều khe hẹp và cách tử) 4. Bản chất hạt của ánh sáng a. Lý thuyết lượng tử năng lượng của Plank và lý thuyết lượng tử ánh sáng của Einstein b. Hiện tượng bức xạ nhiệt c. Hiệu ứng Compton Tóm tắt các PPGD: 5 + Thuyết trình + Trao đổi, thảo luận nhóm B/ Các n ội dung c ần tự học ở nh à : (30) Dự kiến các CĐR được thực hiện sau khi kết thúc tự học Các nội dung cần tự học: 1. Cách tử 2. Hiện tượng quang điện 3. Hiện tượng nhiễu xạ và giao thoa của chùm electron qua một khe hẹp -Liệt kê các tài liệu học tập cần thiết (yêu cầu phải thống nhất với mục 11 nêu trên) + Chương 1 - 4 tài liệu 10.2 + Chương 31 - 34 tài liệu 10.5 + Chương 39 - 41 tài liệu 10.6 + Chương 1, 2 tài liệu 10.3 (bài tập) + Chương 2 tài liệu 10.4 (bài tập) - Hiểu và giả thích được tính chất sóng của ánh sáng thể hiện qua các hiện tượng giao thoa và nhiễu xạ; nhận thức được sự thay đổi quan điểm về bản chất của ánh sáng và ứng dụng của các hiện tượng này trong kỹ thuật. - Hiểu và giải thích được các hiện tượng bức xạ nhiệt, hiệu ứng quang điện, hiện tượng Compton và tính chất hạt của ánh sáng thể hiện qua các hiện tượng này; sự phát triển của lý thuyết vật lý để giải thích các kết quả thực nghiệm đối với các hiện tượng trên. - Biết cách xác định giới hạn quang điện, độ dịch bước sóng, năng lượng, động lượng của photon tán xạ. Tu ần thứ 1 2 - 1 5 : Chương 3 : < Cơ h ọc l ư ợng tử > < (8/0/16)> Dự kiến các CĐR được thực hiện sau khi kết thúc ND A/ Tóm t ắt các ND và PPGD trên l ớp : (8) - Hiểu được những nội dung cơ bản của bộ môn cơ học lượng tử, ý nghĩa của cơ học lượng tử trong sự phát triển của khoa học và kỹ thuật hiện đại. - Thiết lập và giải phương trình Shrodinger đối với một số bài toán tiêu biểu. Nội Dung (ND) trên lớp: 1. Mở đầu a. Giả thuyết de Broglie và hiện tượng nhiễu xạ và giao thoa của chùm electron qua một khe hẹp b. Hệ thức bất định Heisenberg 2. Hàm sóng trong cơ học lượng tử 3. Phương trình Schrodinger 4. Bài toán giếng thế một chiều sâu vô hạn, rào thế và hiệu ứng đường hầm 5. Bài toán nguyên tử Hiđrô 6 Tóm t ắt các PPGD : + Thuyết trình B/ Các n ội dung cần tự học ở nh à : (16) Dự kiến các CĐR được thực hiện sau khi kết thúc tự học Các nội dung cần tự học: - Bài toán giếng thế một chiều sâu vô hạn, rào thế và hiệu ứng đường hầm -Liệt kê các tài liệu học tập + Chương 6 tài liệu 10.2 + Chương 37 tài liệu 10.5 + Chương 44, 45 tài liệu 10.6 - Hiểu được những nội dung cơ bản của bộ môn cơ học lượng tử, ý nghĩa của cơ học lượng tử trong sự phát triển của khoa học và kỹ thuật hiện đại. - Thiết lập và giải phương trình Shrodinger đối với một số bài toán tiêu biểu. 14. Đạo đức khoa học: + Các bài tập, bài viết nếu bị phát hiện là sao chép của nhau sẽ bị 0 điểm của bài đó, nếu nhiều người cùng sao chép thì sẽ bị 0 điểm quá trình. + SV không hoàn thành nhiệm vụ thì bị cấm thi và bị đề nghị kỷ luật. + SV thi hộ thì cả người thi hộ và người nhờ thi hộ sẽ bị đình chỉ học tập. 15. Ngày phê duyệt:ngày/tháng/năm 16. Cấp phê duyệt: Trưởng khoa Tổ trưởng BM Người biên soạn 7 17. Tiến trình cập nhật ĐCCT L ấn 1: Nội Dung Cập nhật ĐCCT lần 1: ngày/tháng/năm < người cập nhật ký và ghi rõ họ tên) Tổ trưởng Bộ môn: L ấn 2: Nội Dung Cập nhật ĐCCT lần 2: ngày/tháng/năm < người cập nhật ký và ghi rõ họ tên) Tổ trưởng Bộ môn: . Trường đại học SPKT Độc lập – Tự do – Hạnh phúc Khoa: Khoa học Cơ bản ******* Chương trình Giáo dục đại học Trình độ đào tạo: Đại học Đề cương chi tiết học phần 1. Tên học phần: Vật lý đại cương. (Chủ biên): Vật lý đại cương tập 1: Cơ- Nhiệt, NXB Giáo dục Việt Nam, 2010, 267 trang. 3 2. Lương Duyên Bình (Chủ biên), Ngô Phú An, Lê Băng Sương, Nguyễn Hữu Tăng: Vật lý đại cương tập 3. cương tập 3 - Phần 1: Quang học- Vật lý nguyên tử &hạt nhân, NXB Giáo dục, 2006, 244 trang 3. Lương Duyên Bình: Bài tập vật lý đại cương tập 3: Quang học- Vật lý lượng tử, NXB Giáo dục, 1994.