Thông tin tài liệu
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA SƯ PHẠM
BỘ MÔN SƯ PHẠM VẬT LÍ
Tên đề tài:
BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU LỊCH SỬ VẬT LÍ
PHỤC VỤ CHO VIỆC DẠY HỌC
CHƯƠNG IX. VẬT LÍ 12 NÂNG CAO
Luận văn tốt nghiệp
Ngành: SƯ PHẠM VẬT LÍ
Chuyên ngành: SƯ PHẠM VẬT LÍ
Giảng viên hướng dẫn:
Sinh viên thực hiện:
ThS – GVC: Đặng Thị Bắc Lý
Tiêu Tín Nguyên
MSSV: 1100237
Lớp: Sư phạm Vật lí K36
Cần Thơ, 5 - 2014
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
LỜI CẢM ƠN
Sau một thời gian dài nghiên cứu, tôi đã hoàn thành luận văn của mình. Đó là kết
quả của sự cố gắng của bản thân trong những năm tháng trên giảng đường đại học cùng
với sự hướng dẫn tận tình của quí thầy cô trong những năm vừa qua.
Tôi xin chân thành cảm ơn tất cả quí thầy cô trường Đại học Cần Thơ, quí thầy cô
Khoa Sư phạm và Bộ môn Sư phạm Vật lí đã truyền đạt những kiến thức và kinh nghiệm
giảng dạy cho bản thân tôi, nó sẽ là hành trang quí báu theo suốt cả con đường sự nghiệp
của tôi sau này.
Đặc biệt, tôi xin chân thành cảm ơn ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý đã tận tình chỉ
dẫn cho tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn.
Tôi cũng chân thành cảm ơn những ý kiến đóng góp của anh chị đi trước và bạn
bè, đặc biệt là các đồng chí Cán bộ Đoàn khoa Sư phạm, các bạn lớp Sư phạm Vật lí
khóa 36 đã giúp tôi rất nhiều trong quá trình nghiên cứu thực hiện đề tài này.
Cuối lời, tôi xin kính chúc quí thầy cô, các anh chị, các đồng chí cùng các bạn dồi
dào sức khỏe, công tác tốt, ngập tràn niềm vui, hạnh phúc và thành công trong cuộc sống.
Mặc dù tôi đã cố gắng rất nhiều nhưng cũng không tránh khỏi hạn chế và thiếu sót.
Tôi rất mong nhận được những ý kiến góp ý quí báu của quí thầy cô và bạn bè để đề tài
được phong phú và hoàn thiện hơn.
Sinh viên thực hiện: Tiêu Tín Nguyên
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
2
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
MỤC LỤC
PHẦN A. MỞ ĐẦU ............................................................................................................ 1
1. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI ................................................................................................ 1
2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI........................................................................................... 3
3. GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI............................................................................................ 3
4. PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU THỰC HIỆN ĐỀ TÀI ....... 3
5. CÁC BƯỚC THỰC HIỆN ĐỀ TÀI ............................................................................ 4
6. QUI TRÌNH SỬ DỤNG LỊCH SỬ VẬT LÍ VÀO DẠY HỌC ..................................4
7. THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ........................................................................................... 5
PHẦN B. NỘI DUNG ........................................................................................................ 6
CHƯƠNG 1. VỊ TRÍ, VAI TRÒ CỦA LỊCH SỬ VẬT LÍ HỌC. NHỮNG QUI
LUẬT CỦA SỰ PHÁT TRIỂN VẬT LÍ HỌC ................................................................ 6
1. VỊ TRÍ, VAI TRÒ ........................................................................................................ 6
2. NHỮNG QUI LUẬT CỦA SỰ PHÁT TRIỂN VẬT LÍ HỌC ....................................9
2.1. Những qui luật chung của sự phát triển vật lí học ................................................. 9
2.2. Mối quan hệ giữa vật lí học và sản xuất .............................................................. 10
2.3. Chế độ xã hội và sự phát triển vật lí học ............................................................. 12
2.4. Mối quan hệ giữa vật lí học và triết học .............................................................. 14
CHƯƠNG 2. SƠ LƯỢC VỀ LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA
VẬT LÍ HỌC .................................................................................................................... 17
1. GIAI ĐOẠN CHUẨN BỊ ĐỂ HÌNH THÀNH NGÀNH VẬT LÍ HỌC ................... 17
2. GIAI ĐOẠN VẬT LÍ HỌC TRỞ THÀNH MỘT KHOA HỌC ĐỘC LẬP ............. 20
3. GIAI ĐOẠN HOÀN THIỆN VẬT LÍ HỌC CỔ ĐIỂN ............................................. 27
3.1. Nhiệt động lực học .............................................................................................. 28
3.2. Nhiệt và nhiệt độ .................................................................................................30
3.3. Các động cơ nhiệt ................................................................................................ 30
3.4. Động cơ vĩnh cửu ................................................................................................ 31
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
3
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
3.5. Vật lí thống kê ..................................................................................................... 31
3.6. Lí thuyết trường điện từ ....................................................................................... 31
4. GIAI ĐOẠN VẬT LÍ HỌC HIỆN ĐẠI ..................................................................... 32
CHƯƠNG 3. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG LỊCH SỬ
VẬT LÍ HỌC VÀO GIẢNG DẠY.................................................................................. 35
1. KHÁI NIỆM QUÁ TRÌNH DẠY HỌC..................................................................... 35
2. NHIỆM VỤ CỦA NGƯỜI GIÁO VIÊN VẬT LÍ Ở TRƯỜNG PHỔ THÔNG ....... 35
2.1. Dạy kiến thức vật lí cho học sinh ........................................................................ 35
2.2. Phát triển tư duy cho học sinh thông qua dạy vật lí ............................................ 35
2.3. Giáo dục tư tưởng (dạy người) thông qua dạy vật lí ........................................... 36
2.4. Dạy cho học sinh kĩ năng hành động vật lí ......................................................... 36
3. Ý NGHĨA VÀ TẦM QUAN TRỌNG CỦA LỊCH SỬ TRONG DẠY HỌC VẬT LÍ
........................................................................................................................................ 37
3.1. Tác dụng của tài liệu lịch sử vật lí trong quá trình giảng dạy ............................. 37
3.2. Yêu cầu về nội dung và phương pháp giới thiệu tài liệu lịch sử trong giảng dạy
vật lí ............................................................................................................................ 38
3.2.1. Tài liệu lịch sử vật lí giới thiệu phải liên hệ hữu cơ với nội dung bài giảng
.................................................................................................................................38
3.2.2. Tài liệu giới thiệu phải có phương hướng, tư tưởng xác định ...................... 39
3.2.3. Tài liệu lịch sử vật lí phải mang tính chính thống đáng tin cậy ................... 39
3.2.4. Tài liệu phải vừa sức với trình độ học sinh, yêu cầu phải rõ ràng, ngắn gọn,
đầy đủ, súc tích và nghệ thuật trình bày tài liệu của giáo viên .............................. 40
3.3. Phương hướng giới thiệu tài liệu lịch sử vật lí .................................................... 40
3.3.1. Giới thiệu thân thế và sự nghiệp của các nhà bác học .................................40
3.3.2. Trình bày những phát biểu thí nghiệm lịch sử và công trình của các nhà
khoa học .................................................................................................................. 41
3.3.3. Giải bài tập vật lí có nội dung lịch sử .......................................................... 41
3.3.4. Giới thiệu lịch sử phát triển của khoa học ................................................... 41
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
4
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
3.3.5. Giới thiệu tài liệu trong hoạt động ngoại khóa ............................................ 41
4. GIỚI THIỆU TÀI LIỆU LỊCH SỬ VẬT LÍ .............................................................. 43
4.1. Giới thiệu tóm tắt về cuộc đời và sự nghiệp của một số nhà vật lí ..................... 43
4.1.1. Henri Becquerel ............................................................................................ 43
4.1.2. Niels Henrik David Bohr .............................................................................. 44
4.1.3. Marie Skłodowska-Curie .............................................................................. 47
4.1.4. Pie Curie ....................................................................................................... 50
4.1.5. Ernest Rutherford ......................................................................................... 51
4.2. Phương pháp giới thiệu lịch sử vật lí trong hoạt động ngoại khóa ..................... 53
4.2.1. Hoạt động ngoại khóa................................................................................... 53
4.2.2. Tác dụng của hoạt động ngoại khóa............................................................. 54
4.2.3. Hoạt động ngoại khóa vật lí ......................................................................... 55
4.2.4. Phương pháp tổ chức hoạt động ngoại khóa vật lí....................................... 58
CHƯƠNG 4. NGHIÊN CỨU LỊCH SỬ VẬT LÍ PHỤC VỤ DẠY HỌC
CHƯƠNG IX. VẬT LÍ 12 NÂNG CAO ........................................................................ 67
1. NGHIÊN CỨU LỊCH SỬ VẬT LÍ PHỤC VỤ DẠY HỌC BÀI 52 CẤU TẠO CỦA
HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ. ĐỘ HỤT KHỐI............................................................... 67
1.1. Xác định mục tiêu của bài ................................................................................... 67
1.2. Xác định nội dung của bài để sử dụng lịch sử vật lí vào dạy học và nội dung lịch
sử vật lí cần đưa vào bài ............................................................................................. 67
1.3. Xác định phương pháp để sử dụng lịch sử vật lí vào dạy học và hình thức tổ
chức dạy học ............................................................................................................... 69
2. NGHIÊN CỨU LỊCH SỬ VẬT LÍ PHỤC VỤ DẠY HỌC BÀI 53 PHÓNG XẠ .... 71
2.1. Xác định mục tiêu của bài ................................................................................... 71
2.2. Xác định nội dung của bài để sử dụng lịch sử vật lí vào dạy học và nội dung lịch
sử vật lí cần đưa vào bài ............................................................................................. 71
2.3. Xác định phương pháp để sử dụng lịch sử vật lí vào dạy học và hình thức tổ
chức dạy học ............................................................................................................... 73
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
5
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
3. NGHIÊN CỨU LỊCH SỬ VẬT LÍ PHỤC VỤ DẠY HỌC BÀI 54 PHẢN ỨNG
HẠT NHÂN ................................................................................................................... 77
3.1. Xác định mục tiêu của bài ................................................................................... 77
3.2. Xác định nội dung của bài để sử dụng lịch sử vật lí vào dạy học và nội dung lịch
sử vật lí cần đưa vào bài ............................................................................................. 78
3.3. Xác định phương pháp để sử dụng lịch sử vật lí vào dạy học và hình thức tổ
chức dạy học ............................................................................................................... 79
4. NGHIÊN CỨU LỊCH SỬ VẬT LÍ PHỤC VỤ DẠY HỌC BÀI 56 PHẢN ỨNG
PHÂN HẠCH ................................................................................................................. 82
4.1. Xác định mục tiêu của bài ................................................................................... 82
4.2. Xác định nội dung của bài để sử dụng lịch sử vật lí vào dạy học và nội dung lịch
sử vật lí cần đưa vào bài ............................................................................................. 82
4.3. Xác định phương pháp để sử dụng lịch sử vật lí vào dạy học và hình thức tổ
chức dạy học ............................................................................................................... 84
5. NGHIÊN CỨU LỊCH SỬ VẬT LÍ PHỤC VỤ DẠY HỌC BÀI 57 PHẢN ỨNG
NHIỆT HẠCH................................................................................................................ 86
5.1. Xác định mục tiêu của bài ................................................................................... 86
5.2. Xác định nội dung của bài để sử dụng lịch sử vật lí vào dạy học và nội dung lịch
sử vật lí cần đưa vào bài ............................................................................................. 86
5.3. Xác định phương pháp để sử dụng lịch sử vật lí vào dạy học và hình thức tổ
chức dạy học ............................................................................................................... 88
PHẦN C. KẾT LUẬN...................................................................................................... 91
1. NHỮNG KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC CỦA ĐỀ TÀI ..................................................... 91
2. NHỮNG HẠN CHẾ CỦA ĐỀ TÀI .......................................................................... 91
3. NHỮNG DỰ ĐỊNH TRONG TƯƠNG LAI ............................................................. 91
PHỤ LỤC .......................................................................................................................... 93
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 124
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
6
SP. Vật lí K36
PHẦN A. MỞ ĐẦU
1. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Đất nước ta đang bước vào thời kì công nghiệp hóa, hiện đại hóa. Mục tiêu mà
Đảng và Nhà nước ta đề ra là đến năm 2020, nước ta cơ bản trở thành một nước công
nghiệp theo hướng hiện đại, tạo tiền đề cho sự phát triển cao hơn trong giai đoạn sau.
Viễn cảnh đó tuy sôi động, tươi đẹp, nhưng cũng nhiều thách thức đòi hỏi nguồn nhân
lực có trình độ cao, tư duy nhạy bén và kĩ năng thực hành giỏi.
Khi người ta được ung dung đi trên xe điện, máy bay, khi được sống trong ánh
sáng của đèn điện đã thoát khỏi cảnh sống tối tăm,... người ta ít khi suy nghĩ: Ai là người
phát minh ra những thứ đó nhỉ? Và quá trình tìm ra nó như thế nào? Thật ra, mỗi khi tiếp
cận với một thành tựu khoa học chúng ta đều phải biết đó là kết quả nghiên cứu của cả
một quá trình lao động không mệt mỏi của biết bao thế hệ các nhà khoa học thuộc mọi
lĩnh vực, trong đó vật lí học đã góp phần không nhỏ cho sự phát triển chung của nền khoa
học hiện nay.
Lịch sử rất quan trọng, nhất là khi chúng ta bắt tay vào nghiên cứu một vấn đề cụ
thể thuộc một lĩnh vực nào đó thì việc tìm hiểu lịch sử của nó là hết sức cần thiết. Đối với
vật lí học lại càng quan trọng hơn nữa bởi vì vật lí học là một khoa học thực nghiệm. Cho
nên đối với bất kì ai muốn nghiên cứu một đề tài thuộc lĩnh vực vật lí đều phải tìm hiểu
xem vấn đề mình đang làm trong lịch sử đã có ai làm chưa hoặc đã làm được đến đâu rồi,
kết quả như thế nào? Còn đối với người GV vật lí, bên cạnh việc nắm vững kiến thức vật
lí và kiến thức lịch sử vật lí là điều không thể thiếu nhưng làm thế nào để truyền thụ
những kiến thức đó cho HS một cách khoa học để nâng cao hứng thú học tập, độc lập suy
nghĩ, tạo bầu không khí học tập tích cực để nâng cao hiệu quả của tiết dạy nhằm nâng cao
chất lượng đào tạo thì đó lại là một vấn đề không đơn giản.
Hội nghị lần thứ tám Ban Chấp hành Trung ương Đảng Cộng sản Việt Nam khóa
XI đã nêu rõ: “Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ phương pháp dạy và học theo hướng hiện đại;
phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo và vận dụng kiến thức, kĩ năng của người học;
khắc phục lối truyền thụ áp đặt một chiều, ghi nhớ máy móc. Tập trung dạy cách học,
cách nghĩ, khuyến khích tự học, tạo cơ sở để người học tự cập nhật và đổi mới tri thức, kĩ
năng, phát triển năng lực. Chuyển từ học chủ yếu trên lớp sang tổ chức hình thức học tập
đa dạng, chú ý các hoạt động xã hội, ngoại khóa, nghiên cứu khoa học. Đẩy mạnh ứng
dụng công nghệ thông tin và truyền thông trong dạy và học”. [19, tr. 5]
Để đáp ứng được nhu cầu đổi mới toàn diện nền giáo dục và đào tạo, đòi hỏi
ngành giáo dục phải đổi mới mạnh mẽ toàn diện về cả nội dung lẫn PPDH. Là một GV
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
vật lí, GV sẽ dạy kiến thức cho HS phổ thông mà chương trình vật lí phổ thông đã qui
định. Ngoài ra, GV còn phải dạy các em những đức tính, phong cách làm việc của các
nhà vật lí. Thông qua sự giảng dạy đó của người thầy, tài liệu SGK, các môn học khác,
bản thân HS có tác động như thế nào? Làm thế nào để nâng cao hứng thú, niềm đam mê
học tập vật lí của HS? Đó chính là vấn đề đòi hỏi mỗi người GV vật lí phải suy nghĩ và
đóng góp.
Vật lí học là một phần của KHTN, là một trong những ngành khoa học quan trọng
nhất. Do đó, việc nâng cao chất lượng giảng dạy vật lí ở trường phổ thông là một vấn đề
rất quan trọng và cần thiết. GV phải tổ chức quá trình dạy học vật lí như thế nào để một
mặt đảm bảo cho HS nắm vững kiến thức phổ thông cơ bản, mặt khác phải bồi dưỡng
cho HS năng lực tư duy, thông minh, sáng tạo, có óc tìm tòi, suy nghĩ, phải luôn đặt ra
câu hỏi “Tại sao?” đối với thế giới tự nhiên và không ngừng tìm cách giải đáp nó để dần
dần chiếm lĩnh tri thức nhằm chuẩn bị tiềm lực cho đất nước sánh vai cùng các cường
quốc trên thế giới. Các nhà giáo dục đã đề xuất ra nhiều phương pháp, hình thức tổ chức,
hoạt động dạy học khác nhau để có thể đáp ứng yêu cầu thực hiện đổi mới, cũng như để
đáp ứng yêu cầu về nguồn nhân lực chất lượng cao cho xã hội. Tổ chức các hoạt động
học tập mang tính tìm tòi nghiên cứu, sử dụng lịch sử môn học vào bài dạy, bài học cần
được chú trọng. Đây là hình thức tổ chức dạy học có tác dụng tích cực đối với người học
vì đã thay đổi cách dạy truyền thụ một chiều, HS thụ động mà chuyển sang cách dạy học
lấy HS làm trung tâm, nhằm hướng tới việc tích cực hóa hoạt động nhận thức, phát huy
tính chủ động, tự lực tư duy và sáng tạo của HS, HS tự chiếm lĩnh kiến thức, HS tự
nghiên cứu sau giờ học những vấn đề về lịch sử phát triển của các nội dung kiến thức có
liên quan. [16]
Hiện nay, bản thân tôi đã tìm hiểu các đề tài có liên quan về sử dụng lịch sử vật lí
học vào giảng dạy từ Trung tâm học liệu (Đại học Cần Thơ), thư viện Khoa Sư phạm
(Đại học Cần Thơ), các nguồn tài liệu trên internet,... Tôi thấy rằng nguồn tài liệu có sử
dụng lịch sử vật lí vào giảng dạy vật lí rất hạn chế và thấy rằng đa phần các tài liệu chỉ đề
cập đến lịch sử vật lí học.
Để có thể phát huy hết tác dụng thực sự của PPDH nhằm tổ chức hoạt động học
tập cho HS tự tìm tòi nghiên cứu lịch sử vật lí vào bài học thì việc tổ chức một số hoạt
động dạy học trong mỗi đơn vị bài học sẽ được thực hiện như thế nào cho phù hợp, đó
thực sự là một nghệ thuật sư phạm, cũng là một nhiệm vụ quan trọng của mỗi GV phổ
thông, những người trực tiếp thổi làn gió mới vào giới trẻ HS hiện nay theo chương trình
giảng dạy mới bằng những phương pháp mới theo hướng tích cực và hiện đại. Là một
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
2
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
sinh viên sư phạm, bản thân tôi nhận thấy đây là một vấn đề hết sức thiết thực và mang
nhiều hấp dẫn đối với một GV, là hành trang cần thiết để bước vào sự nghiệp giảng dạy
sau này, là cơ sở vững chắc để tôi có thể nghiên cứu sâu hơn những vấn đề xoay quanh
việc giảng dạy trong tương lai, giáo dục tư tưởng, giáo dục lòng yêu nước, tính khiêm
nhường, ham hiểu biết, luôn đấu tranh để bảo vệ cho lẽ phải, cho chân lí. Đây chính là tất
cả động lực đã thúc đẩy tôi chọn đề tài: “Bước đầu nghiên cứu lịch sử vật lí phục vụ
cho việc dạy học Chương IX. Vật lí 12 Nâng cao”. Với hi vọng từ cuộc đời và sự nghiệp
của các nhà khoa học, HS sẽ học tập được những tấm gương cần cù, vượt khó, chịu hi
sinh,... của các nhà bác học để đến với tri thức, đến với khoa học.
2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI
Đề tài hướng tới các mục tiêu như sau:
Nghiên cứu lịch sử vật lí để hệ thống hóa các giai đoạn hình thành và phát triển
của vật lí học, tìm hiểu một số câu chuyện về cuộc đời và sự nghiệp của một số nhà vật lí,
các mẩu chuyện về công trình nghiên cứu của các nhà vật lí,... Từ đó, tôi xây dựng qui
trình để tập sử dụng lịch sử vật lí vào việc đề xuất tổ chức một số hoạt động nhằm phát
huy tính tự học, tự tìm tòi, học hỏi của học sinh.
Vận dụng qui trình đã đề xuất để xác định phương pháp, hình thức tổ chức một số
hoạt động dạy học và HĐNK trong Chương IX. Hạt nhân nguyên tử – Vật lí 12 Nâng
cao.
3. GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI
Do hạn chế về thời gian làm luận văn, trong đề tài này, tôi chỉ nghiên cứu lí thuyết
về lịch sử hình thành và phát triển của vật lí học, sử dụng kiến thức LSVLH vào giảng
dạy nhằm phát huy tính tích cực, tự tìm tòi, nghiên cứu của các em HS trong Chương IX.
Hạt nhân nguyên tử – Vật lí 12 Nâng cao, không tiến hành thực nghiệm ở trường THPT.
4. PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU THỰC HIỆN ĐỀ
TÀI
- Phương pháp nghiên cứu:
Để thực hiện đề tài này, tôi đã vận dụng các phương pháp nghiên cứu như sau:
+ Nghiên cứu lí thuyết: nghiên cứu sơ lược về lịch sử hình thành và phát triển của
vật lí học bằng cách tìm các tài liệu có liên quan đến LSVLH, giáo trình LSVLH, luận
văn, đề tài có liên quan,... Từ những nguồn tài liệu trên, hệ thống hóa các giai đoạn hình
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
3
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
thành và phát triển của vật lí học, giới thiệu tóm tắt cuộc đời, sự nghiệp, câu chuyện về
nghiên cứu khoa học của các nhà vật lí học tiêu biểu có liên quan đến đề tài luận văn.
+ Đề ra qui trình sử dụng lịch sử vật lí học vào dạy học.
+ Vận dụng qui trình đã được xây dựng để xác định phương pháp, hình thức xây
dựng, tổ chức một số hoạt động dạy học và HĐNK trong Chương IX. Hạt nhân nguyên tử
– Vật lí 12 Nâng cao.
- Phương tiện thực hiện đề tài:
Các tài liệu tham khảo: Giáo trình lí luận dạy học, giáo trình lí luận dạy học vật lí,
SGK Vật lí 12 NC, SGV Vật lí 12 NC, sách “Lịch sử vật lí học” của Đào Văn Phúc, luận
văn tốt nghiệp của một số sinh viên khóa trước, tài liệu từ mạng internet và các nguồn tài
liệu tham khảo khác.
5. CÁC BƯỚC THỰC HIỆN ĐỀ TÀI
Bước 1: Xác định mục tiêu của đề tài luận văn tốt nghiệp.
Bước 2: Xây dựng đề cương chi tiết, cơ sở lí thuyết của luận văn tốt nghiệp.
Bước 3: Tập sử dụng, lồng ghép lịch sử vật lí vào việc đề xuất tổ chức một số hoạt
động của 5 bài học trong Chương IX. Hạt nhân nguyên tử – Vật lí 12 Nâng cao.
Bước 4: Đánh máy, nộp bản thảo, chỉnh sửa luận văn và nộp đề tài cho giảng viên
hướng dẫn, tiếp thu ý kiến, chỉnh sửa, hoàn thành luận văn tốt nghiệp.
Bước 5: Viết báo cáo, báo cáo thử.
Bước 6: Nộp đề tài chính thức cho hội đồng bảo vệ luận văn.
Bước 7: Báo cáo, bảo vệ luận văn.
6. QUI TRÌNH SỬ DỤNG LỊCH SỬ VẬT LÍ VÀO DẠY HỌC
Bước 1: Xác định mục tiêu của bài (dựa vào SGV, trích nguyên văn).
Bước 2: Xác định nội dung của bài để sử dụng lịch sử vật lí vào dạy học.
- Xác định nội dung bài có thể sử dụng lịch sử vật lí vào giảng dạy (một mục nhỏ,
phần nhỏ hay một nội dung ngắn trong bài).
- Liệt kê một số kiến thức về lịch sử vật lí có thể sử dụng (lịch sử phát minh các
định luật, đại lượng, thuyết, một nội dung vật lí từ thực tiễn; cuộc đời, sự nghiệp, quá
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
4
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
trình nghiên cứu của các nhà khoa học; kiến thức về vật lí học; chuyện kể lịch sử vật
lí;...).
Bước 3: Xác định phương pháp để sử dụng lịch sử vật lí vào dạy học và hình thức
tổ chức dạy học.
- Phương pháp: phát hiện và giải quyết vấn đề, làm việc nhóm, thực nghiệm, diễn
giảng tích cực,...
- Xác định hình thức tổ chức một số hoạt động để sử dụng nội dung lịch sử vật lí
vào dạy học và tổ chức HĐNK có lồng ghép lịch sử vật lí.
7. THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
GV: giáo viên.
HS: học sinh.
GA: giáo án.
SGK: sách giáo khoa.
SGV: sách giáo viên.
NC: nâng cao.
KHTN: khoa học tự nhiên.
HĐNK: hoạt động ngoại khóa.
THPT: trung học phổ thông.
TCN: trước Công nguyên.
CNTT: công nghệ thông tin.
HTTN: hiện tượng tự nhiên.
PPDH: phương pháp dạy học.
LSVLH: lịch sử vật lí học.
PPTN: phương pháp thực nghiệm.
PPDG: phương pháp diễn giảng.
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
5
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
PHẦN B. NỘI DUNG
CHƯƠNG 1. VỊ TRÍ, VAI TRÒ CỦA LỊCH SỬ VẬT LÍ HỌC
NHỮNG QUI LUẬT CỦA SỰ PHÁT TRIỂN VẬT LÍ HỌC
1. VỊ TRÍ, VAI TRÒ
Vật lí có lẽ là ngành khoa học ra đời sớm nhất khi bao gồm cả ngành thiên văn
học. Trong hai thiên niên kỉ gần đây, vật lí trở thành một phần của triết học tự nhiên cùng
với hóa học, những nhánh cụ thể của toán học và sinh học, nhưng trong cuộc cách mạng
khoa học bắt đầu từ thế kỉ XVII, KHTN đã trở thành một ngành nghiên cứu độc lập. Vật
lí học liên quan đến rất nhiều ngành nghiên cứu khác, như vật lí sinh học và hóa học
lượng tử, và ranh giới giữa vật lí với các ngành khoa học khác không rõ ràng. Nhiều ý
tưởng mới trong vật lí xuất hiện để giải thích những cơ chế cơ bản trong ngành khoa học
khác, hay những hiện tượng và hiệu ứng vật lí lại mở ra những lĩnh vực nghiên cứu mới
trong toán học, vật lí toán hoặc trong triết học. [13]
Vật lí học đã mang lại những phát triển lớn trong các công nghệ mới có cơ sở là
những lí thuyết vật lí đột phá. Ví dụ, những hiểu biết tiên tiến về điện từ học hoặc vật lí
hạt nhân dẫn đến trực tiếp phát minh ra những sản phẩm mới mà đã thay đổi xã hội hiện
đại ngày nay, như tivi, máy tính, laser, internet, các sản phẩm dân dụng, hay vũ khí hạt
nhân. Những tiến bộ trong ngành nhiệt động lực học dẫn tới sự phát triển của cuộc cách
mạng công nghiệp và sự phát triển của ngành cơ học thúc đẩy các nhà toán học phát minh
ra phép tính vi - tích phân. [14]
Vật lí cổ điển nói chung nghiên cứu vật chất và chuyển động ở phạm vi mà con
người có thể quan sát và tiếp cận hằng ngày, trong khi vật lí hiện đại nghiên cứu hiện
trạng của vật chất và tương tác ở những khoảng cách vi mô và vĩ mô. Ví dụ, vật lí nguyên
tử và hạt nhân nghiên cứu vật chất ở cấp độ vi mô mà tại đó các nguyên tố hóa học được
phân loại một cách cơ bản. Vật lí hạt cơ bản nghiên cứu ở khoảng cách nhỏ hơn nữa về
những thành phần cơ bản nhất của vật chất, nhánh vật lí này cũng được gọi là vật lí năng
lượng cao bởi vì các nhà khoa học sử dụng máy gia tốc cho các hạt có năng lượng cao va
chạm vào nhau để tìm hiểu trạng thái và tính chất của hạt cơ bản. Ở thang khoảng cách vi
mô này, những khái niệm thông thường theo trực giác hằng ngày không còn đúng nữa.
[13]
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
6
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
Vật lí hiện đại bao gồm thuyết lượng tử do Max Planck khai sinh và Albert
Einstein với thuyết tương đối, và những người tiên phong trong cơ học lượng tử như
Werner Heisenberg, Erwin Schrödinger, Paul Dirac và rất nhiều nhà khoa học lớn khác.
Hai lí thuyết trụ cột của vật lí hiện đại miêu tả các khái niệm về không gian, thời
gian và vật chất khác với bức tranh miêu tả của vật lí cổ điển. Cơ học lượng tử miêu tả
các hạt rời rạc, bản chất của nhiều hiệu ứng cấp nguyên tử và hạ nguyên tử, chi phối bởi
nguyên lí bất định và lưỡng tính sóng hạt. Thuyết tương đối miêu tả các hiện tượng xảy
ra trong những hệ qui chiếu khác nhau chuyển động so với người quan sát. Trong đó,
thuyết tương đối hẹp miêu tả các hệ qui chiếu chuyển động quán tính và thuyết tương đối
tổng quát miêu tả hệ qui chiếu chuyển động gia tốc và tương tác hấp dẫn là do độ cong
của không gian, thời gian. Cả lí thuyết lượng tử và thuyết tương đối đều có nhiều ứng
dụng trong mọi ngành của vật lí hiện đại và trong đời sống hằng ngày như laser, máy tính
hoặc GPS,... [13]
Tri thức vật lí học cũng như mọi tri thức khoa học khác không phải là một cái gì
đang có sẵn, đã hoàn thành, không bao giờ có khoa học hoàn chỉnh mà chúng ta chỉ có tri
thức mới ra đời hoàn chỉnh hơn tri thức cũ bởi vì khoa học là không ngừng vận động,
luôn là một bí ẩn để con người khám phá. Khoa học được hình thành từng bước trong
một quá trình lâu dài và gian khổ, hiện nay cũng như trong tương lai vẫn còn tiếp tục
được hoàn chỉnh hơn nữa. [13]
Như vậy, vật lí học cũng như mọi khoa học khác, là một quá trình tiến lên từ cái
chưa biết đến cái đã biết, từ tri thức chưa đầy đủ và chưa hoàn chỉnh đến tri thức đầy đủ
và hoàn chỉnh hơn. Nói cách khác, tri thức là một quá trình có tính lịch sử và mọi khoa
học đều có tính lịch sử của nó.
Sự hiểu biết LSVLH có một ý nghĩa đáng kể đối với nhà nghiên cứu, người học và
người dạy vật lí. Có người cho rằng nhà vật lí học phải nghiên cứu và phát minh cho hiện
tại và tương lai, không nên mất thì giờ vào việc nghiên cứu LSVLH, vì đó chỉ là nhiệm
vụ của các nhà sử học. Thực ra, khi bắt đầu một công trình nghiên cứu, nhà khoa học nào
cũng phải điểm lại xem trước kia vấn đề đó đã được ai nghiên cứu, nghiên cứu bằng
những phương pháp nào, theo những tư tưởng chủ đạo nào và đã đạt được những kết quả
ra sao? Từ đó, các nhà khoa học rút ra bài học cho mình và xác định con đường mình sẽ
đi, cái đích mình hướng đến. Như vậy, nhà khoa học cũng phải làm nhiệm vụ của nhà
nghiên cứu lịch sử khoa học ở một mức độ nào đó. Cũng chính vì vậy mà nhiều nhà khoa
học thực nghiệm đã đích thân nghiên cứu lịch sử khoa học. De Broglie nói: “... nhà khoa
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
7
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
học thực nghiệm... tìm thấy trong lịch sử khoa học rất nhiều bài học, và được vũ trang
bằng kinh nghiệm của bản thân mình, nhà khoa học thực nghiệm có thể lí giải được cái
bài học lịch sử một cách thành thạo hơn bất kì ai hết”. Haixenbec cũng cho rằng muốn
đánh giá đúng được tình hình hiện nay của vật lí nguyên tử, cần điểm lại toàn bộ bước đi
lịch sử của sự phát triển giả thuyết nguyên tử thời cổ đại. [13]
Cũng như lịch sử các khoa học khác, LSVLH trước hết có nhiệm vụ phát hiện và
trình bày lại các sự kiện lịch sử một cách chọn lọc và có hệ thống, nhằm tái hiện toàn bộ
quá trình phát triển của khoa học vật lí. LSVLH cũng có nhiệm vụ phân tích những sự
kiện lịch sử đó, nhằm chứng minh rằng tiến trình phát triển của khoa học vật lí là một tất
yếu lịch sử, và giải thích tại sao từ xưa cho tới nay, khoa học vật lí đã phát triển đúng như
nó đã phát triển, chứ không thể đi theo một con đường nào khác thế. Cuối cùng LSVLH
còn có một nhiệm vụ quan trọng bậc nhất là tìm ra những qui luật tổng quát của sự phát
triển vật lí học, những qui luật mà sự phát triển vật lí học đã tuân theo trong quá khứ và
sẽ còn tiếp tục tuân theo trong tương lai. Thực hiện tốt nhiệm vụ này, LSVLH xứng đáng
được coi là một khoa học, và có tác dụng hướng dẫn hành động của nhân loại. Nếu
không, nó sẽ chỉ còn là một bản liệt kê nhạt nhẽo những thành tựu to lớn của những trí
tuệ thiên tài. [13, tr. 6]
Đối với việc dạy và học vật lí học, LSVLH cũng có một ý nghĩa to lớn. LSVLH
cũng như lịch sử các nhà khoa học khác, nghiên cứu quá trình tiến lên từ cái chưa biết
đến cái đã biết, nghiên cứu quá trình nhận thức thiên nhiên của con người. Lí luận nhận
thức của chủ nghĩa duy vật biện chứng được xây dựng trên cơ sở những thành tựu của
các khoa học, dựa trên sự phân tích và khái quát hóa quá trình nhận thức thiên nhiên và
xã hội của con người. Nhiều khái niệm và phạm trù của chủ nghĩa duy vật biện chứng
xuất phát từ những khái niệm có ý nghĩa vật lí: vật chất, không gian, thời gian, chuyển
động,... LSVLH vì vậy có vai trò lớn lao trong việc xây dựng thế giới quan duy vật biện
chứng. [13, tr. 9]
Phương pháp truyền đạt kiến thức dựa theo con đường phát triển lịch sử của nó
nhiều khi có hiệu quả rất tốt. Trong một số lĩnh vực, quá trình nhận thức của từng người
hầu như lặp lại quá trình nhận thức của nhân loại, vì vậy, việc dẫn dắt người học đi lại
những bước đi lớn mà nhân loại đã trải qua để đạt tới tri thức như hiện nay là một con
đường lôgic giúp cho việc nắm kiến thức sâu sắc và vững chắc hơn. [13, tr.9]
Qua những bài học lịch sử, LSVLH có tác dụng xây dựng lòng yêu mến và kính
trọng đối với khoa học và các nhà khoa học, giáo dục phẩm chất và đạo đức con người,
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
8
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
mở rộng nhãn quan khoa học và văn hóa, chống chủ nghĩa giáo điều và hình thức trong
việc dạy học. Như vậy, việc hiểu biết LSVLH sẽ giúp nâng cao trình độ khoa học và trình
độ nghiệp vụ của người GV vật lí trong tương lai. [13, tr. 9]
2. NHỮNG QUI LUẬT CỦA SỰ PHÁT TRIỂN VẬT LÍ HỌC
Từ giữa thế kỉ XX, cuộc cách mạng khoa học - kĩ thuật đã bắt đầu và hiện nay
đang phát triển rất mạnh mẽ. Khoa học trở thành một lực lượng sản xuất trực tiếp và giữ
vai trò chỉ đạo trong hệ thống khoa học - kĩ thuật - sản xuất. Trong tình hình đó, một
ngành khoa học mới đang hình thành. Đó là khoa học về các khoa học, với nhiệm vụ
nghiên cứu những qui luật chung và qui luật bộ phận của sự phát triển các khoa học, tìm
ra những phương hướng tối ưu, những cách tổ chức tối ưu, những phương pháp tối ưu,...
để đảm bảo cho khoa học phát triển mạnh mẽ và đạt hiệu quả cao nhất trong việc chinh
phục thiên nhiên, phục vụ hạnh phúc của con người. Trong sự phát triển hiện nay của
khoa học, vật lí học là một trong những môn khoa học luôn luôn đứng ở hàng đầu, ở vị trí
mũi nhọn. Sự phát triển của vật lí học có ảnh hưởng sâu sắc đến sự phát triển chung của
khoa học. Ngược lại, những yêu cầu của sự phát triển khoa học nói chung cũng đề ra
những yêu cầu, vạch ra những phương hướng nghiên cứu cho vật lí học. [14, tr. 5]
2.1. Những qui luật chung của sự phát triển vật lí học
Việc tìm ra những qui luật chung này là một vấn đề trọng yếu khi nghiên cứu sự
phát triển của vật lí học. Nhưng lịch sử các khoa học (trong đó có LSVLH) và khoa học
về các khoa học còn là những ngành khoa học còn non trẻ, trong đó nhiều vấn đề chưa
được giải quyết trọn vẹn. Cho đến nay cũng đã có nhiều công trình nghiên cứu về những
qui luật của sự phát triển vật lí học, nhưng vấn đề này còn phải được tiếp tục xây dựng
thêm nữa. Theo sự nghiên cứu của Spaski [14, tr. 5 - 15], có thể nêu lên những qui luật
chung nhất của sự phát triển vật lí học như sau:
Qui luật thứ nhất: Sự phát triển của vật lí học do những nhu cầu của thực tiễn xã
hội quyết định. Thực tiễn xã hội đó trước hết phải là sản xuất. Bên cạnh vai trò chủ yếu
của sản xuất, cũng còn vai trò của các mặt khác trong đời sống xã hội: tính chất các mối
quan hệ xã hội, ảnh hưởng của triết học, ảnh hưởng của các khoa học khác,...
Qui luật thứ hai: Sự phát triển của vật lí học là một quá trình tiếp nối nhau của các
thời kì tiến hóa yên tĩnh và các thời kì biến đổi cách mạng của các lí thuyết, các khái
niệm, các nguyên tắc cơ bản,... Trong thời kì tiến hóa yên tĩnh, những sự kiện thực
nghiệm mới được tích lũy thêm không mâu thuẫn với những quan niệm hiện hành, trái lại
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
9
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
còn cung cấp thêm những dẫn chứng mới để củng cố chúng. Đến một lúc nào đó, xuất
hiện những sự kiện thực nghiệm mới mâu thuẫn với những quan niệm hiện hành. Lúc
đầu, người ta có thể giải quyết được những mâu thuẫn đó bằng cách sửa đổi chút ít những
phần không phải cơ bản của lí thuyết. Nhưng về sau những mâu thuẫn đó ngày càng lớn,
đến mức không thể có cách nào giải quyết được chúng trong khuôn khổ của lí thuyết cũ.
Trong cuộc đấu tranh cách mạng giữa cái mới và cái cũ đó, sẽ xuất hiện những lí thuyết,
những quan niệm mới về thực chất khác hẳn những lí thuyết, quan niệm cũ.
Qui luật thứ ba: Sự phát triển của vật lí học có tính kế thừa, nó là một sự tịnh tiến
liên tục về phía trước. Những cuộc cách mạng trong khoa học tạo ra những biến đổi cơ
bản về các khái niệm, các lí thuyết vật lí. Điều đó không có nghĩa là lí thuyết cũ hoàn
toàn sai và bị lí thuyết mới bác bỏ một cách triệt để. Cũng có những lí thuyết sai lầm bị
bác bỏ (ví dụ: thuyết duy năng), nhưng nói chung thì lí thuyết mới và lí thuyết cũ đều
phản ánh được chân lí khách quan, chỉ có khác là sự phản ánh của lí thuyết mới chính xác
hơn, đầy đủ hơn, tổng quát hơn. Nhiều khi lí thuyết mới vạch ra giới hạn ứng dụng của lí
thuyết cũ, và khi tới giới hạn đó, nhiều công thức của lí thuyết mới sẽ trùng với những
công thức của lí thuyết cũ. Khi lí thuyết mới đã ra đời, lí thuyết cũ vẫn còn giá trị trong
phạm vi giới hạn ứng dụng của nó. Sự phát triển của vật lí học và của khoa học nói chung
là một quá trình liên tục để tiến dần một cách tiệm cận tới chân lí tuyệt đối. Nó là một
phép tổng của các chân lí tương đối và mỗi bước tiến của khoa học là một bậc thang dẫn
dắt chúng ta tới gần chân lí tuyệt đối hơn.
Qui luật thứ tư: Trong quá trình phát triển của mình, vật lí học thường sử dụng
phương pháp tương tự và phương pháp mô hình hóa. Những phương pháp này đã được
sử dụng từ lâu, có thể nói là từ khi bắt đầu xuất hiện khoa học vật lí. Nhưng trong giai
đoạn hiện nay, chúng được vận dụng một cách có hệ thống hơn, và được coi là những
phương pháp hữu hiệu để đi đến tri thức mới trong khoa học.
2.2. Mối quan hệ giữa vật lí học và sản xuất
Xét đến cùng thì sản xuất quyết định sự phát triển của mọi ngành khoa học.
Nhưng khác với các ngành khoa học xã hội, các ngành KHTN và nhất là vật lí học có
mối quan hệ trực tiếp với sản xuất, cụ thể là với lực lượng sản xuất, với kĩ thuật. Những
kết quả nghiên cứu của vật lí học được ứng dụng trực tiếp vào sản xuất, và sản xuất, kĩ
thuật cũng có những “đơn đặt hàng” cụ thể đối với vật lí học.
Mối quan hệ giữa khoa học, kĩ thuật và sản xuất đã được hình thành từ lâu, và
được thể hiện trong mọi giai đoạn của sự phát triển vật lí học. Chúng ta có thể nêu lên
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
10
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
một số trường hợp cụ thể. Do nhu cầu phải hoàn chỉnh cấu tạo của đồng hồ nhằm phục
vụ các chuyến đi biển, Huygens đã nghiên cứu sự chuyển động của con lắc, và lí thuyết
về con lắc đã đóng vai trò đáng kể trong sự phát triển của vật lí học. Do nhu cầu cải tiến
máy hơi nước để nâng cao hiệu suất của chúng, Carnot đã đặt nền móng đầu tiên cho sự
phát triển của nhiệt động lực học. Những hiện tượng về điện đã được người ta biết đến từ
thời cổ đại, nhưng chỉ từ khi Ganvani và Voltaire phát minh ra phương pháp tạo ra dòng
điện, và khi dòng điện được ứng dụng trong kĩ thuật thì điện học mới phát triển mạnh mẽ.
Điện động lực học của Maxwell đã dự đoán sự tồn tại của sóng điện từ, nhưng chỉ từ khi
phát minh ra vô tuyến điện thì ngành vô tuyến điện kĩ thuật mới được hình thành và phát
triển, sau đó lại làm phát sinh một ngành vật lí học mới là ngành vật lí vô tuyến.
Trong quá trình phát triển của khoa học, mối quan hệ giữa vật lí học và sản xuất
ngày càng thêm chặt chẽ và tính chất của mối quan hệ đó cũng biến đổi tùy theo từng giai
đoạn phát triển.
Ở thời cổ đại, khi vật lí học chưa tách ra thành một khoa học riêng biệt, mối quan
hệ giữa khoa học và sản xuất rất lỏng lẻo, có lúc hầu như không có nữa, và điều đó đã
dẫn đến sự bế tắc của khoa học và của vật lí học.
Trong các thế kỉ XVII, XVIII và một phần của thế kỉ XIX, khi vật lí học đã hình
thành một cách độc lập, sự phát triển của vật lí học thường đi sau sự phát triển của kĩ
thuật. Vật lí học tổng quát hóa những sự kiện thực nghiệm đã gặp trong kĩ thuật, nghiên
cứu những vấn đề cụ thể do kĩ thuật đề ra, xây dựng nền móng khoa học cho những phát
minh đã được thực hiện trong kĩ thuật, để nâng chúng lên một mức cao hơn nữa. Những
công trình nghiên cứu lí thuyết của Huygens và của Carnot đã nói ở trên là những dẫn
chứng cụ thể về tính chất của mối quan hệ giữa khoa học và kĩ thuật trong thời kì này.
Từ đầu thế kỉ XIX, khoảng cách giữa sự phát triển của vật lí học và của kĩ thuật
giảm dần. Từ chỗ đi sau kĩ thuật và nghiên cứu giải thích, xây dựng cơ sở lí thuyết cho
những vấn đề đã được áp dụng từ trước trong kĩ thuật, khoa học đã tiến lên ngang hàng
với kĩ thuật và bắt đầu nghiên cứu những vấn đề mà kĩ thuật đang tìm tòi cách giải quyết.
Việc nghiên cứu sự bức xạ của vật đen tuyệt đối vào cuối thế kỉ XIX là một dẫn chứng cụ
thể. Ở đây sự nghiên cứu lí thuyết tiến hành đồng thời với sự khảo sát thực nghiệm, gắn
liền với kĩ thuật sản xuất. Những luận điểm lí thuyết nêu lên được kiểm tra trực tiếp bằng
cách đối chiếu với những kết quả thực nghiệm trong kĩ thuật. Ngược lại, những kết luận
cụ thể rút ra từ kĩ thuật, từ thực nghiệm lại gợi ý trực tiếp cho sự nghiên cứu lí luận. Khoa
học đang trên con đường trở thành một lực lượng sản xuất trực tiếp.
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
11
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
Từ đầu thế kỉ XX, vật lí học bắt đầu đi trước kĩ thuật một bước trong một số lĩnh
vực nhất định. Khi thuyết tương đối Einstein ra đời vào đầu thế kỉ, người ta chưa thấy
được và cũng chưa thể dự đoán được những ứng dụng thực tiễn của nó. Nhưng tới giữa
thế kỉ, thuyết tương đối đã trở thành cơ sở không thể thiếu được của kĩ thuật các máy gia
tốc, của việc sử dụng năng lượng hạt nhân. Từ giữa thế kỉ XX, vật lí học đi trước kĩ thuật
một cách có hệ thống và giữ vai trò chỉ đạo đối với sự phát triển của kĩ thuật. Nếu như
trước kia người ta có thể phát minh ra kính thiên văn, máy hơi nước, máy phát điện,... chỉ
bằng sự mài mò, bằng kinh nghiệm, thì tình hình bây giờ đã thay đổi hẳn. Không thể nào
phát minh ra vô tuyến truyền hình, máy tính điện tử, con tàu vũ trụ,... thuần túy bằng thực
nghiệm mà không có lí thuyết dẫn đầu. Khoa học đã trở thành một lực lượng sản xuất
trực tiếp.
Cần chú ý rằng ngay cả trong tình hình này, sản xuất vẫn giữ vai trò quyết định
trong toàn bộ sự phát triển của khoa học, mặc dù trong từng vấn đề cụ thể khoa học đã
giữ vai trò chỉ đạo. Ở đây chỉ có hình thức thể hiện vai trò quyết định của sản xuất là có
thay đổi. Trước kia, sản xuất đề ra những yêu cầu cụ thể, trực tiếp đối với khoa học, ví dụ
như vấn đề nâng cao hiệu suất của máy hơi nước. Ngày nay, những yêu cầu của sản xuất
đối với khoa học mang tính chất phương hướng, tính chất chiến lược. Ví dụ, do sự phát
triển rất mạnh mẽ của nó hiện nay, sản xuất yêu cầu khoa học phải tìm ra những nguồn
năng lượng lớn, những vật liệu mới với những tính chất nhất định nhưng không sẵn có
trong thiên nhiên. Nhưng sản xuất không chỉ cụ thể ra được đó là những năng lượng nào,
vật liệu nào, và tìm chúng ở đâu, bằng cách nào. Đó là trách nhiệm cụ thể của khoa học,
và khoa học phải xây dựng lí thuyết, vạch đường cho kĩ thuật tiến lên để đáp ứng những
yêu cầu của sản xuất. Vai trò quyết định của sản xuất và vai trò chỉ đạo của khoa học, của
vật lí là như vậy.
2.3. Chế độ xã hội và sự phát triển vật lí học
Sự phát triển của vật lí học và của khoa học nói chung không những chịu ảnh
hưởng của lực lượng sản xuất xã hội, mà còn chịu ảnh hưởng của quan hệ sản xuất xã hội
nữa. Nếu như lực lượng sản xuất luôn luôn thúc đẩy khoa học tiến lên, thì quan hệ sản
xuất, chế độ xã hội có tác dụng thúc đẩy hoặc kìm hãm sự phát triển của khoa học.
Lịch sử đã chứng kiến vai trò kìm hãm khoa học của chế độ phong kiến châu Âu
suốt một ngàn năm trong thế kỉ. Khoa học khi đó không thể nào tiến lên được, và có lúc
còn bị giai cấp phong kiến và giáo hội lái đi sai hướng, nhằm biến nó thành “kẻ đầy tớ
của tôn giáo” với nhiệm vụ chứng minh những luận điểm phản khoa học của tôn giáo.
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
12
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
Cuộc cách mạng tư sản của Pháp đã giải phóng khoa học, giai cấp tư bản mới nắm chính
quyền đã tổ chức lại các cơ quan khoa học và việc nghiên cứu khoa học, mở thêm các
trường đại học và viện nghiên cứu, thúc đẩy mạnh mẽ sự phát triển của khoa học, làm
cho nền khoa học của Pháp vào nửa đầu thế kỉ XIX đã chiếm vị trí hàng đầu trên thế giới.
Nhiều nhà nghiên cứu cho rằng từ thế kỉ XIX trở đi, trung tâm khoa học của thế giới đã
chuyển từ Pháp sang Đức rồi sang Mĩ, và từ giữa thế kỉ XX thì bắt đầu chuyển sang Liên
Xô. Chế độ xã hội chủ nghĩa đã mở ra cho khoa học những khả năng phát triển mạnh mẽ
và làm cho nhiều ngành khoa học của Liên Xô hiện nay đang giữ vị trí hàng đầu trên thế
giới. Nhịp độ phát triển khoa học ở nước ta trong những năm kháng chiến và nhất là từ
khi thống nhất đất nước, trong điều kiện còn phải khắc phục đầy rẫy những khó khăn do
chiến tranh để lại, cũng thể hiện rõ vai trò thúc đẩy của chế độ xã hội chủ nghĩa đối với
sự tiến bộ của khoa học.
Các hoạt động khoa học ngày nay càng ngày càng mang tính chất tập thể và tính
chất quốc tế rõ ràng. Nhiều phát minh khoa học hiện nay là kết quả của sự hợp tác giữa
những tập thể các nhà nghiên cứu của nhiều nước khác nhau. Cuộc cách mạng khoa học kĩ thuật trong giai đoạn hiện đại đang đề ra nhiều vấn đề có tính chất chung đối với sự
phát triển khoa học và kĩ thuật ở các nước tư bản chủ nghĩa cũng như xã hội chủ nghĩa,
và phương hướng giải quyết các vấn đề đó ở nhiều nước cũng mang những nét tương tự
như nhau. Tình trạng đó đã khiến một số nhà học giả tư sản đề xuất ra lí thuyết sai lầm về
sự “hội tụ”. Họ cho rằng ở giai đoạn phát triển cao như hiện nay của khoa học và kĩ thuật
thì khoa học quyết định vận mệnh của thế giới, và người điều khiển xã hội là nhà khoa
học, chứ không phải là nhà kinh doanh, nhà chính trị như trước nữa. Vì vậy, sự phát triển
của xã hội không còn tùy thuộc vào chế độ chính trị, cuộc cách mạng khoa học - kĩ thuật
đã làm cho chủ nghĩa tư bản và chủ nghĩa xã hội “hội tụ” với nhau, vì cùng nhằm một
mục tiêu như nhau bằng những phương tiện như nhau.
Chủ nghĩa tư bản với mục đích kiếm lợi nhuận tối đa cho các nhà tư bản bằng cách
bóc lột sức lao động làm thuê, không đủ khả năng giải quyết toàn diện những vấn đề do
cuộc cách mạng khoa học - kĩ thuật đề ra, và chính bản chất của nó không cho phép nó
giải quyết các vấn đề đó. Chỉ có chủ nghĩa xã hội, với sự phát triển xã hội một cách nhịp
nhàng và có kế hoạch, mới có khả năng huy động lực lượng xã hội một cách toàn diện,
giải quyết một cách hữu hiệu những vấn đề lớn của cuộc cách mạng khoa học - kĩ thuật,
nhằm mục đích nâng cao không ngừng đời sống vật chất và tinh thần của toàn xã hội.
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
13
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
2.4. Mối quan hệ giữa vật lí học và triết học
Từ trước kia cho tới nay, giữa vật lí học và triết học luôn luôn có mối quan hệ
tương hỗ chặt chẽ. Triết học phải dựa vào những thành tựu của các khoa học cụ thể, và
nhiều khi chỗ dựa đó chủ yếu là những thành tựu của vật lí học. Ngược lại, vật lí học,
cũng như các khoa học khác, lại phải vận dụng những khái niệm mà triết học nghiên cứu,
khảo sát và chịu ảnh hưởng sâu sắc của phương pháp luận, nhận thức luận do triết học đề
ra.
Trong khi tư duy trừu tượng, trong khi xây dựng các lí thuyết, các nhà khoa học
phải vận dụng phương pháp lôgic, vận dụng các phạm trù triết học, phải giải quyết mối
quan hệ giữa tư duy và thực tại,... Những kết luận cụ thể mà khoa học đạt được khi
nghiên cứu những vấn đề cụ thể lại có tác dụng củng cố, phát triển hoặc bác bỏ những
luận điểm cơ bản của triết học này hay triết học khác.
Tính chất mối quan hệ giữa các khoa học cụ thể và triết học cũng biến đổi tùy theo
sự phát triển của khoa học. Trong thời kì Hi Lạp cổ đại, triết học và các khoa học cụ thể
chưa tách khỏi nhau. Môn khoa học duy nhất thời đó là “triết học tự nhiên”. Nó nghiên
cứu cả những quan niệm tổng quát về thiên nhiên và con người, lẫn những tri thức cụ thể
thuộc nhiều lĩnh vực khác nhau. Nhưng về thực chất, nó chủ yếu đề cập đến những vấn
đề tổng quát mang tính chất triết học, còn việc giải quyết những vấn đề cụ thể là một
tham vọng mà nó không thể đạt được, vì điều kiện kĩ thuật và trình độ sản xuất lúc bấy
giờ chưa cho phép.
Từ thế kỉ XVII, vật lí học bắt đầu tách khỏi triết học và trở thành một khoa học
độc lập, bắt đầu từ những công trình của Galileo. Trong các thế kỉ XVII, XVIII triết học
cũng mang những tính chất khác với thời cổ đại. Nó không bao gồm các KHTN nữa, và
chỉ nghiên cứu những qui luật tổng quát của tồn tại và nhận thức, của mối quan hệ giữa ý
thức và tồn tại. Nhưng nó vẫn chưa hoàn toàn từ bỏ việc nghiên cứu những vấn đề cụ thể
thuộc lĩnh vực nghiên cứu của các KHTN, như các vấn đề về bản chất của vật chất, về
không gian và thời gian, về tính chất của chuyển động,... Triết học tự coi mình là khoa
học đứng trên các khoa học, không những giữ vai trò chỉ đạo trong các vấn đề về thế giới
quan, về nhận thức luận, mà còn can thiệp vào những vấn đề cụ thể của KHTN nữa.
Nhưng dần dần triết học đã từ bỏ việc giải quyết các vấn đề cụ thể của KHTN.
Triết học duy vật biện chứng lần đầu tiên đã giải quyết một cách đúng đắn mối quan hệ
giữa triết học và khoa học. Duy vật biện chứng nghiên cứu mối quan hệ giữa ý thức và
thế giới khách quan, những tính chất tổng quát nhất của thế giới vật chất, những qui luật
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
14
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
tổng quát nhất của vận động, những qui luật phát triển của thiên nhiên, xã hội và ý thức.
Duy vật biện chứng không tự nhận mình là khoa học đứng trên các khoa học, không giải
quyết những vấn đề cụ thể của các khoa học, và cũng không chỉ thuần túy dựa trên những
luận điểm triết học để đánh giá xem một lí thuyết khoa học cụ thể nào đó là đúng hay sai.
Nó không giải quyết vấn đề ánh sáng là sóng hay là hạt, nguyên lí bất định là đúng hay
sai,... Đó là những vấn đề mà vật lí học phải giải quyết bằng cách kiểm tra xem những
khái niệm, những lí thuyết được đề ra có phản ánh đúng thực tại khách quan không, có
vận dụng được vào thực tiễn không. Nhưng duy vật biện chứng thâm nhập vào mọi môn
khoa học, nó là cơ sở phương pháp luận của chúng, vạch ra cho chúng phương pháp nhận
thức, phương pháp để đi đến chân lí, khiến cho khoa học có thể tiến lên vững vàng, tránh
được sai lầm, tránh được những con đường vòng, trong quá trình nhận thức thiên nhiên
và làm chủ thiên nhiên.
Vấn đề ảnh hưởng của triết học đối với khoa học và đối với vật lí học nói riêng là
một vấn đề không đơn giản và đang được tiếp tục nghiên cứu. Đánh giá quá thấp hoặc
đánh giá quá cao ảnh hưởng đó đều không đúng. Nếu đánh giá quá thấp sẽ không thấy rõ
được vai trò thúc đẩy, vai trò dẫn đường của triết học đối với khoa học trong những giai
đoạn phát triển nhất định. Trái lại, nếu đánh giá quá cao ảnh hưởng đó sẽ không thể hiểu
được tại sao một số các nhà khoa học theo triết học duy tâm - có khi là duy tâm thuần
túy, cực đoan nữa lại có thể đi đến những phát minh quan trọng, những cống hiến đáng
kể đối với sự phát triển của khoa học.
Vấn đề là ở chỗ mỗi nhà khoa học, mỗi nhà vật lí, mặc dù có tư tưởng duy tâm đi
nữa, trước hết cũng phải dựa vào quan sát, thực nghiệm, dựa vào những sự kiện khách
quan diễn ra trong thực tế để xây dựng lí thuyết của mình. Nhà khoa học duy tâm có thể
dựa vào lí thuyết những yếu tố duy tâm nhất định, nhưng nếu lí thuyết đó được thừa
nhận, nó phải phản ánh được thực tế khách quan đến một mức độ nào đó, và trong sự
phát triển của khoa học, những yếu tố duy tâm phản ánh không đúng thực tế sẽ bị gạt bỏ
dần. Trái lại, nếu lí thuyết không phản ánh đúng thực tế khách quan (ví dụ: thuyết duy
năng), nó sẽ nhanh chóng bị loại bỏ, như là một lí thuyết không có giá trị khoa học và
không có thứ triết học nào có thể biện hộ cho nó được. Chính vì vậy mà Vladimir Ilyich
Lenin đã nói rằng: “chỉ những người nào đứng trên quan điểm duy vật thô thiển, sơ lược,
siêu hình, mới cho triết học duy tâm là hoàn toàn sai, là chỉ chứa đựng những chuyện vớ
vẩn. Trái lại, theo quan điểm duy vật biện chứng, triết học duy tâm là sự thổi phồng quá
mức một khía cạnh của thực tế, tách rời nó khỏi vật chất, tuyệt đối hóa nó, thần thánh
hóa nó”. [14, tr. 14]
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
15
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
Nhìn chung thì triết học có thể thúc đẩy hoặc kìm hãm sự phát triển của khoa học,
nhưng không thể làm biến đổi con đường phát triển của khoa học. Những tư tưởng triết
học duy tâm phản động nhất kèm theo những biện pháp tàn bạo nhất của giáo hội thời
trung cổ, cũng không thể biến khoa học thành “kẻ đầy tớ của tôn giáo”. Triết học duy vật
biện chứng cũng không bao giờ vạch sẵn những con đường, làm sẵn những khuôn mẫu để
bắt khoa học phải tuân theo.
Nhưng vì bản chất thế giới là vật chất, sự phát triển của thế giới, sự phát triển của
khoa học lại mang tính biện chứng cho nên giữa triết học duy vật biện chứng và khoa học
có mối quan hệ mật thiết. Mỗi một phát minh mới, một bước phát triển mới của khoa học
là một minh chứng mới, một sự phát triển mới của luận điểm cơ bản của duy vật biện
chứng. Và mỗi sự phát triển mới của triết học duy vật biện chứng lại tạo ra những cơ sở,
chỉ ra những phương hướng cho sự phát triển của khoa học. Càng làm cho mối quan hệ
giữa duy vật biện chứng và khoa học thêm chặt chẽ thì càng đẩy mạnh sự phát triển
không ngừng của các khoa học cụ thể cũng như triết học duy vật biện chứng.
Dù tự giác hay tự phát, nhà khoa học, suy cho đến cùng đều suy nghĩ và nghiên
cứu theo những qui luật của duy vật biện chứng, và đều góp phần chứng minh sự đúng
đắn của duy vật biện chứng. Có khác chăng ở chỗ người duy vật biện chứng tự giác thì có
điều kiện để tiến lên những bước vững vàng hơn, còn người không tự giác thì có thể mất
phương hướng, có thể đạt tới những kết quả không hoàn chỉnh, không triệt để, hoặc sai
lạc.
Vật lí học hiện nay đang đi sâu vào thế giới vi mô và vào vũ trụ mênh mông vô
hạn. Tính chất của vật chất cũng như phương pháp nghiên cứu, thí nghiệm ở các lĩnh vực
này rất khác với thế giới vĩ mô quen thuộc của chúng ta. Mặt khác, khoa học càng ngày
càng cho phép con người tìm ra những tính chất, những qui luật rất tổng quát của thế giới
vật chất. Vì vậy, các nhà vật lí hiện nay rất quan tâm nghiên cứu và tranh luận những vấn
đề triết học về thế giới quan, về nhận thức luận: Chúng ta đang nghiên cứu cái gì? Chúng
ta hiểu được thế giới không? Hình ảnh của thế giới mà khoa học vẽ ra có đúng khớp với
thế giới thật không?... Trong cuộc đời khoa học của mình, nhiều nhà khoa học lớn như
Einstein, Bo, Max Born,... đã từng bước “điều chỉnh” lại tư tưởng triết học của mình, và
kết quả khách quan là tư tưởng của các ông ngày càng nhích lại gần những quan điểm của
duy vật biện chứng.
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
16
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
CHƯƠNG 2. SƠ LƯỢC VỀ LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT
TRIỂN CỦA VẬT LÍ HỌC
Ngày nay, vật lí học đã tạo được những thành tựu rực rỡ nhất định, để có những
kết quả đó, vật lí học đã trải qua nhiều chặng đường gian khổ, đấu tranh cho chân lí để
hiểu được bức màn bí ẩn của thế giới tự nhiên, điều khiển được thế giới tự nhiên, bắt thế
giới tự nhiên phục vụ cho cuộc sống của con người.
1. GIAI ĐOẠN CHUẨN BỊ ĐỂ HÌNH THÀNH NGÀNH VẬT LÍ HỌC
Trong cuộc đấu tranh lâu dài với thiên nhiên khắc nghiệt để tồn tại và phát triển,
con người đã dần dần tích lũy được những kinh nghiệm, những kiến thức có hệ thống về
các HTTN xảy ra hằng ngày, từ đó đúc kết thành những qui luật chung và vật lí học ra
đời từ đó.
Những kiến thức ban đầu về tĩnh học xuất hiện, quang học, thủy tĩnh học và điện
từ học được biết đến. Thuyết địa tâm dựa trên học thuyết của Aristotle được đa số các
nhà thiên văn công nhận. Theo thuyết địa tâm lúc bấy giờ, Trái Đất hình cầu đứng yên ở
trung tâm vũ trụ, bao quanh Trái Đất có 7 mặt cầu pha lê trong suốt, gắn trên chúng là
Mặt Trời, Mặt Trăng và 5 hành tinh. Các mặt cầu này chuyển động liên tục với một vận
tốc không đổi. Ngoài cùng là mặt cầu đứng yên, trên đó có gắn vô vàn các sao bất động.
Tuy nhiên, các nhà thiên văn đã phát hiện được một số mâu thuẫn quan trọng giữa các kết
quả quan sát và lí thuyết của Aristotle. Các hành tinh chuyển động không phải với vận
tốc không đổi, mà có lúc nhanh hơn, lúc chậm hơn, chuyển động giật lùi, rồi lại tiến lên,
vẽ thành một cái nút thòng lọng trên quĩ đạo. Thuyết địa tâm cùng với tư tưởng tôn giáo
của Aristotle đã đẩy nhân loại rơi vào thời kì “đêm trường trung cổ”, khoa học bị đình
trệ.
Từ giữa thế kỉ XV đã diễn ra một sự chuyển mình trong đời sống kinh tế, chính trị,
văn hóa của châu Âu trung thế kỉ. Sự phát triển thủ công nghiệp ở nông thôn, sự hình
thành và phát triển các thành phố đã phá vỡ nền kinh tế tự cấp tự túc. Thương nghiệp
phát triển, giai cấp tư sản hình thành với các thương gia, chủ ngân hàng, chủ xưởng giàu
có và có thế lực. Chế độ phong kiến phân quyền là một trở ngại lớn cho sự phát triển kinh
tế. Các cuộc nổi dậy của nông dân, của các thợ thủ công, chống lại uy quyền của giáo
hội, của các chúa phong kiến, đã mở đường cho sự tạo thành những quốc gia tập quyền
mạnh mẽ. Sau các cuộc thập tự chinh, các thương gia châu Âu tìm đường buôn bán với
các quốc gia giàu có Phương Đông. Trong những cuộc thám hiểm tìm đường như vậy,
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
17
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
Cristoforo Colombo đã phát hiện ra châu Mĩ (1492), Magellan đã đi vòng quanh Trái Đất
(1519 – 1522), và chứng minh bằng thực nghiệm rằng Trái Đất là “tròn”.
Sự phát triển đó đòi hỏi phải xây dựng một nền khoa học mới, có đủ khả năng giải
quyết những vấn đề mà thực tiễn sản xuất đề ra. Nhiều nhà khoa học đã đoạn tuyệt với
phương pháp kinh viện, tìm đường trở về với những tư tưởng tự do của thời cổ Hi Lạp
(phong trào Phục Hưng), đề cao lí trí tự do, đề cao thực nghiệm, không thừa nhận uy
quyền của giáo hội trong khoa học.
Các phương pháp quan trắc ngày càng chính xác hơn cho phép phát hiện nhiều đặc
điểm mới trong sự chuyển động của các hành tinh, mà hệ thống các nội luân và ngoại
luân không thể giải thích được. Hệ địa tâm ngày càng phức tạp, rắm rối hơn, khiến nhiều
tu sĩ khi học nó đã phải thốt lên: “Lạy Chúa, sao người đã sinh ra một vũ trụ rắc rối đến
thế!”.
Tình hình đó khiến một số nhà thiên văn nhớ lại thuyết nhật tâm đã bị bỏ quên và
tin rằng nó có thể mô tả vũ trụ một cách đơn giản, thuận tiện hơn. Nhưng vào lúc đó phải
có lòng dũng cảm rất lớn mới dám đứng lên bảo vệ thuyết nhật tâm, chống lại truyền
thống dân gian lâu đời, chống lại kinh thánh. Hành động đó thật sự là một hành động
cách mạng. Nicolas Copernic (1473 - 1543) là một tu sĩ, đồng thời là một nhà hoạt động
xã hội và khoa học hết sức sôi nổi. Ông đã dạy học, nghiên cứu và hoạt động trong các
hoạt động toán học, thiên văn, y học, triết học, luật học, tôn giáo, kinh tế, ngoại giao,
quân sự. Năm 1530, ông đã trình bày những luận điểm cơ bản của mình về thuyết nhật
tâm trong bản thảo viết tay “Bình luận nhỏ”. Tiếp sau đó, ông đã trình bày đầy đủ lí
thuyết của ông trong tác phẩm “Về sự quay của các thiên cầu”. Cuốn sách được in xong
vào năm 1543 và đến tay ông vài ngày trước khi ông mất.
Trong tác phẩm của mình, Copernic coi Mặt Trời bất động là tâm vũ trụ, Trái Đất
và các hành tinh quay quanh Mặt Trời, Mặt Trăng quay quanh Trái Đất, và ở một khoảng
xa rất lớn là mặt cầu chứa các sao bất động. Dựa theo tư tưởng của các nhà bác học cổ Hi
Lạp, Copernic coi rằng các thiên thể chuyển động trên các quĩ đạo tròn, với tốc độ không
đổi. Vì vậy, Copernic cũng phải dùng một nội luân, ngoại luân như Claudius Ptolemaeus.
Lí thuyết của Copernic còn mang những điểm sai lầm, nhưng cái vĩ đại nhất của nó là
chuyển tâm vũ trụ vào Mặt Trời, và coi Trái Đất như một hành tinh bình thường của Mặt
Trời, bác bỏ những giáo điều của Aristotle và của giáo hội về thế giới trên trời và thế giới
trần tục, về vai trò cao cả của Trái Đất trong vũ trụ.
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
18
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
Tác phẩm của Copernic đã mở đầu cho một cuộc cách mạng trong khoa học, đã
đặt trước khoa học một loạt vấn đề quan trọng cần được tiếp tục giải quyết. Thuyết
Copernic chỉ mới là một sơ đồ động học, cần phải xây dựng cơ sở vật lí của nó, phải tìm
ra những nguyên nhân gì gắn bó các hành tinh với Mặt Trời thành một hệ vững chắc.
Khó khăn rất lớn, giáo hội bắt đầu lo ngại và đàn áp mạnh hơn sự việc này. Một số nhân
vật có uy tín lúc đó cũng không ủng hộ thuyết Copernic: nhà cải cách tôn giáo Lute, nhà
triết học duy vật Francis Bacon, nhà thiên văn học lớn Tikho Brahe. Cuộc đấu tranh cho
hệ nhật tâm phải kéo dài mấy chục năm liền, trong đó nổi bật vai trò của Bruno và
Kepler.
Giordano Bruno (1548 - 1600) cho rằng Copernic là “ánh bình minh báo trước
Mặt Trời chân lí triết học cổ đại sắp mọc”. Ông chủ trương rằng hệ nhật tâm của
Copernic không phải là duy nhất, vũ trụ là vô tận và trong thế giới có vô số Mặt Trời
khác, vô số Trái Đất khác, vô số hệ nhật tâm khác nữa. Ông phê phán các quan điểm của
Aristotle, ủng hộ nguyên tử luận của Democritos và Epiquya. Để tránh bị truy nã, ông đã
rời bỏ quê hương và đã hoạt động ở nhiều thành phố tại Italia, Pháp, Anh, Đức. Năm
1592, ông bị tòa án dị giáo bắt, bị giam cầm và tra tấn ở nhiều nhà tù, bị kết án thiêu sống
vì những hành động dị giáo. Tòa án dị giáo hứa tha chết cho ông nếu ông công khai phủ
nhận lí thuyết của mình. Ông đã từ chối và bước lên giàn lửa ngày 17 - 02 - 1600.
Johannes Kepler (1571 - 1630) vừa khâm phục thuyết Copernic, vừa chịu ảnh
hưởng của Pitago. Ông đã xây dựng một sơ đồ hình học kì quặc để xác định quĩ đạo các
hành tinh trong hệ Copernic. Công trình đó được gửi tặng Tikho Brahe và Galileo. Sau
một thời gian dài nghiên cứu, ông cho rằng tốc độ chuyển động của hành tinh là không
đều, nó lớn hơn khi hành tinh ở gần Mặt Trời hơn. Đó là nội dung của hai định luật
Kepler công bố năm 1609. Năm 1611, ông công bố một công trình về quang học trong đó
ông mô tả cấu tạo của kính thiên văn và nghiên cứu đường đi của tia sáng qua hệ thấu
kính. Năm 1619, ông công bố định luật Kepler thứ ba, và như vậy đã hoàn thành kế
hoạch nghiên cứu quĩ đạo các hành tinh.
Từ năm 1610, Galileo bắt đầu một cuộc đấu tranh mới, căng thẳng và kéo dài để
bảo vệ thuyết Copernic. Các đối thủ của ông không chịu công nhận những kết quả thực
nghiệm, không thèm đến quan sát bằng kính thiên văn và công khai phản kích. Cuối năm
1615, Galileo tới Roma để bảo vệ thuyết Copernic và cũng là để tự bảo vệ mình trước
giáo hội. Ông đã tranh luận hết sức xuất sắc, đã tránh mọi va chạm với kinh thánh, nhưng
đã đánh đổ mọi lí lẽ “trần tục” nêu ra để chống thuyết Copernic. Đầu năm 1616, tòa án dị
giáo ra sắc lệnh công bố học thuyết về sự chuyển động của Trái Đất là trái với kinh
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
19
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
thánh, cấm cuốn sách của Galileo, cấm truyền bá thuyết Copernic. Những công trình
nghiên cứu, những cuộc tranh luận của các nhà vật lí học thời bấy giờ cứ tiếp diễn,
Copernic, Bruno, Galileo đã đấu tranh liên tục chống sự tôn sùng Aristotle một cách mù
quáng. Sự phát triển của khoa học không những đòi hỏi những phương pháp mới, mà còn
đòi hỏi một cách tổ chức mới nữa. Các trường đại học do giáo hội giám sát chặt chẽ
không phải là nơi dung thân của khoa học chân chính. Nhưng nhà khoa học hoạt động
riêng rẽ bằng phương tiện riêng của mình như Copernic, Kepler, Galileo,... không còn đủ
sức để giải quyết những vấn đề của khoa học trong bước phát triển mới. Francis Bacon đã
nêu lên rằng việc nghiên cứu khoa học phải được tổ chức như một hoạt động tập thể, và
phải được xã hội tài trợ.
Năm 1657 xuất hiện Viện Hàn lâm cho các ngành khoa học đầu tiên. Đó là “Viện
Hàn lâm thí nghiệm Florence” gồm 9 viện sĩ là những học trò và những người ủng hộ
Galileo. Họ cùng nhau tổ chức làm thí nghiệm và thảo luận về những thí nghiệm đó, và
năm 1667 đã công bố những công trình của mình trong một tuyển tập. Nhưng cũng vào
năm đó, dưới áp lực của giáo hội, người bảo trợ Viện Hàn lâm này đã phải ngừng tài trợ
và giải tán nó.
Năm 1660, ở Luân Đôn chính thức thành lập Hội Hoàng gia nhằm mục đích thúc
đẩy “triết học thực nghiệm”, với phương châm: “Không tin cái gì chỉ bằng lời nói”. Hội
này tồn tại cho đến nay và giữ vai trò Viện Hàn lâm Khoa học nước Anh. Tiếp sau đó,
các Viện Hàn lâm Khoa học lần lượt được tổ chức ở Pháp (1666), Nga (1725) cũng như ở
nhiều nước khác nữa.
Tới thế kỉ XVII, vật lí học đã trở thành một hệ thống khoa học với những tư
tưởng, những phương pháp, những hình thức tổ chức xác định. Vật lí học được công nhận
là một lực lượng xã hội có khả năng hỗ trợ sự phát triển của sản xuất xã hội. Từ chỗ là
đầy tớ của giáo lí, theo lời của giáo chủ Đamiani (thế kỉ IX), khoa học đã trở thành một
hình thái độc lập của ý thức xã hội.
2. GIAI ĐOẠN VẬT LÍ HỌC TRỞ THÀNH MỘT KHOA HỌC ĐỘC LẬP
Từ thế kỉ XVII, vật lí học chuyển sang một giai đoạn mới, bắt đầu bằng công trình
nghiên cứu của nhà bác học Galileo. Ông đã xây dựng những cơ sở của một nền vật lí
học mới, vật lí học thực nghiệm chân chính, thay thế cho vật lí học của Aristotle.
Galileo (1564 – 1642) là nhà thiên văn học, nhà vật lí học Italia. Lúc nhỏ gia đình
nghèo, ông chưa học hết đại học, ông tự học và khi 25 tuổi được mời làm giáo sư đại học.
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
20
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
Đầu tiên ông đưa ra nguyên lí quán tính, khái niệm lực và gia tốc, là người mở đường cho
lực học kinh điển và vật lí học thực nghiệm. Ông là người đầu tiên dùng kính viễn vọng
quan sát các thiên thể, chứng minh và phát triển thuyết Mặt Trời là trung tâm vũ trụ của
Copernic. Ông được người đời sau mệnh danh là “Cha đẻ của khoa học cận đại”. [13]
Galileo là nhà khoa học nổi tiếng thời cổ đại, ông sinh ra ở thành Pisa (Italia). Suốt
đời ông theo đuổi chân lí, hiến thân cho khoa học, dám giữ vững nguyên tắc của mình.
Khi còn đi học Galileo là một HS hay đặt ra câu hỏi, đối với những vấn đề hứng thú ông
luôn tự tìm cách chứng minh. Có một thầy giáo đã đưa ra một câu hỏi hóc búa cho HS:
Dùng một sợi dây vòng thành các hình khép kín khác nhau, thì hình nào có diện tích lớn
nhất? Để tìm câu trả lời Galileo đã tìm một sợi dây vòng thành các hình như hình vuông,
chữ nhật, hình tròn,… Cuối cùng ông phát hiện hình tròn là hình có diện tích lớn nhất
trong các hình, ông còn dùng những kiến thức toán học của mình học được để chứng
minh quan điểm này. Thầy giáo của ông thấy sự chứng minh của Galileo như vậy hết sức
vui mừng, cổ vũ ông học toán học.
Aristotle cho rằng hai vật cùng đồng thời rời từ trên cao xuống, vật nặng rơi xuống
trước, vật nhẹ rơi xuống sau. Galileo thì ngày càng nghi ngờ điều này, ông nghĩ: “Các
cục đá băng rơi từ trên trời xuống, cục to cục nhỏ chẳng phải rơi xuống đất như nhau
sao? Aristotle sai hay ông sai?”.
Về sau, Galileo trở thành giáo sư dạy toán tại trường Đại học Pisa, ông đã đưa ra
sự hoài nghi đối với học thuyết của Aristotle.
Các đồng sự của ông biết điều hoài nghi đó của ông đều bàn tán xôn xao, có người
nói Aristotle là nhân vật vĩ đại như vậy, lẽ nào quan điểm của ông lại sai được? Đây chắc
là muốn chơi trội. Lại có người nói giáo hội và Giáo hoàng đều thừa nhận những điều
Aristotle nói là chân lí, Galileo lại dám nghi ngờ cả chân lí. Nhưng Galileo không để ý
những điều mọi người dị nghị, ông nghĩ cách dùng thực nghiệm để chứng minh sự đúng
đắn của mình. Ông nhớ lại lúc nhỏ cùng các em trèo lên tháp Pisa chơi trò ném đá xuống,
mỗi lần ném một nắm đá xuống có hòn to hòn nhỏ, chúng đều cùng rơi xuống đất một
lúc. Thế là ông quyết định phải lên tháp Pisa để làm thực nghiệm, để cho tất cả mọi người
đều nhìn thấy kết quả thực nghiệm.
Galileo dán quảng cáo trong thành phố, ông viết: “Trưa mai mời mọi người dến
tháp nghiêng Pisa xem thực nghiệm về vật rơi”. Tin được truyền đi, đúng trưa ngày hôm
sau rất nhiều người đã kéo đến xem thực nghiệm, có người là nhà khoa học, có người chỉ
là dân thường trong thành phố, có bạn bè của ông và có cả những người phản đối ông.
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
21
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
Trong đám người đến xem vẫn có người cười ông, họ nói rằng có thằng ngốc mới tin
rằng một chiếc lông gà và một viên đá cùng rơi xuống đất như nhau. Lúc đó Galileo hết
sức tự tin vì rằng ông và các HS của ông đã làm thực nghiệm nhiều lần và mỗi lần đều
chứng minh đúng. [13]
Thực nghiệm bắt đầu, Galileo và HS của mình đặt hai quả cầu sắt to nhỏ khác
nhau tương đối rõ rệt vào một cái hộp, đáy của hộp có thể mở ra được, chỉ cần kéo đáy
hộp ra là hai viên cầu sắt trong hộp đồng thời tự do rơi xuống. Galileo và các HS của
mình đưa hộp lên đỉnh tháp, mọi người đứng phía dưới đều chăm chú ngẩng đầu nhìn lên.
Galileo đích thân kéo đáy hộp ra, mọi người nhìn thấy hai quả cầu sắt một to một nhỏ rơi
xuống, tất cả đều nín thở. “Bịch” một tiếng, cả hai viên đồng thời rơi xuống đất mọi
người đứng xem cùng reo lên, còn những người phản đối Galileo thì im lặng không nói
gì. Thực tế mọi người nhìn thấy đã chứng minh: Mọi vật thể rơi từ trên cao rơi xuống,
thời gian rơi xuống không liên quan đến trọng lượng. Điều đáng nói là năm 1969 các nhà
du hành vũ trụ đã đặt chân lên Mặt Trăng, họ đã làm thực nghiệm, thả một chiếc lông vũ
và một hòn đá cùng rơi xuống, kết quả chiếc lông và hòn đá cùng rơi xuống Mặt Trăng
một lúc. Điều này đã nói cho biết nếu như không có lực đẩy của không khí, chiếc lông và
hòn đá sẽ rơi xuống mặt đất cùng một lúc. Câu chuyện nổi tiếng về thực nghiệm ở tháp
nghiêng Pisa vẫn còn lưu truyền trên thế giới đến ngày nay, nó đã trở thành một giai thoại
lịch sử khoa học.
Cùng thời gian này cũng xuất hiện nhiều nhà vật lí thực nghiệm xuất sắc như:
Torricelli, Boylo, Mariotte, Descartes,... thuộc nhiều lĩnh vực như nhiệt, điện,...
Đầu thế kỉ XVII, ở Florenxia, một thành phố thương mại giàu có, người ta đào
một cái giếng rất sâu. Từ miệng giếng đến mặt nước có đến hơn mười mét. Người ta
muốn hút nước lên bằng một cái bơm, nhưng không làm sao bơm lên được. Chẳng ai
hiểu rõ nguyên do vì đâu. Họ bèn cho mời Galileo, người có học thức nhất ở Florenxia
lúc bấy giờ. Galileo đến xem kĩ cái bơm, ống hút nước và pittông. Tất cả đều nguyên
lành không sao cả. Thế thì tại sao nước không lên được?
Galileo giải thích rằng, có lẽ trọng lượng của bản thân cột nước trong ống đã kéo
tụt nước xuống. Một học trò của Galileo là Torricelli đẽ giải thích hiện tượng đó theo
cách khác. Torricelli cho rằng vấn đề không phải chỉ ở trọng lượng của nước, mà còn ở
trọng lượng của không khí nữa. Khi người ta hút nước bằng bơm thì không khí đã ngầm
giúp người ta: không khí ở trên mặt giếng, dùng tất cả trọng lượng của mình để nén nước
và buộc nước dâng lên theo ống. Nếu bơm không thể hút nước lên cao quá mười mét thì
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
22
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
điều đó có nghĩa là không khí chỉ có khả năng đẩy nước tới một mức độ nào đó thôi. Để
chứng minh cho lập luận của mình, Torricelli bèn làm một thí nghiệm. Ông lấy một cái
ống thủy tinh một đầu bịt kín, trong ống đựng đầy thủy ngân. Sau đó ông lấy ngón tay bịt
đầu hở lại, lật ngược ống và nhúng đầu hở ấy vào trong một chậu cũng đựng thủy ngân.
Thủy ngân không hoàn toàn tụt ra khỏi ống, mà chỉ tụt thấp xuống một chút thôi.
Cột thuỷ ngân tuy tụt xuống nhưng vẫn cao hơn mực thủy ngân ở chậu hơn 70cm. Trọng
lượng cột thủy ngân tương đương với trọng lượng một cột nước cao khoảng 10m. Vậy thì
cái gì đã giữ cho cột thủy ngân đó hạ xuống? Đó là áp suất của không khí.
Với thí nghiệm lịch sử này, Torricelli đã chứng minh được sự tồn tại của áp suất
khí quyển mà trước đó chưa ai biết, đồng thời đã đánh tiếng chuông báo tử cho tín điều
“thiên nhiên sợ cái trống rỗng” của Aristotle. Chẳng trách, Leonardo da Vinci, nhà bác
học kiêm họa sĩ vĩ đại, đã gọi thí nghiệm là “thầy của các thầy”.
Năm 1663, hiện tượng giao thoa ánh sáng trong các màng mỏng được mô tả. Năm
1665, một công trình trong đó Grimaldi (1658 - 1663) mô tả hiện tượng nhiễu xạ và nêu
ra ý kiến về bản chất sóng của ánh sáng được công bố sau khi ông đã qua đời. Sau đó ít
lâu, Huygens (1629 - 1695) công bố “Giáo trình quang học” viết bằng tiếng Latinh, sách
đó được ông chỉnh lí lại và cho tái bản bằng tiếng Pháp năm 1690 và được coi là công
trình đầu tiên về quang học sóng. Trong tác phẩm này, ông đã phát biểu nguyên lí truyền
sóng, ngày nay được gọi là nguyên lí Huygens.
Đặc biệt, trong thời kì này, Newton với những đóng góp vĩ đại cho khoa học về
các lĩnh vực như: cơ học, toán học, quang học. Thế giới quan của Newton phản ánh
những mâu thuẫn của cuộc cách mạng tư sản ở Anh. Newton chống lại chủ nghĩa kinh
viện tách rời thực tế và vô bổ. Ông bảo vệ một nền khoa học mang lại lợi ích thực tế, có
khả năng phát triển kĩ nghệ, thương mại. Nhưng Newton cũng là một người ngoan đạo,
ông tin rằng khoa học không những mang lại lợi ích thực tế, mà còn giúp ta nhận thức
được Chúa nữa. Newton thừa nhận sự tồn tại của thế giới vật chất khách quan, vận động
theo những qui luật nhất định mà ông đã bỏ nhiều công sức và tài năng để phát minh.
Nhưng ông cũng tin rằng có một thượng đế, một đấng tạo hóa đã sáng tạo ra thế giới và
đang điều khiển thế giới.
Newton cho rằng hệ Mặt Trời không thể tự nó hình thành một cách tự nhiên. Phải
có bàn tay của Chúa truyền cho mỗi hành tinh một “cái hích ban đầu” để tạo cho nó một
chuyển động xung quanh Mặt Trời. Newton cũng không tin rằng trong thiên nhiên có sự
bảo toàn chuyển động. Ông cho rằng mọi hình thức chuyển động trong vũ trụ đều giảm
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
23
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
dần, và phải có sự can thiệp của Chúa để giữ cho chúng được bảo toàn. Chuyển động của
các hành tinh cũng giảm dần và phải có những “cái hích bổ sung” của Chúa để giữ cho
chúng không bị rơi vào Mặt Trời.
Về lí luận nhận thức, Newton ủng hộ phương pháp Bacon, và đặt sự qui nạp vào vị
trí hàng đầu. Newton đã xác định phương pháp đó là: thực hiện thí nghiệm và quan sát,
dùng phép qui nạp để rút ra từ chúng những kết luận tổng quát. Những kết luận nói trên
chính là những nguyên lí tổng quát, nhưng chúng không phải là những nguyên lí tổng
quát nhất không còn phải giải thích gì thêm nữa. Newton cho rằng tìm ra được những
nguyên lí tổng quát của chuyển động cơ học “là một bước tiến lớn trong triết học, mặc dù
nguyên nhân của những nguyên lí đó vẫn chưa được khám phá ra”.
Newton không phải lúc nào cũng tránh không nêu ra những giả thuyết, vì cũng có
lúc ông nêu ra những giả thuyết tinh tế, có ý nghĩa sâu sắc. Nhưng ông phân biệt rất rõ
đâu là những luận điểm chắc chắn, rút ra từ thí nghiệm bằng phương pháp qui nạp, và
đâu là những giả thuyết còn có thể phải tranh cãi. Newton lảng tránh những cuộc tranh
luận có liên quan trực tiếp đến những vấn đề chung của triết học và tôn giáo. Những cuộc
tranh luận kéo dài với phái Descartes, thực ra là những môn đệ của ông, nhiều hơn là của
chính ông. Phương pháp của ông là phương pháp thích hợp nhất đối với khoa học thời
bấy giờ, khi mà phương pháp kinh viện đã bị gạt bỏ, và phương pháp của Descartes đã
thể hiện những chỗ yếu của nó, đòi hỏi phải được thay thế. Newton đã tổng kết sự phát
triển của vật lí học thế kỉ XVII, đã hoàn chỉnh sự hình thành vật lí học như một khoa học
riêng biệt, tách nó khỏi triết học tự nhiên. [13]
Tuy nhiên, tư tưởng khoa học của Newton, với khái niệm không gian và thời gian
tuyệt đối, hệ Mặt Trời không biến đổi, sự phủ nhận những giả thuyết,... là một tư tưởng
siêu hình. Ảnh hưởng của nó trong khoa học đã cản trở sự phát triển của khoa học trong
các giai đoạn sau. Những luận điểm có màu sắc tôn giáo vương vất đó đây trong học
thuyết của Newton làm cho nó dễ được chấp nhận và ủng hộ ở Anh. Nhưng ở nước Pháp
cách mạng, nơi giai cấp tư sản đang đứng lên chống phong kiến và chống tôn giáo, nó bị
chỉ trích mạnh mẽ và không được chấp nhận. Phải tới thế kỉ XVIII, khi các nhà duy vật
Pháp đã tước bỏ những yếu tố thần học, làm lộ rõ giá trị khoa học của học thuyết
Newton, nó mới hoàn toàn được công nhận, và từ đó đóng một vai trò quan trọng đối với
sự phát triển vật lí học trong những thế kỉ tiếp theo.
Sự thành công của cơ học Newton đồng thời cũng là sự thành công của PPTN
trong vật lí học. Ông tổ của vật lí học thực nghiệm là Galileo đã nói rằng muốn hiểu thiên
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
24
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
nhiên, phải trực tiếp quan sát thiên nhiên, phải làm thí nghiệm, phải “hỏi thiên nhiên” chứ
không hỏi Aristotle hay hỏi kinh thánh. Trong khoa học, lời Aristotle hoặc ý Chúa không
thể là sự phán xét cuối cùng, trái lại, phải “để cho thiên nhiên phán xét mỗi khi con người
tranh luận với nhau về thiên nhiên”. Để hỏi được thiên nhiên, Galileo khuyên: “Hãy đo
tất cả những gì có thể đo, và hãy làm cho những cái không thể đo trở thành cái có thể đo,
bởi vì “cuốn sách thiên nhiên được viết bằng ngôn ngữ toán học””.
Newton là người đã tiếp tục xây dựng phương pháp do Galileo đề xướng và áp
dụng nó một cách thành công. Tới nay, ta đã có thể nêu lên thực chất của PPTN như sau:
“Xuất phát từ quan sát và thực nghiệm, nhà khoa học xây dựng được một giả thuyết. Giả
thuyết đó không chỉ đơn giản là sự tổng kết các thí nghiệm đã làm, nó còn chứa đựng một
cái gì mới mẻ, không có sẵn trong từng thí nghiệm cụ thể. Bằng phép suy luận lôgic và
bằng toán học, nhà khoa học có thể từ giả thuyết đó mà rút ra một số hệ quả, tiên đoán
một số sự kiện mới chưa biết. Những hệ quả và sự kiện mới đó lại có thể được kiểm tra
bằng thí nghiệm, và nếu sự kiểm tra đó thành công, nó khẳng định giả thuyết, biến giả
thuyết thành một định luật chính xác, hoặc một học thuyết đáng tin cậy”. Như vậy PPTN
là sự thống nhất giữa thí nghiệm và lí thuyết, nhằm mục đích nhận thức thiên nhiên.
PPTN cho phép từng bước mở rộng sự hiểu biết thiên nhiên và làm chủ thiên nhiên. Quá
trình nhận thức thiên nhiên là một quá trình lâu dài, khó khăn đầy hấp dẫn trong thời kì
này và tới mãi mai sau.
Tới thế kỉ XVIII, cơ học đã trưởng thành, trong khi đó nhiệt học mới bắt đầu được
hình thành. Nhà thiên văn học A. Celsius đã làm một loạt thí nghiệm để kiểm tra xem các
điểm cố định của thang nhiệt độ R.A.Réaumur có đúng là cố định không. Ông đã tiến
hành thí nghiệm trong hai năm liền và công bố kết quả năm 1742. Các thí nghiệm được
tiến hành trong những thời tiết khác nhau và với những áp suất khí quyển khác nhau.
Không những ông đặt nhiệt kế vào đá đang tan, mà lúc trời rét giá, ông còn lấy tuyết lạnh
ngoài trời và mang vào trong phòng đặt lên bếp lò cho đến khi nó bắt đầu tan, hoặc mang
thùng có đá đang tan đặt lên bếp lò đun thêm một lúc,... Ông nghiệm thấy rằng nhiệt độ
của nước đá hoặc tuyết tan đúng là một điểm cố định. Ông cũng thấy rằng nhiệt độ sôi
của nước phụ thuộc áp suất khí quyển. Cuối cùng, ông đề nghị một thang nhiệt độ mới có
hai điểm cố định: điểm 1000 là nhiệt độ nóng chảy của nước đá và điểm 00 là nhiệt độ sôi
của nước ở áp suất 760mmHg (theo cách nói hiện nay). Nhà thực vật học Carl Von Linné
đã dùng thang nhiệt độ đó nhưng đảo lại lấy 00 là nhiệt độ nóng chảy của nước đá, và
1000 là nhiệt độ sôi của nước ở áp suất 760mmHg. Thang nhiệt độ như vậy hiện nay được
gọi là thang nhiệt độ A. Celsius, và đơn vị nhiệt độ đo được kí hiệu là 0C.
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
25
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
Nhiệt học thế kỉ XVIII phát triển song song với hóa học và quang học. Lửa tạo ra
nhiệt và ánh sáng, và gây ra các biến đổi hóa học. Điều đó khiến các nhà khoa học đi tìm
mối quan hệ giữa các hiện tượng nhiệt học, quang học và hóa học. Năm 1756,
Lomonosov công bố công trình nghiên cứu về nguồn gốc của ánh sáng và về lí thuyết các
màu sắc. Thế kỉ XVIII là thời gian phát sinh ra trắc quang học, người sáng lập trắc quang
học là Bughe (1698 - 1758) và Lambe (1728 - 1777). Bughe đã định nghĩa khái niệm trắc
quang học mà ngày nay chúng ta gọi là “quang thông”, “cường độ ánh sáng của nguồn”,
“độ rọi”, “độ chói”. Trắc quang học là thành tựu quan trọng nhất của quang học thế kỉ
XVIII. Những thành tựu đáng kể khác là việc phát minh ra các ống kính tiêu sắc dùng
cho kính thiên văn và kính viễn vọng (một việc mà Newton cho rằng không thể làm
được), và việc Bradley phát minh ra hiện tượng tinh sai vào năm 1728. Phát minh này
cho phép xây dựng một phép đo vận tốc ánh sáng và sẽ có vai trò quan trọng trong sự
phát triển quang học của các môi trường chuyển động.
Điện học cũng có những bước tiến quan trọng: Chai Leiden (Lây-đen) là dạng sơ
khai nhất của tụ điện. Cái chai cho phép chất lỏng điện tạo ra bởi một máy phát tĩnh điện
được tích góp và dự trữ để dùng trong tương lai. Những cái Chai Leiden đầu tiên được
chế tạo ra một cách độc lập vào năm 1745 bởi Ewald Georg von Kleist ở Đức và Pierreter
van Musschenbroek ở Leiden, cách Amsterdam chừng 35 km về hướng tây nam. Bức
tranh khắc gỗ bên dưới cho thấy nỗ lực của van Musschenbroek nhằm làm nhiễm điện
nước chứa trong một bình thủy tinh.
Điện tích tạo ra bởi sự ma sát của đôi tay trên quả cầu thủy tinh đang quay tròn
được lấy ra khỏi bề mặt của quả cầu thủy tinh bằng một dây xích treo và chuyển tới que
kim loại treo trong nước tạo nên cái tụ ở phía trong.
Chai Leiden
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
26
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
Định luật vạn vật hấp dẫn đã được Newton tìm ra năm 1687. Vào thời điểm đó, hằng
số hấp dẫn trong công thức tính lực hấp dẫn vẫn chưa được đo đạc chính xác. Thí nghiệm
xác định hằng số hấp dẫn dựa trên việc đo lực hấp dẫn giữa các vật thể trong phòng thí
nghiệm ban đầu được đề xuất bởi John Michell, người đã chế tạo lò xo xoắn để đo
momen lực nhỏ một cách chính xác nhưng đã mất năm 1793 trước khi kịp thực hiện thí
nghiệm của mình. Lò xo xoắn sau đó được chuyển giao cho Francis John Hide
Wollaston, rồi đến tay Henry Cavendish.
Khoảng năm 1797 đến 1798, Cavendish thực hiện lại dự định thí nghiệm của
Michell, và ghi chép lại kết quả trong quyển Philosophical Transactions năm 1798. Ông
xây dựng lại lò xo xoắn, sử dụng thiết bị thuê của người dân nông thôn. Ông gắn hai viên
bi kim loại vào hai đầu của một thanh gỗ dài 1.8 mét, rồi dùng một sợi dây mảnh treo cả
hệ thống lên, giữ cho thanh gỗ nằm ngang. Sau đó, Cavendish đã dùng hai quả cầu bằng
chì, mỗi quả nặng 159 kg, tịnh tiến lại gần hai viên bi ở hai đầu thanh gỗ. Để tránh bị gió
thổi gây ra rung động, Cavendish đặt hệ thống trong buồng kín gió, và quan sát hệ thống
thông qua kính viễn vọng.
Lực hấp dẫn do hai quả cầu chì tác dụng vào hai viên bi làm cho cây gậy quay một
góc nhỏ. Cavendish đo góc này bằng kính viễn vọng và tính ra được momen lực tác động
lên lò xo xoắn, và suy tiếp ra hằng số hấp dẫn nhờ vào các khối lượng đã biết. Biết được
hằng số hấp dẫn và gia tốc trọng trường trên bề mặt Trái Đất, Cavendish đã tính ra được
khối lượng của Trái Đất là 6.1024 kg. Kết quả này đã mang lại tên gọi khác cho thí
nghiệm là thí nghiệm cân Trái Đất. Việc đo được khối lượng Trái Đất cũng cho phép suy
ra khối lượng Mặt Trăng và các thiên thể khác trong Hệ Mặt Trời, thông qua các định
luật cơ học và định luật vạn vật hấp dẫn,... Với những sự kiện nổi bật của thời kì này, vật
lí học đã trở thành một khoa học độc lập, vững bước trên chặng dài tiếp theo.
3. GIAI ĐOẠN HOÀN THIỆN VẬT LÍ HỌC CỔ ĐIỂN
Từ giữa thế kỉ XIX cho đến cuối thế kỉ XIX là thời kì mà chủ nghĩa tư bản phát
triển mạnh mẽ, đã thúc đẩy sự phát triển của sản xuất và kĩ thuật phục vụ cho sản xuất.
Đặc biệt là sự phát triển của kĩ thuật nhiệt và kĩ thuật điện trong giai đoạn này.
Động cơ hơi nước ra đời vào cuối thế kỉ XVIII. Nó đã đánh dấu cho cuộc cách
mạng công nghiệp diễn ra. Văn minh con người chuyển từ văn minh nông nghiệp
sang văn minh công nghiệp. Nó được sử dụng rộng rãi trong giao thông vận tải và ngày
được cải tiến để nâng cao hiệu suất động cơ. Chính trong quá trình đó, môn Nhiệt động
lực học đã được hình thành và phát triển.
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
27
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
Kĩ thuật điện cũng đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của vật lí học trong
giai đoạn này: Điện báo là cách thức truyền thông tin không lời thoại. Sử dụng rộng rãi
trong ngành hàng hải và hàng không, ra đời vào năm 1844. Từ những năm 80, điện năng
đã được sử dụng rất rộng rãi, từ đó xuất hiện nhu cầu tạo ra những nguồn điện mạnh, và
có thể truyền tải điện năng đi xa được. Vấn đề này được giải quyết khi điện xoay chiều ra
đời. Sự phát triển của ngành chế tạo máy phát điện đã có ảnh hưởng đáng kể đến sự phát
triển của môn Điện động lực học đến việc nghiên cứu các tính chất của các vật liệu từ và
xây dựng lí thuyết của các hiện tượng từ. Đồng thời việc ứng dụng điện rộng rãi trong kĩ
thuật và sản xuất cũng thúc đẩy sự phát triển của kĩ thuật đo điện. Thời kì này các nhà
khoa học đã nghiên cứu và xây dựng hệ thống đơn vị đo lường thống nhất trong lĩnh vực
điện học.
Như vậy trong sự phát triển của vật lí học cuối thế kỉ XIX, chúng ta thấy khoa học
và kĩ thuật đã gắn bó chặt chẽ với nhau và thúc đẩy nhau cùng phát triển.
3.1. Nhiệt động lực học
Những nghiên cứu đầu tiên mà chúng ta có thể xếp vào ngành nhiệt động học
chính là những công việc đánh dấu và so sánh nhiệt độ, hay sự phát minh của các nhiệt
biểu, lần đầu tiên được thực hiện bởi nhà khoa học người Đức Gabriel Fahrenheit (1686 1736) - người đã đề xuất ra thang đo nhiệt độ đầu tiên mang tên ông. Trong thang nhiệt
này, 320F và 2120F là nhiệt độ tương ứng với thời điểm nóng chảy của nước đá và sôi của
nước. Năm 1742, nhà bác học Thụy Sĩ Anders Celsius (1701 - 1744) cũng xây dựng nên
một thang đo nhiệt độ đánh số từ 0 đến 100 mang tên ông dựa vào sự giãn nở của thủy
ngân.
Những nghiên cứu tiếp theo liên quan đến quá trình truyền nhiệt giữa các vật thể.
Nếu như nhà bác học Daniel Bernoulli (1700 - 1782) đã nghiên cứu động học của các
chất khí và đưa ra liên hệ giữa khái niệm nhiệt độ với chuyển động vi mô của các hạt.
Ngược lại, nhà bác học Antoine Lavoisier (1743 - 1794) lại có những nghiên cứu và kết
luận rằng quá trình truyền nhiệt được liên hệ mật thiết với khái niệm dòng nhiệt như một
dạng chất lưu.
Tuy nhiên, sự ra đời thật sự của bộ môn nhiệt động học là phải chờ đến mãi thế kỉ
thứ XIX với tên của nhà vật lí người Pháp Nicolas Léonard Sadi Carnot (1796 - 1832)
cùng với cuốn sách của ông mang tên “Ý nghĩa của nhiệt động năng và các động cơ ứng
dụng loại năng lượng này”. Ông đã nghiên cứu những cỗ máy được gọi là động cơ nhiệt:
một hệ nhận nhiệt từ một nguồn nóng để thực hiện công dưới dạng cơ học đồng thời
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
28
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
truyền một phần nhiệt cho một nguồn lạnh. Chính từ đây đã dẫn ra định luật bảo toàn
năng lượng (tiền đề cho nguyên lí thứ nhất của nhiệt động học), và đặc biệt khái niệm về
quá trình thuận nghịch mà sau này sẽ liên hệ chặt chẽ với nguyên lí thứ hai. Ông cũng
bảo vệ cho ý kiến của Lavoisier rằng nhiệt được truyền đi dựa vào sự tồn tại của một
dòng nhiệt như một dòng chất lưu.
Những khái niệm về công và nhiệt được nghiên cứu kĩ lưỡng bởi nhà vật lí người
Anh James Prescott Joule (1818 - 1889) trên phương diện thực nghiệm và bởi nhà vật lí
người Đức Robert von Mayer (1814 - 1878) trên phương diện lí thuyết xây dựng từ cơ sở
chất khí. Cả hai đều đi tới một kết quả tương đương về công và nhiệt trong những năm
1840 và đi đến định nghĩa về quá trình chuyển hóa năng lượng. Chúng ta đã biết rằng sự
ra đời của nguyên lí thứ nhất của nhiệt động học là do một công lao to lớn của Mayer.
Nhà vật lí người Pháp Émile Clapeyron (1799 - 1864) đã đưa ra phương trình trạng thái
của chất khí lí tưởng vào năm 1843. Tuy nhiên, chỉ đến năm 1848 thì khái niệm nhiệt độ
của nhiệt động học mới được định nghĩa một cách thực nghiệm bằng Kelvin bởi nhà vật
lí người Anh, một nhà quí tộc có tên là SirWilliam Thomson hay còn gọi là Lord Kelvin
(1824 - 1907). Chúng ta không nên nhầm lẫn ông với nhà vật lí cùng họ Joseph John
Thompson (1856 - 1940), người đã khám phá ra êlectron và đã phát triển lí thuyết về hạt
nhân.
Nguyên lí thứ hai của nhiệt động học đã được giới thiệu một cách gián tiếp trong
những kết quả của Sadi Carnot và được công thức hóa một cách chính xác bởi nhà vật lí
người Đức Rudolf Clausius (1822 - 1888) - người đã đưa ra khái niệm entropy vào những
năm 1860. Những nghiên cứu trên đây đã cho phép nhà phát minh James Watt (1736 1819) hoàn thiện máy hơi nước và tạo ra cuộc cách mạng công nghiệp ở thế kỉ thứ XIX.
Cũng cần phải nhắc đến nhà vật lí người Áo Ludwig Boltzmann (1844 - 1906),
người đã góp phần không nhỏ trong việc đón nhận entropy theo quan niệm thống kê và
phát triển lí thuyết về chất khí vào năm 1877. Tuy nhiên, đau khổ vì những người cùng
thời không hiểu và công nhận, ông đã tự tử khi tài năng còn đang nở rộ. Chỉ đến mãi về
sau thì tên tuổi ông mới được công nận và người ta đã khắc lên mộ ông, ở thành phố
Vienne, công thức nổi tiếng W = k.logO mà ông đã tìm ra.
Riêng về lĩnh vực hóa nhiệt động, chúng ta phải kể đến tên tuổi của nhà vật lí Đức
Hermann von Helmholtz (1821 - 1894) và nhà vật lí Mĩ Willard Gibbs (1839 - 1903).
Chính Gibbs là người đã có những đóng góp vô cùng to lớn trong sự phát triển của vật lí
thống kê. Cuối cùng, để kết thúc lược sử của ngành nhiệt động học, xin được nhắc đến
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
29
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
nhà vật lí người Bỉ gốc Nga Ilya Prigonine (sinh năm 1917) - người đã được nhận giải
Nobel năm 1977 về những phát triển cho ngành nhiệt động học không cân bằng.
3.2. Nhiệt và nhiệt độ
Bằng trực giác, mỗi chúng ta đều biết đến khái niệm nhiệt độ. Một vật được xem
là nóng hay lạnh tùy theo nhiệt độ của nó cao hay thấp. Nhưng thật khó để đưa ra một
định nghĩa chính xác về nhiệt độ. Một trong những thành tựu của nhiệt động học trong
thế kỉ XIX là đã đưa ra được định nghĩa về nhiệt độ tuyệt đối của một vật, đo bằng đơn vị
Kelvin.
Khái niệm nhiệt còn khó định nghĩa hơn. Một lí thuyết cổ, được bảo vệ bởi
Antoine Lavoisier, cho rằng nhiệt là một dịch thể đặc biệt (không màu sắc, không khối
lượng), gọi là chất nhiệt, chảy từ vật này sang vật khác. Một vật càng chứa nhiều chất
nhiệt thì nó càng nóng. Thuyết này sai ở chỗ chất nhiệt không thể đồng nhất với một đại
lượng vật lí được bảo toàn. Về sau, nhiệt động học đã làm rõ nghĩa cho khái niệm nhiệt
lượng trao đổi.
3.3. Các động cơ nhiệt
Nhiệt động học cổ điển đã vươn lên với tư cách là khoa học của các động cơ nhiệt
hay khoa học về nhiệt động năng.
Nicolas Léonard Sadi Carnot đã mở đầu cho các nghiên cứu hiện đại về các động
cơ nhiệt trong một tiểu luận có tính nền tảng: “Ý nghĩa của nhiệt động năng và các động
cơ ứng dụng loại năng lượng này” (1823). Chu trình Carnot vẫn còn là một ví dụ lí thuyết
điển hình trong các nghiên cứu về các động cơ nhiệt. Ngày nay, thay vì dùng khái niệm
nhiệt động năng, người ta phát biểu rằng các động cơ nhiệt có khả năng sinh công cơ học,
đồng thời tìm hiểu cách thức sử dụng nhiệt để tạo ra công.
Mọi chuyển động của các vật trong thế giới vĩ mô (khoảng gần 1 milimét trở lên
được xem là vĩ mô) đều có thể sinh nhiệt, với ý nghĩa là nó làm cho vật nóng thêm. Có
thể thử nghiệm bằng cách xoa hai bàn tay vào nhau. Ngược lại, nhiệt cũng có thể làm cho
các vật thể vĩ mô chuyển động (ví dụ: có thể quan sát sự chuyển động của nước khi được
đun sôi). Đây là cơ sở để chế tạo các động cơ nhiệt. Chúng là các hệ vĩ mô, trong đó
chuyển động được duy trì nhờ sự chênh lệch nhiệt độ giữa bộ phận “nóng” và bộ phận
“lạnh”.
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
30
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
3.4. Động cơ vĩnh cửu
Là một thiết bị cơ khí do con người tưởng tượng ra, với hi vọng là động cơ này tự
hoạt động mãi mãi mà không cần cung cấp năng lượng. Do đi ngược lại với nguyên tắc
của định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng, động cơ vĩnh cửu là vấn đề không
tưởng. Tuy nhiên, trong quá trình nghiên cứu, các nhà khoa học đã tìm ra nhiều kiến thức
giúp ích cho việc chế tạo các động cơ tiết kiệm nhiên liệu, giảm ma sát và các công vô
ích.
3.5. Vật lí thống kê
Vật lí thống kê là một ngành trong vật lí học, áp dụng các phương pháp thống kê
để giải quyết các bài toán liên quan đến các hệ chứa một số rất lớn những phần tử, có số
bậc tự do cao đến mức không thể giải chính xác bằng cách theo dõi từng phần tử, mà phải
giả thiết các phần tử có tính hỗn loạn và tuân theo các qui luật thống kê. Ví dụ của các hệ
có thể là các vật chất trong tự nhiên, chứa điện tử, quang tử, nguyên tử, phân tử, tồn tại
dưới những trạng thái vật chất khác nhau (chất khí, chất lỏng, chất rắn, plasma,...). Các
phương pháp của vật lí thống kê hoàn toàn có thể mở rộng cho các hệ như hệ nơron thần
kinh, quần thể sinh vật, quần thể người trong xã hội, hay các hệ hỗn loạn trong kinh tế
học.
Ludwig Boltzmann (1844 - 1906), nhà vật lí và nhà triết học Áo, là một trong
những tư tưởng gia độc đáo nhất của hậu bán thế kỉ XIX và được xem như là cha đẻ của
vật lí thống kê. Phương pháp giải thích entropy của ông - đưa khái niệm xác suất vào
nhiệt động lực học, đã gợi ý cho Planck và Einstein về lí thuyết thống kê của bức xạ, về
giả thuyết lượng tử và phôtôn. Định lí H của ông đã giúp cho ta hiểu được thế giới vĩ mô
trên cơ sở của động lực học phân tử.
3.6. Lí thuyết trường điện từ
Trường điện từ (còn gọi là trường Maxwell) là một trong những trường của vật lí
học. Nó là một dạng vật chất đặc trưng cho tương tác giữa các hạt mang điện. Trường
điện từ cũng do các hạt mang điện sinh ra, và là trường thống nhất của điện trường và từ
trường. Đặc trưng cho khả năng tương tác của trường điện từ là các đại lượng cường độ
điện trường, độ điện dịch, cảm ứng từ và cường độ từ trường (thường được kí hiệu lần
lượt là E, D, B và H).
James Clerk Maxwell (1831 - 1879) là một nhà toán học, một nhà vật lí học người
Scotland. Ông đã đưa ra hệ phương trình miêu tả những định luật cơ bản về điện trường
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
31
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
và từ trường được biết đến với tên gọi phương trình Maxwell. Đây là hệ phương trình
chứng minh rằng điện trường và từ trường là thành phần một trường thống nhất, điện từ
trường. Ông cũng đã chứng minh rằng trường điện từ có thể truyền đi trong không gian
dưới dạng sóng với tốc độ không đổi là 300 000 km/s, và đưa ra giả thuyết rằng ánh sáng
là sóng điện từ.
Có thể nói Maxwell là nhà vật lí học thế kỉ XIX có ảnh hưởng nhất tới nền vật lí
của thế kỉ XX, người đã đóng góp vào công cuộc xây dựng mô hình toán học mới của
nền khoa học hiện đại. Vào năm 1931, nhân kỉ niệm 100 ngày sinh của Maxwell, Albert
Einstein đã ví công trình của Maxwell là “sâu sắc nhất và hiệu quả nhất mà vật lí học có
được từ thời của Isaac Newton”.
Năm 1865, nhà vật lí người Anh James Clerk Maxwell đã kết hợp các định luật về
điện và từ đã biết để tạo ra lí thuyết Maxwell. Lí thuyết này dựa trên sự tồn tại của các
trường, hiểu nôm na là môi trường truyền tác động từ nơi này đến nơi khác. Ông nhận
thấy rằng các trường truyền nhiễu loạn điện và từ là các thực thể động: chúng có thể dao
động và truyền trong không gian. Lí thuyết Maxwell có thể gộp lại vào hai phương trình
mô tả động học của các trường này, gọi là các phương trình Maxwell. Dựa vào lí thuyết
này, Maxwell đã đi đến một kết luận: tất cả các sóng điện từ đều truyền trong không gian
(chân không) với một vận tốc không đổi bằng vận tốc ánh sáng.
Vật lí học thế kỉ XIX có những tác động quan trọng đối với các ngành KHTN và
chuẩn bị bước sang thế kỉ phồn vinh.
4. GIAI ĐOẠN VẬT LÍ HỌC HIỆN ĐẠI
Vật lí học hiện đại tựa trên hai cột trụ kiên cố là thuyết lượng tử của Max Planck
và thuyết tương đối của Albert Einstein. Những tiến bộ công nghiệp và khoa học, sự
phồn vinh xã hội mà ngày nay mọi người trong chúng ta được thừa hưởng phần rất lớn có
nguồn gốc từ thuyết lượng tử, và những ứng dụng của nó trong thế kỉ XXI được chờ đợi
càng mạnh mẽ hơn, vũ bão hơn.
Trong sự phát triển của vật lí học có những khám phá vượt ra khỏi lĩnh vực khoa
học và trở thành nhân tố quyết định cho định mệnh của nhân loại. Không phải chỉ vì đó là
sự khám phá những HTTN hay những lực mới để ứng dụng vào kĩ thuật làm tăng lên sức
mạnh của con người đối với thiên nhiên, đem lại sự phồn vinh cho nhân loại, mà còn vì
tính chất cách mạng bao trùm về ý tưởng trong cách diễn giải thế giới tự nhiên, tính chất
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
32
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
triết học chứa đựng trong đó liên quan đến thế giới quan của con người. Lí thuyết cơ học
Newton là một ví dụ điển hình như thế.
Cuối thế kỉ XIX lối suy nghĩ của giai cấp tư sản cũng như của giới khoa học ở
châu Âu là bảo thủ. Sau một thời gian xây dựng vũ bão ở thế kỉ XIX, người ta tin vào sự
trường tồn của hiện trạng. Cả trật tự nhà nước lẫn khoa học được xem như bền vững. Thế
giới quan của Planck đã hình thành trong không khí tư duy bảo thủ đó mà sau này ông đã
phải chiến đấu nội tâm dữ dội và một nỗ lực lớn lao để vượt qua chính mình và xét lại
những “tín điều” đã có. Những kinh nghiệm đau đớn đã dạy ông rằng không phải tòa nhà
khoa học lẫn tòa nhà nhà nước hiện hữu được phép xem như bất khả xâm phạm.
Planck khám phá rằng sự hấp thu hay phát xạ năng lượng của một vật thể đen (kim
loại được đun nóng lên đến một nhiệt độ nào đó) không diễn ra liên tục như người ta
nghĩ, mà chỉ diễn ra ở dạng các gói rời rạc (discrete packages), và các “chùm” năng
lượng này được gọi là lượng tử (quantum). Giống như bia, không phải được phân phối
bằng một cái vòi chảy liên tục mà là dưới dạng các lon bia, chai bia hay thùng bia, kích
cỡ khác nhau, nghĩa là dạng “các gói rời rạc”. Nếu E là năng lượng được trao đổi đó, thì
Planck đưa ra công thức E = hv bất tử đi vào lịch sử, trong đó h là hằng số, sau này được
gọi là hằng số Planck, và v là tần số của ánh sáng. [13]
Ngày 14 - 11 - 1900 Planck trình bày kết quả của ông tại buổi họp của Hội Vật lí
Berlin, dưới cái tên “Định luật phân bố nhiệt trong quang phổ chuẩn” (Gesetz der
Energieverteilung im Normalsprektrum), dài chín trang in. Nó đánh dấu chính thức sinh
nhật lịch sử của thuyết lượng tử. [13]
Planck không biết rằng công thức E = hv là một định luật “tuyệt đối” mà trong vô
thức Planck đã ngưỡng mộ và tìm kiếm, là chiếc chìa khóa để bước vào thế giới vi mô.
Ông chưa hiểu hết tầm quan trọng và cũng không tin công thức này là một cuộc cách
mạng vĩ đại, là một thời kì mới trong nhận thức thiên nhiên.
Bản thân Planck chỉ tin rằng đó là cái “mẹo toán” nhất thời. “Nói tóm tắt, tôi có
thể gọi cả việc làm của tôi là một hành động của sự tuyệt vọng. Bởi vì từ bản chất, tôi là
người hiền hòa và có khuynh hướng lánh xa các hành động mạo hiểm đáng nghi ngờ,…”.
[13] Những năm tiếp theo, vẫn không có mấy ai để ý đến. Người ta xem ý tưởng lượng tử
như một giả thuyết phụ trợ để hoạt động, để giải quyết được bài toán trong lĩnh vực bức
xạ, nhưng còn lại không có ý nghĩa gì mới đối với khoa học, và người ta chờ đợi nó
nhanh chóng sẽ được thay thế bằng một cái gì từ nền vật lí cổ điển.
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
33
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
Lịch sử thành công của khái niệm lượng tử của Planck lắm gian nan. Cần một bà
mụ để vỗ lớn vị “hoàng tử nhỏ” chưa được thừa nhận nguồn gốc ấy. Công việc này được
giao cho không ai khác hơn là Albert Einstein. Năm 1905, Einstein đã chứng minh rằng
quan niệm lượng tử rời rạc của Planck là có cơ sở rộng lớn và sâu sắc trong thiên nhiên,
không phải chỉ là cái “mẹo toán học” [6]. Nhưng Planck cũng không tin. Einstein phải
chiến đấu một mình 20 năm liền để thay đổi miếng đất hoang dã bảo thủ này trong giới
khoa học bấy giờ, để thuyết phục giới khoa học rằng quan niệm lượng tử là có thật trong
thiên nhiên cấp vĩ mô.
Vào năm 1926 khi một loạt các nhà khoa học trẻ như Heisenberg, Bohr, Jordan,
Pauli, xây dựng cơ học lượng tử với những ứng dụng cực kì chính xác trong khoa học,
lúc đó người ta mới chấm dứt mọi hoài nghi. Bohr trước đó (1913) đã đưa ra mô hình
nguyên tử dựa trên quan niệm “các bước nhảy rời rạc” của Planck và Einstein rất thuyết
phục tuy chưa hoàn chỉnh, và bản thân Bohr vẫn chưa tin quan niệm phôtôn của Einstein.
Khoảng năm 1927 có thể nói quan niệm lượng tử của Planck với sự hỗ trợ đắc lực của
Einstein được xem như hoàn toàn chiến thắng.
Vật lí lượng tử từ đó phát triển như vũ bão, đã làm hai cuộc cách mạng vĩ đại
trong lịch sử với biết bao ứng dụng làm thay đổi hẳn bộ mặt thế giới trong công nghệ và
đời sống.
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
34
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
CHƯƠNG 3. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG
LỊCH SỬ VẬT LÍ HỌC VÀO GIẢNG DẠY
Để hiểu được vì sao ta cần phải đưa LSVLH vào giảng dạy vật lí ta cần nắm được
khái niệm quá trình dạy học, nhiệm vụ của người GV vật lí, ý nghĩa cũng như tầm quan
trọng của tài liệu lịch sử vật lí trong dạy học vật lí.
1. KHÁI NIỆM QUÁ TRÌNH DẠY HỌC
Quá trình dạy học là sự phối hợp thống nhất các hoạt động chỉ đạo của thầy với
hoạt động lĩnh hội tự giác, tích cực, tự lực sáng tạo của trò nhằm đạt được mục đích dạy
học. [7, tr. 22]
Không phải bất cứ người nào học vật lí cũng có thể trờ thành GV vật lí ở trường
THPT theo đúng danh hiệu của nó. Mỗi người GV đều được xác định những nhiệm vụ cụ
thể về giáo dục và giáo dưỡng khi họ lãnh trách nhiệm ở một trường THPT. Tuy nhiên,
do sự khác nhau về chuyên môn nên nhiệm vụ của GV mỗi bộ môn cũng mang tính đặc
thù của chuyên môn mà mình đảm trách. Hay nói cách khác, mỗi GV phải thực hiện
những nhiệm vụ của mình trên lĩnh vực chuyên môn của mình.
2. NHIỆM VỤ CỦA NGƯỜI GIÁO VIÊN VẬT LÍ Ở TRƯỜNG PHỔ
THÔNG
2.1. Dạy kiến thức vật lí cho học sinh
Cuộc sống quanh ta, thiên nhiên quanh ta là cả một thế giới vật lí. Song không
phải cái gì cũng đưa hết vào SGK được, không phải bất kì cái gì cũng buộc học sinh phải
nhớ. Chúng ta có cách làm cho HS không cần biết hết mọi vấn đề có liên quan kiến thức
vật lí trong tự nhiên và kĩ thuật, nhưng hễ gặp chúng là HS có thể nhận thức được. Đó là
việc dạy cho HS các kiến thức cơ bản về vật lí. [8, tr. 5]
2.2. Phát triển tư duy cho học sinh thông qua dạy vật lí
Tư duy là sản phẩm của bộ não con người. Tư duy cũng là sản phẩm của quá trình
rèn luyện. Nhà trường là nơi các em có thể được rèn luyện tư duy cho HS là nhiệm vụ
của mình. [8, tr. 6]
Vật lí học là thành quả của những quá trình tư duy nối tiếp nhau, kế thừa nhau của
những con người biết tư duy và biết làm việc một cách khoa học. Biết đem đến cho HS
cách làm việc của các nhà khoa học vật lí trong quá trình dạy học vật lí cùng với việc rèn
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
35
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
luyện các hoạt động tư duy thông qua những nội dung cụ thể trong bài giảng tức là ta đã
dần dần tạo cho HS một thói quen tư duy trong học tập. Điều đó cũng chính là nhà trường
đã tạo cho HS một tri thức đầy đủ, một tư thế chuẩn bị ra làm việc cho xã hội. Ngày nay,
chúng ta hiểu tri thức không chỉ là kiến thức mà còn là phương pháp làm việc và suy
nghĩ. [8, tr. 6]
2.3. Giáo dục tư tưởng (dạy người) thông qua dạy vật lí
Nhà trường xã hội chủ nghĩa của chúng ta có mục tiêu cơ bản là: Dạy chữ và dạy
người. “Hồng” và “chuyên” là hai mặt của một nhiệm vụ. Vì vậy, sản phẩm do nhà
trường làm ra phải là con người có tri thức và là người tốt. [8, tr. 7]
Không ai phủ nhận người tốt phải là người dễ cảm, dễ mến, người làm việc tận tụy
cho đất nước. Song, trong thời đại chúng ta, thời đại mà nền kinh tế tri thức đang dần chế
ngự toàn bộ sự phát triển của xã hội, khi chúng ta bước vào thế kỉ XXI. Vào những năm
90, UNESCO đã có khuyến cáo cho mọi người về mục đích học tập rằng: “Học để biết,
học để làm, học để khẳng định mình và học để sống với cộng đồng”. Con người “tốt”
được đào tạo dưới mái trường xã hội chủ nghĩa của chúng ta cũng phải là những người
đạt được bốn tiêu chí. Đó là:
- Con người có tri thức.
- Con người yêu nước, yêu dân tộc.
- Con người biết làm việc và làm việc sáng tạo.
- Con người biết hi sinh cho lợi ích chung của loài người hôm nay và mai sau.
Người GV vật lí có thể góp phần xây dựng mẫu hình con người tốt như vậy, thông
qua dạy học vật lí, miễn là họ luôn coi đó là nhiệm vụ của mình. [8, tr. 7]
2.4. Dạy cho học sinh kĩ năng hành động vật lí
Vật lí học là khoa học thực nghiệm. Trước hết, hành động vật lí mà ta nói ở đây
chính là những hành động hằng ngày có liên quan đến việc sử dụng kiến thức vật lí.
Chúng bao gồm từ việc thiết kế, chế tạo dụng cụ thí nghiệm, mô hình hóa một hiện
tượng, một thực thể vật lí, những hành động chân tay cụ thể như lắp ráp, thực nghiệm vật
lí, sử dụng thông thạo các máy đo, lấy số liệu, phán đoán kết quả,... và những hành động
thông thường hằng ngày như tháo lắp bóng đèn, sửa chữa, bảo dưỡng đơn giản các
phương tiện, dụng cụ gia đình,... [8, tr. 7]
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
36
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
Hành động vật lí còn là cách suy nghĩ, cách nói, cách làm những sự việc cụ thể
hằng ngày có mang tính vật lí. Khi tiếp xúc với những hiện tượng vật lí, quá trình vật lí,
HS biết đặt câu hỏi đúng chỗ, có khả năng giải thích các hiện tượng và quá trình ấy,... đó
cũng là các hành động vật lí. [8, tr. 7]
Hiểu sâu hơn nữa, khi HS biết hành động vật lí tức là các em đã có tình yêu đối
với vật lí học thật sự, điều mà những người làm vật lí không có mong muốn nào hơn.
Trên đây là nội dung khái quát các nhiệm vụ của người GV vật lí. GV vật lí phải
nắm vững nhiệm vụ của mình để hoàn thành tốt vai trò của mình vì sự nghiệp giáo dục
của nước nhà.
3. Ý NGHĨA VÀ TẦM QUAN TRỌNG CỦA LỊCH SỬ TRONG DẠY HỌC
VẬT LÍ
3.1. Tác dụng của tài liệu lịch sử vật lí trong quá trình giảng dạy
Việc sử dụng tài liệu lịch sử vật lí trong giảng dạy vật lí ở trường phổ thông rất có
tác dụng về cả hai mặt: giáo dục và giáo dưỡng. [17, tr. 17]
Qua những kiến thức về lịch sử vật lí, HS sẽ có được những quan niệm đúng đắn
về nguyên nhân phát sinh, phát triển xã hội. Qua đó, chúng ta sẽ nắm rõ được sự gắn liền
của khoa học vật lí với sản xuất – một qui luật phát triển cơ bản của khoa học. Điều này
góp phần thúc đẩy cho HS nhận xét đúng đắn về vai trò của vật lí trong đời sống và sản
xuất. Mặt khác, HS còn hiểu rằng ngoài qui luật chung ấy, sự phát triển vật lí còn tuân
theo những qui luật riêng đặc trưng cho sự phát triển của các hình thái ý thức xã hội. Nhờ
đó, HS hiểu rõ hơn quá trình phát triển biện chứng của khoa học.
Tài liệu lịch sử vật lí còn giúp cho tư duy HS phát triển. Qua những ví dụ về cách
thức làm việc của các nhà bác học giúp HS phương pháp tư duy sáng tạo, biết cách phân
tích sự kiện, khái quát lí thuyết, tiên đoán khoa học và chứng thực bằng thực nghiệm để
đi đến kết quả. Những kết quả đó đạt được hết sức khó khăn, do vậy nó sẽ giáo dục HS
đức tính kiên trì, vượt khó, đôi khi những kết quả đó chỉ đúng ở thời điểm lúc đó, về sau
thì không hoàn toàn đúng đắn nữa buộc phải có một lí thuyết mới thay thế cho cái cũ, nó
sẽ giúp cho các em luôn luôn vươn tới đỉnh cao của khoa học và tính kế thừa trong nhận
thức, nó còn giúp cho HS lòng can đảm “vì chân lí có thể đổi bằng tính mạng”. [17, tr.
17]
Tiểu sử của các nhà vật lí vạch ra trước mắt HS những tấm gương cao quí như:
tính nguyên tắc, lòng trung thành với sự nghiệp, tính kiên nhẫn bền bỉ, tình yêu lao động,
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
37
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
sự hi sinh quên mình,… Trong khi thấy rõ công lao của các nhà khoa học, HS sẽ thấy rõ
rằng tòa lâu đài khoa học đó là công trình lao động của nhiều người, nhiều thế hệ. Hiểu
rõ nguyên nhân sự thành công của cá nhân, HS sẽ đánh giá đúng đắn hơn tầm quan trọng
của lao động tập thể trong giai đoạn hiện nay. [17, tr. 17]
Những mẩu chuyện về cuộc đời và sự nghiệp của các nhà khoa học, những phát
minh vĩ đại hay những bế tắc trong nghiên cứu sẽ làm cho HS dễ dàng ghi nhớ những
kiến thức phổ thông. Hơn nữa, phát huy tính tính cực của HS trong việc nghiên cứu, tìm
kiếm tài liệu có liên quan đến bài học để bổ sung, mở rộng thêm kiến thức. Dần dần
hướng HS đến với tri thức, đến với khoa học. Sau những giờ học đầy mệt nhọc, căng
thẳng, HS sẽ cảm thấy thích thú hơn với những tiết dạy có sử dụng lịch sử vật lí này với
những câu chuyện li kì hấp dẫn kích thích sự say mê tìm hiểu, nghiên cứu ở HS.
3.2. Yêu cầu về nội dung và phương pháp giới thiệu tài liệu lịch sử trong
giảng dạy vật lí
Sự hạn chế về thời gian đòi hỏi phải tuân theo những yêu cầu cơ bản về sự lựa
chọn tài liệu lịch sử vào việc giảng dạy vật lí, để đảm bảo tốt là vừa thực hiện những
nhiệm vụ của việc giảng dạy vừa đảm bảo mức độ học tập của HS để không ảnh hưởng
đến các môn học khác nên việc lựa chọn tài liệu là rất cần thiết. Sau đây là một số ý kiến
bàn về nội dung và phương pháp giới thiệu tài liệu lịch sử vật lí ở trường phổ thông. [17,
tr. 18]
3.2.1. Tài liệu lịch sử vật lí giới thiệu phải liên hệ hữu cơ với nội dung bài giảng
Tài liệu lịch sử vật lí có rất nhiều loại như: mẩu chuyện về cuộc đời và sự nghiệp
của các nhà vật lí, chuyện kể về lịch sử khám phá ra các định luật, định lí, thuyết,... hay
đơn thuần chỉ là những nội dung ghi lại những hiện tượng trong cuộc sống, những câu
chuyện vui, hài hước.
Thông qua tài liệu lịch sử vật lí, qua việc trình bày tài liệu, qua cách tổ chức hoạt
động dạy học, sinh hoạt ngoại khóa hay giao nhiệm vụ tìm kiếm tài liệu cho HS, GV làm
cho HS thấm nhuần tốt hơn cơ sở về vật lí học, giúp HS hiểu sâu sắc hơn vật lí. Nói
chung, những tài liệu này thuộc loại kiến thức cơ bản mà HS phải nắm vững, nó hỗ trợ
cho môn vật lí.
Không chỉ những tài liệu mà GV cung cấp, HS phải tự tìm kiếm nguồn tài liệu
khác nhau để có thể cùng nhau trao đổi, bàn bạc trong những chuyến thực tế ngoài
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
38
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
trường, hay những buổi sinh hoạt tập thể, vui chơi, có thưởng. Từ đó, GV sẽ tạo cho HS
cái nhìn thoải mái về môn học, “học mà chơi, chơi mà học”.
3.2.2. Tài liệu giới thiệu phải có phương hướng, tư tưởng xác định
GV vật lí có thể sử dụng tài liệu lịch sử vật lí để giáo dục: [17, tr. 18]
- Thế giới quan duy vật biện chứng.
- Tính biện chứng của các hiện tượng vật lí gồm có:
+ Qui luật về sự đấu tranh và thống nhất giữa các mặt đối lập.
+ Qui luật về sự chuyển hóa giữa lượng và chất.
+ Qui luật về sự phủ định của phủ định.
+ Qui luật biện chứng về mối quan hệ nhân quả.
- Nhân cách các nhà bác học, thông qua những tấm gương về cuộc đời và sự
nghiệp của các nhà bác học, nó thật sự là bằng chứng hùng hồn về đạo làm người, tri thức
khoa học là của toàn thể nhân loại. [17, tr. 18]
- Lòng yêu nước và tinh thần quốc tế. Dĩ nhiên ở tiết dạy, GV không nên biểu lộ
chủ đề giáo dục tư tưởng trong khi sử dụng tài liệu lịch sử nhưng phải có dụng ý để làm
nổi bật lên chủ đề, chứ không nên nghĩ rằng tài liệu lịch sử tự nó có tác dụng giáo dục.
Để làm cho HS yêu thích môn vật lí, GV cần phải cải tiến nội dung và phương pháp giáo
dục để ngày càng nâng cao chất lượng đào tạo, kích thích hứng thú học tập của HS.
Thông qua tài liệu, GV cho HS thấy rõ bản chất tốt đẹp của xã hội là dựa vào thành tựu
khoa học - kĩ thuật để phục vụ nâng cao đời sống con người, bảo vệ đất nước, giáo dục
cho HS một cách sâu sắc về lòng yêu nước và yêu chế độ. [17, tr. 18]
3.2.3. Tài liệu lịch sử vật lí phải mang tính chính thống đáng tin cậy
Yêu cầu này qui định bởi tính chính thống của tài liệu giáo khoa nói chung, để đáp
ứng nhu cầu, GV nên sử dụng những tài liệu được trình bày theo quan niệm duy vật lịch
sử, thể hiện được mối quan hệ chặt chẽ giữa vật lí học và các môn khoa học xã hội khác.
Cách lựa chọn tài liệu giúp chúng ta khỏi mắc phải sai lầm khi đưa ra và nhận định
những vấn đề lịch sử khoa học, một công việc thật khó khăn và đòi hỏi nhiều công phu
sưu tầm nghiên cứu.
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
39
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
Tài liệu chính thống, đáng tin cậy kết hợp với phương pháp truyền đạt hiệu quả
của người GV vật lí sẽ làm cho HS hiểu bài dễ dàng hơn, tạo hứng thú trong học tập. Từ
đó, kết quả của HS được cải thiện đáng kể.
3.2.4. Tài liệu phải vừa sức với trình độ học sinh, yêu cầu phải rõ ràng, ngắn
gọn, đầy đủ, súc tích và nghệ thuật trình bày tài liệu của giáo viên
Khi đã có tài liệu lịch sử vật lí, người GV phải lựa chọn nội dung sao cho phù hợp
với từng bài, từng mục, từng đối tượng HS sao cho hoạt động dạy học đạt hiệu quả cao
nhất.
Khi yêu cầu HS tham gia hoạt động trên lớp, cách trao tài liệu, hướng dẫn HS đọc
tài liệu, câu hỏi trao đổi cần phải ngắn gọn, tập trung vào vấn đề chính, tránh đi sâu vào
những vấn đề lịch sử mang tính thuần túy khó hiểu.
Ngoài ra, phong cách trình bày của GV cũng là một phần quan trọng tạo nên hiệu
quả của tài liệu vật lí, hiệu quả tiết học, tạo bầu không khí tích cực của HS. Điều này đòi
hỏi người GV phải tự rèn luyện qua từng tiết giảng, học hỏi từ đồng nghiệp và đôi khi
học hỏi từ HS của mình. [12]
3.3. Phương hướng giới thiệu tài liệu lịch sử vật lí
3.3.1. Giới thiệu thân thế và sự nghiệp của các nhà bác học
Trong quá trình học vật lí, HS luôn gặp những định luật, những đơn vị vật lí,
những hiện tượng mang tên các nhà bác học vật lí. Nhiệm vụ của GV vật lí là phải giúp
cho HS phân biệt được trong vô số những người đó, những nhà bác học lớn nào mà công
trình của họ có tác dụng đặc biệt quan trọng đối với sự phát triển của khoa học - kĩ thuật
và sản xuất.
Khi giới thiệu tiểu sử của các nhà vật lí, GV có thể đề cập đến những sự kiện về
đời sống riêng của họ, đề cập đến những nét đặc trưng của thời đại mà họ đã làm việc và
đã sống để thấy rõ điều kiện lịch sử mà họ xuất thân, đề cập đến những phát kiến, những
đức tính cao quí của họ, những giới hạn của thời đại có nhiều ảnh hưởng đến công trình
nghiên cứu của các nhà bác học. [17, tr. 19]
Các nhà bác học lớn thường có những công trình nghiên cứu về nhiều lĩnh vực
khác nhau. Do đó, GV nên trình bày tiểu sử các nhà bác học trong khi học về những vấn
đề liên quan đến nhà bác học đó. [11]
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
40
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
Để HS dễ hình dung về thân thế và sự nghiệp của các nhà vật lí, GV nên sử dung
tranh ảnh, những đoạn trích trong tác phẩm của họ và những người đương thời với họ,
khơi lại những mô hình, thiết bị, dụng cụ hay những thí nghiệm mà họ đã dùng (bằng
nhiều hình thức).
Do thời gian có hạn nên việc trình bày tiểu sử của các nhà khoa học vật lí không
thể chiếm một thời gian quá dài, trên cơ sở những kiến thức mà HS đã tiếp thu được GV
có thể chọn lọc tài liệu cho thích hợp cả về mặt giáo dục và giáo dưỡng. [17, tr. 19]
3.3.2. Trình bày những phát biểu thí nghiệm lịch sử và công trình của các nhà
khoa học
SGK vật lí đều có nói tới vấn đề này, một thí nghiệm nào đó do ai thực hiện đầu
tiên, hiện tượng này do ai khảo sát đầu tiên và thời gian ra đời những phát kiến đó. Khi
đề cập đến vấn đề này, người GV cần hết sức chú ý làm sáng tỏ tính lôgic của quá trình
sáng tạo khoa học của những người đã góp phần xây dựng một khoa học vật lí như ngày
nay. Điều kiện lịch sử và đòi hỏi của thực tiễn thời đại cần phải được làm rõ để HS có thể
thấy được những thuận lợi và hạn chế của những thời kì nhất định. Phải chăng điều đó
tuân theo qui luật phủ định của phủ định. [17, tr. 19 - 20]
3.3.3. Giải bài tập vật lí có nội dung lịch sử
Những bài tập vật lí có nội dung gắn liền với thực tiễn bao giờ cũng có giá trị cao
hơn một bài tập mang tính giả định. Chính những tài liệu về đề tài lịch sử là một trong
những bài tập có nội dung thực tế cao. Điều cần lưu ý trong quá trình trình bày tài liệu
bằng cách giải những bài tập có nội dung lịch sử là phải đảm bảo tính khách quan, bài tập
phải cô đọng, phải phù hợp với tư duy HS. [17, tr. 20]
3.3.4. Giới thiệu lịch sử phát triển của khoa học
Đây là hình thức giới thiệu tài liệu lịch sử rất có giá trị. Chỉ có cách thông qua việc
khảo sát một cách có trình tự những giai đoạn phát triển về những vẫn đề lớn trong khoa
học mới làm cho HS theo dõi đầy đủ quá trình nhận thức biện chứng của con người về
các HTTN. [17, tr. 20]
3.3.5. Giới thiệu tài liệu trong hoạt động ngoại khóa
Sau những giờ học căng thẳng, tổ chức HĐNK cho HS là một việc làm hết sức
thiết thực. Bên cạnh tạo sân chơi bổ ích cho HS, người GV nên biết xoay quanh những
câu chuyện về lịch sử vật lí sẽ càng hiểu quả hơn cho giáo dục. Đây là dịp HS dễ trao đổi
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
41
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
với thầy cô giáo của mình nhất, từ đó làm cho HS hiểu đúng, hiểu rõ hơn vấn đề có liên
quan. Thông qua việc đưa HS đi tham quan các di tích lịch sử, các công trình,… không
chỉ củng cố kiến thức mà còn làm cho lòng tự hào dân tộc được nâng lên, nâng cao trách
nhiệm đối với Tổ quốc và nhân dân. Và qua đó, GV có thể đánh giá HS trung thực hơn,
chính xác hơn. Để làm được vấn đề này đòi hỏi rất nhiều ở năng lực của người GV. [17,
tr. 20]
Nếu tổ chức tốt HĐNK đặc biệt là hoạt động chế tạo các dụng cụ thí nghiệm kết
hợp với báo cáo các sản phẩm mà HS đã chế tạo và các trò chơi vật lí, sẽ bổ sung rất hữu
hiệu cho dạy học chính khóa. Các kiến thức mà HS thu nhận được trong quá trình HĐNK
thường sâu sắc và khó quên hơn. Đồng thời, nó cũng giúp cho HS cảm thấy mạnh dạn
hơn, tự tin hơn, rèn luyện được kĩ năng trình bày trước đám đông đặc biệt nó giúp cho
các em bước đầu làm quen với nghiên cứu khoa học, tạo ra một tiền đề tốt trong quá trình
học tập, nghiên cứu sau này. [26]
Muốn việc tổ chức HĐNK có kết quả tốt, GV phải xây dựng được qui trình tổ
chức HĐNK cụ thể, phù hợp với các đối tượng HS, đồng thời lôi cuốn được đông đảo
mọi HS tham gia và thực sự phát huy hết tác dụng của công tác ngoại khóa.
Theo thời gian, tri thức khoa học ngày càng hoàn thiện và không ngừng mở rộng
phát triển cái mới. Thế giới xung quanh ta là vô cùng vô tận. Do đó, tri thức khoa học đòi
hỏi tính kế thừa cao. Thật đáng trân trọng biết bao những công trình khoa học, các nhà
khoa học đã làm việc không mệt mỏi, vì khoa học mà cống hiến. Sản phẩm của những
công trình khoa học phục vụ đắc lực góp phần cải thiện đời sống con người. [10]
Hi vọng rằng con người ngày càng tiến bộ thì ý thức tự giác ngày càng cao trong
việc ứng dụng những thành tựu khoa học vào đời sống, điều đó rất cần thiết và hữu ích
trong đời sống của con người. Mong cho những gì còn tư lợi cá nhân sẽ chết dần theo
thời gian để nhường chỗ cho hòa bình, tự do, giúp đỡ nhau tiến bộ, con người đối xử với
nhau có tình người hơn. Do đó việc truyền thụ kiến thức tổng hợp nói chung và kiến thức
vật lí nói riêng cho HS phổ thông là rất cần thiết để cho các em hiểu rõ nguồn gốc của
chân lí khoa học cũng như nhớ đến công lao của các nhà bác học đã không ngại khó khăn
gian khổ, thậm chí hi sinh cả tính mạng vì chân lí cho nên vấn đề dạy kiến thức lịch sử
cho HS phổ thông có ý nghĩa rất lớn, đòi hỏi phải có sự quan tâm đúng mức của các nhà
lãnh đạo.
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
42
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
4. GIỚI THIỆU TÀI LIỆU LỊCH SỬ VẬT LÍ
4.1. Giới thiệu tóm tắt về cuộc đời và sự nghiệp của một số nhà vật lí
4.1.1. Henri Becquerel
Henri Becquerel (1852 - 1908) nhà bác học vĩ đại
Pháp đã mở đầu thời kì mới trong vật lí, thời kì hiện tượng
bức xạ [24]. Ông sinh năm 1852 trong một gia đình vật lí.
Cha ông, Alexandre Becquerel nghiên cứu quang phổ cực
tím, từ tính và lân quang. Do đó từ buổi ấu thơ, Becquerel
đã sống trong một môi trường nghiên cứu khoa học, cậu
bé có năng lực trí tuệ quan sát đặc biệt và ý trí kiên trì,
thường ở trong phòng thí nghiệm của cha mẹ ông. Người
ông của Becquerel thấy cháu nội thích khoa học thường
nói: “Đứa con trai này sẽ tiến xa”, không ngờ rằng đó lại
là một lời tiên tri. Tên tuổi của ông có một vị trí danh dự bên cạnh tên tuổi của cha và
ông nội.
Tốt nghiệp đại học, ông được cử làm giáo sư vật lí ở Viện Bảo tàng lịch sử tự
nhiên.
Vào thời kì này, ngành vật lí đang vượt qua “cơn sốt về các tia”. Tất cả các nhà
bác học đều điên đầu do khám phá của Röntgen và mỗi người đều thấy hoặc cho rằng các
nơi đều có các tia. Becquerel chuyên nghiên cứu lân quang. Nhà bác học cũng phát ốm vì
cơn sốt thời thượng lúc bấy giờ, ông có ý tưởng muốn tìm xem phải chăng không có sự
liên quan nào giữa lân quang và các tia X, hay nói một cách khác, phải chăng những tia
này có thể xuất phát từ một chất được kích động không phải do tia âm cực mà do ánh
sáng.
Ông bắt đầu một loạt thí nghiệm. Đầu tiên ông thử một muối uranium và thấy rằng
ánh sáng ban ngày phát triển trong khoáng chất này một lân quang được nhìn thấy rõ trên
các ảnh chụp. Và ngày 24 tháng 02 năm 1896, Becquerel đọc báo cáo tại Viện Hàn lâm
Khoa học, tuyên bố rằng những chất phát lân quang, như các muối uranium, để ra ngoài
ánh sáng Mặt Trời, tỏa ra những tia giống tia X. Nhà bác học tiếp tục các thí nghiệm của
mình. Những ngày cuối tháng 02, Becquerel sửa soạn vài gương ảnh và muốn đem ra
phơi ngoài trời. Nhưng lại gặp những ngày không nắng, ông đành phải cất các gương ảnh
vào ngăn kéo. Ngày 01 tháng 3, thời tiết thật tốt, nhà bác học muốn đem phơi ra ánh sáng
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
43
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
Mặt Trời các gương ảnh đã chuẩn bị từ hai hôm trước. Nhưng trí tuệ của nhà thí nghiệm
làm ông nghĩ cần phải đem “rửa” các gương ảnh. Và … ngạc nhiên làm sao! Những
gương ảnh cất kĩ trong tủ, không có ánh sáng lại ăn ảnh. Người ta thấy rõ một vết ở chỗ
có để muối. Như vậy ông đạt đến một khám phá to lớn: Uranium và hợp chất của nó phát
ra một bức xạ đặt biệt bắt được trên gương ảnh. Phát minh này một lần nữa làm đảo lộn
những tư tưởng, vốn đã bị đảo lộn, của các nhà bác học vì hiện tượng khám phá trái
ngược với tất cả những nguyên lí đã được thừa nhận từ trước. Một vấn đề mới được đặt
ra: Vậy bản chất của những bức xạ này là gì? Để phân tích bản chất của chúng, Becquerel
làm thí nghiệm sau: Ông đặt một nam châm sau một mẫu uranium và nhờ từ trường phát
sinh. Ông xác định rằng bức xạ này chia làm ba nhánh: Một nhánh lệch sang bên phải,
một nhánh lệch sang bên trái và nhánh thứ ba không lệch. Bản chất của bức xạ này về sau
được Rutherford xác nhận.
Khám phá này thực sự là một đại biến động trong khoa học: Như vậy nguyên tử
vốn được cho là không thể tách được và vĩnh cửu lại “có thể chết”,… vì sự bức xạ, có
nghĩa là sự biến chất của các nguyên tố, tức là sự thay đổi của chính bản thân nguyên tử.
Những gì từ trên hai nghìn năm qua đã được các nhà bác học xác nhận bỗng sụp đổ. Một
thế giới mở ra, một kỉ nguyên mới bắt đầu trong tiểu sử của hạt tạo nên vật chất này. Như
vậy, ngày 01 tháng 3 năm 1896 sẽ mãi mãi được ghi trong lịch sử khoa học như ngày
sinh của một ngành vật lí mới: Vật lí nguyên tử. Các nhà bác học đoán rằng hạt chất này nguyên tử, còn ẩn giấu nhiều bí mật và chứa đựng những sức mạnh phi thường.
Giải thưởng Nobel được trao cho Becquerel ngày 11 tháng 12 năm 1903. Nhà bác
học luôn luôn không mệt mỏi, tiếp tục nghiên cứu. Mùa hè 1908 ngột ngạt, Becquerel
thấy cần nghĩ ngơi. Ông đi nghĩ ở Anh nhưng lại lâm bệnh và trong vài ngày đã qua đời.
Nhà bác học vĩ đại này đã yêu khoa học vô cùng, đã hiến dâng trọn đời mình cho khoa
học, trong di chúc ông đã tặng 100000 Phrăng cho Viện Hàn lâm Khoa học vì “sự tiến bộ
của khoa học”. [1]
4.1.2. Niels Henrik David Bohr
Niels Henrik David Bohr (7 tháng 10 năm 1885 – 18 tháng 11 năm 1962) là nhà
vật lí học người Đan Mạch với những đóng góp nền tảng về lí thuyết cấu trúc nguyên tử
và cơ học lượng tử sơ khai, nhờ đó mà ông nhận giải Nobel Vật lí năm 1922. Bohr còn là
nhà triết học và tích cực thúc đẩy các hoạt động nghiên cứu khoa học. [24]
Ông phát triển mô hình Bohr cho cấu trúc nguyên tử, với đề xuất mới đó là các
mức năng lượng của êlectron trong nguyên tử bị gián đoạn, và chúng tồn tại trên những
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
44
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
quĩ đạo ổn định quanh hạt nhân nguyên tử, cũng như có thể nhảy từ một mức năng lượng
(hay quĩ đạo) tới mức khác. Mặc dù sau đó có những mô hình khác đúng đắn hơn thay
thế cho mô hình Bohr, nhưng những nguyên lí cơ sở của nó vẫn còn giá trị. Bohr đưa ra
nguyên lí bổ sung trong cơ học lượng tử rằng thực tại có thể được phân tích theo những
tính chất mâu thuẫn với nhau, lúc thì hành xử giống
như sóng hay như dòng hạt. Ý niệm về tính bổ sung
đã ảnh hưởng đến tư tưởng của ông trong cả khoa học
và triết học.
Năm 1920, Bohr sáng lập ra Viện Vật lí lí
thuyết tại Đại học Copenhagen, mà ngày nay đổi tên
thành Viện Niels Bohr. Các cộng sự của ông bao gồm
các nhà vật lí Hans Kramers, Oskar Klein, George de
Hevesy và Werner Heisenberg. Bohr cũng tiên đoán
sự tồn tại của một nguyên tố mới có tính chất giống
zirconi, tên gọi trong tiếng Latinh của thủ đô
Copenhagen. Trong bảng tuần hoàn, nguyên tố
Bohrium mang tên của ông.
Trong thập niên 1930, Bohr giúp đỡ những người trốn chạy khỏi chủ nghĩa phát
xít. Sau khi Đan Mạch bị Đức chiếm đóng, ông đã có cuộc gặp mặt với Heisenberg, lúc
đó là người đứng đầu của Dự án năng lượng hạt nhân Đức. Tháng 9 năm 1943, khi biết
tin mình đang bị người Đức truy bắt, Bohr đã bay sang Thụy Điển. Từ đây, ông bay sang
Anh, và gia nhập vào dự án vũ khí hạt nhân của nước này, nó là phần trách nhiệm của
người Anh tham gia vào Dự án Manhattan. Sau chiến tranh, Bohr kêu gọi quốc tế hợp tác
trong vấn đề năng lượng hạt nhân. Ông tham gia vào quá trình thành lập ra tổ chức
CERN và Ủy ban năng lượng nguyên tử Đan Mạch, trở thành chủ tịch đầu tiên của Viện
Vật lí lí thuyết Bắc Âu năm 1957.
Niels Bohr là con của nhà sinh lí học Christian Bohr và bà Ellen Adler. Niels cũng
là anh của nhà toán học Harald Bohr (giáo sư trường Đại học Copenhagen). Niels Bohr
được đào tạo tại trường Đại học Copenhagen. Năm 1911, được cấp bằng tiến sĩ với luận
án Studier over Metallernes Elektronteori (Nghiên cứu về lí thuyết điện tử của các kim
loại), sau đó Bohr sang Đại học Manchester nghiên cứu dưới sự hướng dẫn của nhà hóa
học nổi tiếng Ernest Rutherford. Năm 1913, Bohr công bố bản mô tả cấu trúc của nguyên
tử trên tạp chí Philosophical Magazine, bản mô tả này sau đó được gọi là mô hình Bohr.
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
45
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
Năm 1916 Bohr được bổ nhiệm làm giáo sư Đại học Copenhagen. Điều kiện làm
việc lúc đó hơi kém, vì vậy người ta đã quyên tiền để thành lập một cơ sở tương đối hiện
đại hơn. Cơ sở mới được khánh thành năm 1921 do Bohr lãnh đạo, được đặt tên là Viện
Vật lí lí thuyết của Đại học Copenhagen, nhưng thường có tên thông dụng là Viện Niels
Bohr (đến năm 1965, được đổi tên chính thức là Viện Niels Bohr).
Bohr luôn mơ ước về một sự hợp tác quốc tế trong lĩnh vực khoa học. Với cơ sở
mới này, đã có thể thực hiện chút mơ ước như vậy tại Đan Mạch. Nhiều nhà nghiên cứu
nước ngoài đã tới viện này trao đổi quan điểm cùng các ý tưởng với Bohr, nhiều người
trong số họ sau này đã được giải Nobel về các công trình của mình.
Trong thời Đệ nhị thế chiến, Viện này đã là một cơ sở khá lớn trong ngành vật lí lí
thuyết. Người ta đã nói đến trường phái Copenhagen và đã có nhiều tên tuổi rất lớn trong
ngành vật lí thời đó tới thăm và làm việc, trong số đó có Erwin Schrödinger, nhà vật lí
người Áo (giải Nobel Vật lí năm 1933). Werner Heisenberg - nhà vật lí người Đức, đứng
đầu chương trình vũ khí nguyên tử của Đức, giải Nobel Vật lí năm 1932 - đã làm phụ tá
cho Niels Bohr trong một thời gian tại đây. Kết quả nghiên cứu của trường phái này đã
đóng góp chủ yếu cho một trong các lí thuyết vật lí tiên tiến của thế kỉ XX: môn cơ học
lượng tử.
Lúc đầu Bohr không quan tâm tới chính trị, nhưng sau khi Đức quốc xã lên nắm
quyền ở Đức năm 1933 thì Bohr đã thay đổi thái độ, trong các năm tiếp theo Bohr đã
giúp cho nhiều khoa học gia ra khỏi nước Đức. Sau khi Đan Mạch bị Đức chiếm đóng
vào năm 1940, Bohr đã chọn ở lại quê hương vì cho rằng mình có thể làm điều có ích tại
đây. Nhưng tới tháng 9 năm 1943 có tin tình báo cho biết là Bohr sẽ bị bắt giải sang Đức,
nên Bohr đã chạy sang Thụy Điển và đầu tháng 10 năm 1943 đi tiếp sang Anh. Tại đây,
Bohr được cho biết các bí mật quanh Dự án Manhattan, nhằm chế tạo vũ khí nguyên tử,
Bohr được yêu cầu tham gia dự án này và ngày 6 tháng 12 năm 1943, Bohr tới làm việc
tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Los Alamos, bang New Mexico, Hoa Kì (cùng với Robert
Oppenheimer).
Sau Đệ nhị thế chiến, Bohr trở thành người truyền bá say sưa việc sử dụng năng
lượng nguyên tử cho mục đích hòa bình và việc giải tỏa căng thẳng giữa các quốc gia
trong việc công khai hóa kiến thức về vũ khí nguyên tử mà nhiều nước đã thu được.
Năm 1955, do tác động của Bohr, Đan Mạch đã lập trung tâm nghiên cứu việc áp
dụng năng lượng nguyên tử cho mục đích hòa bình.
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
46
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
Ngoài giải Nobel Vật lí, Niels Bohr còn được các phần thưởng sau: Huy chương
Matteucci năm 1923, Huy chương Franklin năm 1926 của Viện Benjamin Franklin (Hoa
Kì), Huy chương Faraday lectureship năm 1930 của Hội Hoàng gia Luân Đôn, Huy
chương Copley năm 1938 của Hội Hoàng gia Luân Đôn, Giải Nguyên tử vì Hòa bình
năm 1957 của Viện Ford (Hoa Kì).
Niels Bohr cũng là một trong bốn người không thuộc Hoàng gia Đan Mạch được
tặng thưởng Huân chương hiệp sĩ Con Voi (huân chương cao quí nhất của Đan Mạch) và
cũng là một trong số rất hiếm người Đan Mạch được in hình trên tiền tệ (đồng 500 kr.
Đan Mạch) và trên tem thư Đan Mạch. Nguyên tố Bohri (số nguyên tử 107) cũng được
gọi theo tên Bohr. Khi qua đời, Niels Bohr được an táng tại nghĩa trang Assistans ở
Copenhagen. [24]
4.1.3. Marie Skłodowska-Curie
Marie Skłodowska-Curie (07 tháng 11 năm
1867 – 04 tháng 7 năm 1934) là một nhà vật lí và hóa
học người Ba Lan - Pháp, nổi tiếng về việc nghiên cứu
tiên phong về tính phóng xạ. Bà là người đầu tiên vinh
dự nhận được hai giải Nobel trong hai lĩnh vực khác
nhau, vật lí và hóa học. Marie Curie là giảng viên đại
học nữ đầu tiên tại Đại học Paris (Sorbonne) và vào
năm 1995 thi thể của bà được mai táng tại điện
Panthéon ở Paris vì những đóng góp to lớn cho nhân
loại. [24]
Bà sinh tại thủ đô Vacsava của Vương quốc Ba
Lan. Bà học tập tại Đại học Floating một cách bí mật
và bắt đầu nghiên cứu khoa học tại Vacsava.
Marie là con út trong số 5 người con của hai GV nổi tiếng Bronisława và
Władysław Skłodowski. Marie biết đọc lúc chỉ có 4 tuổi, lúc nào cũng đứng đầu lớp và
có rất nhiều thành tích xuất sắc và học giỏi nhiều môn. Nhưng Marie chẳng thấy vui vì
thời đó người Ba Lan bị cấm đọc, viết tiếng Ba Lan và phải tuân thủ theo các luật lệ của
Nga. Hơn nữa, bố của Marie bị đuổi việc, gia đình phải chuyển đến một khu tập thể. Chị
cả của Marie, Sophie, qua đời vì bệnh thương hàn. Sau đó, mẹ của Marie cũng qua đời vì
bệnh phổi, năm Marie 11 tuổi.
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
47
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
Marie cố gắng học thật tốt, nhiều lúc, Marie còn quên cả ăn, cả ngủ. Ít lâu sau,
Marie đỗ thủ khoa, nhưng do không có tiền, Marie phải đi làm gia sư để có tiền đi học.
Khi làm gia sư cô đã từng có người yêu, nhưng do hoàn cảnh nên tình yêu đã không đến
với cô. Cô đã bỏ lại tất cả để chị gái thứ ba - Bronisława Skłodowska được vào Đại học
Y ở Paris.
Marie tiếp tục đi kiếm tiền và cuối cùng cũng đến Paris như mong ước của mình.
Ở đó, cô học rất nhiều môn ở trường Sorbonne, và cô cũng mượn rất nhiều sách từ thư
viện để học thâu đêm. Do học nhiều, Marie bị suy nhược thần kinh một năm. Thời đó, phụ
nữ luôn bị coi thường cho nên Marie cố gắng học nhiều. Và thành công đã đến với cô:
Marie đỗ đầu trường Sorbonne và trở thành cử nhân. Sau đó, Marie về thăm quê một năm
để thăm cha. Rồi Marie lại đi học ở trường.
Marie đã được gặp gỡ Pie Curie, một nhà khoa học thiên tài. Marie rất vui khi
được gặp Pie. Tuy nhiên, Pie cũng có quan điểm là phụ nữ không thể trở thành nhà khoa
học. Nhưng sau một thời gian, Pie đã nhận ra, ai cũng có thể trở thành nhà khoa học và
đã tỏ tình thật lãng mạn đến với Marie. Lần đầu, Marie còn lưỡng lự vì Tổ quốc Ba Lan
của mình, người cha của mình và gia đình còn ở Ba Lan,… Nhưng sau đó, Marie chấp
thuận lời ngỏ của Pie và, từ tên Mariea Salomea Skłodowska, Mariea tự đổi tên mình
thành Marie Curie.
Sau khi tiến sĩ Henri Becquerel phát hiện ra urani có tính phóng xạ (phát sáng),
Marie và Pie cùng nhau nghiên cứu về sự xuất hiện của các vật chất phóng xạ, đặc biệt là
quặng urani uraninit, có tính chất kì lạ là phóng xạ hơn chất urani được chiết ra. Đến năm
1898, họ đã có giải thích hợp lí: uraninit có một chất phóng xạ hơn urani và ngày 26
tháng 12 Marie Curie tuyên bố sự hiện hữu của chất này. [2]
Sau nhiều năm nghiên cứu, họ đã tinh chế vài tấn uraninit, ngày càng tập trung các
phần phóng xạ, và cuối cùng tách ra được chất muối clorua (rađium chloride) và
hai nguyên tố mới, có tính phóng xạ mạnh hơn cả urani. Pie và Marie quyết tìm ra
nguyên tố ấy bằng cách phân tích khoáng vật pichblend. Sau khi làm thí nghiệm nhiều
lần, ngoài nguyên tố phóng xạ trên còn có một nguyên tố nữa mà Marie phát hiện ra
là pôlônium theo tên quê hương của Marie (Pologne theo tiếng Pháp, Polska theo tiếng
Ba Lan), và nguyên tố kia tên rađi vì khả năng phóng xạ của nó (radiation). [24]
Tuy nhiên, lúc đầu công bố, do lượng rađi trong pichblend quá nhỏ nên Pie và
Marie chưa thể lọc ra được, vì thế rađi không được công nhận. Sau lần đó, Pie và Marie
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
48
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
quyết định lọc rađi ra khỏi pichblend, và trong tám tấn pichblend thì chỉ có một gram rađi
nhỏ. Vì thế, nó rất quí.
Năm 1903 bà được nhận giải Nobel Vật lí cùng với chồng Pie Curie và Henri
Becquerel cho các nghiên cứu về bức xạ. Bà là người phụ nữ đầu tiên nhận giải này. Tám
năm sau, bà nhận giải Nobel Hóa học trong năm 1911 cho việc khám phá ra hai nguyên
tố hóa học rađium và pôlônium. Bà cố ý không lấy bằng sáng chế tiến trình tách rađium,
mà để các nhà nghiên cứu tự do sử dụng nó. [24]
Bà là người đầu tiên đoạt và chia cùng người khác hai giải Nobel. Bà là một trong
hai người duy nhất đoạt hai giải Nobel trong hai lĩnh vực khác nhau (người kia là Linus
Pauling). Năm 1906, Pie Curie bị một chiếc xe ngựa đè lên khi đang đi trên phố.
Sau khi chồng bà qua đời, dư luận đồn thổi bà có một cuộc tình với nhà vật lí Paul
Langevin, một người đã có vợ và bỏ vợ. Bà là một nhà bác học được coi trọng tại Pháp,
dư luận Pháp xem bà là một người nước ngoài, từ một nơi ít người biết đến (lúc ấy Ba
Lan là một phần của Nga) và có nhiều người gốc Do Thái (Marie là một người vô
thần lớn lên trong một gia đình Công giáo), nhưng việc đó không ảnh hưởng đến dư luận.
Hơn nữa, Pháp lúc đó hãy còn rung động về vụ Dreyfus. Điều ngẫu nhiên là sau này cháu
trai của Paul Langevin là Michel đã kết hôn với cháu gái của Marie Curie là Hélène
Langevin-Joliot.
Trong Đệ nhất thế chiến, bà vận động để có các máy chụp tia X di động để có thể
điều trị các thương binh. Những máy này được cung cấp lực từ xạ khí rađium, một khí
không màu, phóng xạ từ rađium, sau này được nhận ra là radon. Marie đã lấy khí này từ
rađium bà đã tinh chế. Ngay sau khi chiến tranh bắt đầu, bà đã bán giải Nobel làm
bằng vàng của mình và của chồng để giúp đỡ đất nước trong chiến tranh. [2]
Năm 1921, bà đã đến Hoa Kì để gây quĩ trong cuộc nghiên cứu rađium. Bà được
đón tiếp nồng hậu. Trong những năm cuối cùng, bà thất vọng vì nhiều nhà thuốc và người
làm thẩm mĩ đã không thận trọng khi dùng các vật chất phóng xạ.
Bà qua đời gần Sallanches, Pháp trong năm 1934 vì ung thư bạch cầu, chắc chắn
là vì bà đã tiếp xúc với một số lượng bức xạ quá cao trong các nghiên cứu. Con gái lớn
nhất của bà, Irène Joliot-Curie, cũng được trao một giải Nobel Hóa học trong năm 1935,
một năm sau khi Marie Curie qua đời. Con gái út của bà, Eve Curie, viết một cuốn tiểu sử
về Marie sau cái chết của mẹ mình.
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
49
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
Năm 1995, tro xương của bà được đưa vào điện Panthéon, bà trở thành người phụ
nữ đầu tiên được an nghỉ tại đây vì cống hiến của mình.
Trong một thời gian siêu lạm phát trong đầu thập niên 1990, tờ giấy bạc
20.000 Zloty của Ba Lan có hình bà. Hình bà cũng đã hiện diện trong tờ 500 Phrăng của
Pháp cũng như nhiều tem thư và tiền kim loại.
Nguyên tố số 96, Curium, kí hiệu Cm, được đặt tên để tôn vinh bà và Pie. Ở Việt
Nam có 3 ngôi trường mang tên bà, một ở thành phố Hồ Chí Minh, một ở Hà Nội và một
ở Hải Phòng. [24]
4.1.4. Pie Curie
Pie Curie sinh năm 1859 trong một gia đình thầy
thuốc. Cha của ông, bác sĩ Curie đã tham gia chiến
tranh Pháp – Phổ từ năm 1870. Khi còn nhỏ, Pie giúp
cha và anh cả Jacques, chuyển tải những người bị
thương đến bệnh viện do các bác sĩ Curie lập ra trong
khu nhà của ông.
Pie không hề biết trường tiểu học, trường trung
học vì đã có bác sĩ Curie làm thầy dạy đầu tiên của ông.
Sự giáo dục ông nhận được ở gia đình đã sớm làm phát
triển nơi ông lòng ham thích nghiên cứu khoa học. Cậu
đã học được về lịch sử và văn học trong khi đọc say mê
những cuốn sách trong tủ sách của cha. Người cha cũng
dạy cho cậu toán học. Các buổi đi dạo băng qua những cánh đồng mà cậu rất thích đã mở
ra cho cậu bé nhiều bí ẩn của thiên nhiên mà câu trả lời có thể tìm thấy trong các SGK
Sinh học.
Mười sáu tuổi, Pie đã qua các kì thi và năm 18 tuổi đã đậu cử nhân. Hai anh em rất
thương nhau, sống chung nhiều với nhau. Ngày ngày họ bận công việc nghiên cứu căng
thẳng, nhưng những ngày chủ nhật... Ôi! Thật là bổ ích đối với họ sau những tuần lễ lao
động nặng nề. Họ bơi lội giỏi, thích các cuộc đi bộ. Ở vào độ tuổi phần lớn các nhà bác
học còn là sinh viên thì hai thanh niên này đã khám phá một hiện tượng mới đó là hiện
tượng áp điện.
Năm 1883, Pie được bổ nhiệm làm giáo sư Trường Vật lí ở Pari. Ông tiếp tục
nghiên cứu và năm 1884 xuất bản nguyên lí đối xứng, về sau nguyên lí này trở thành một
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
50
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
trong những cơ sở của khoa học hiện đại. Khoảng 1892, ông nghiên cứu những tính chất
từ của vật ở những nhiệt độ khác nhau. Ông đã nêu lên một định luật rất quan trọng gọi là
“Định luật Curie”. Nhà bác học rụt rè và thầm lặng này chỉ cảm thấy dễ chịu trong một
phòng thí nghiệm của mình, sống rất khiêm tốn với đồng lương 300 Phrăng một tháng
(bằng lương công nhân giỏi). Năm 1894, một buổi chiều mùa xuân ông đến thăm gia đình
giáo sư Kovalski người Ba Lan, tại đây ông rất được quí mến. Cũng ở nơi này, ông gặp
một nữ sinh viên trẻ Ba Lan, Marie Skolodowska, người vợ tương lai của ông.
Pie là một người giàu cảm xúc. Anh chăm chú nhìn cô gái có đôi bàn tay đã cháy
nám vì acid của phòng thí nghiệm và hiểu rằng cô thích khoa học, cô đang ôm ấp những
ý nghĩ mới phát sinh từ trong cái đầu đẹp và hay suy tư ấy. Cuộc đàm thoại của họ dẫn
đến một số vấn đề khoa học. Marie cảm động nhưng đã chứng tỏ một hiểu biết sâu sắc
đối với một cô gái 27 tuổi.
Pie được phép đến thăm cô. Một tình bạn dịu dàng phát sinh… và đã biến thành
một tình yêu cao cả, tận tâm. Năm 1895, họ làm đám cưới. Cuộc sống của hai người
chẳng phải giàu có gì. Pie được 6000 Phrăng mỗi năm, Marie thì chuẩn bị thi thạc sĩ và
theo đuổi nghiên cứu các nam châm.
Phát minh của Becquerel đã định hướng công việc của họ một cách mới mẻ. Họ
muốn xác định nguồn gốc và bản chất của các tia bí mật. Và họ đã tìm ra được hai
nguyên tố phóng xạ mới là pôlôni và rađi.
Tháng 12 năm 1903, Viện Hàn lâm Khoa học Thủy Điển trao tặng giải thưởng
Nobel Vật lí một nửa cho nhà bác học Becquerel, và một nửa cho ông bà Curie vì đã
khám phá hiện tượng phóng xạ. Từ Stockholm trở về, hai nhà bác học tiếp tục công việc
nặng nhọc của mình chỉ thỉnh thoảng mới bằng lòng những lúc nghỉ ngơi ngắn.
Ngày 19 tháng 4 năm 1906, trời mưa và lạnh. Pie Curie vội vã đến nơi có cuộc gặp
gỡ quan trọng. Ông muốn băng qua đường. Nhưng vào lúc đó, một chiếc xe vận tải nặng
có hai con ngựa kéo, tông phải nhà bác học. Ông trượt chân rồi ngồi ngã xuống và… một
tiếng la hoảng hốt từ đám đông. Người lái xe không cầm được nước mắt. Đoàn người
sửng sốt kinh hoàng. Pie Curie không còn nữa! [9, tr. 23 - 25]
4.1.5. Ernest Rutherford
Ernest Rutherford (1871 - 1937) là một nhà vật lí người New Zealand hoạt động
trong lĩnh vực phóng xạ và cấu tạo nguyên tử. Ông được coi là “cha đẻ” của vật lí hạt
nhân sau khi đưa ra mô hình mẫu hành tinh nguyên tử để giải thích thí nghiệm trên lá
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
51
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
vàng. Ông khám phá ra rằng nguyên tử có điện tích dương tập trung trong hạt nhân rất
bé, và từ đó đi đầu cho việc phát triển mẫu Rutherford, còn gọi là mẫu hành tinh nguyên
tử. Nhờ phát hiện của mình và làm sáng tỏ hiện tượng tán xạ Rutherford trong thí nghiệm
với lá vàng mà ông được giải Nobel Hóa học vào năm 1908. Ông được mọi người công
nhận trong việc phân chia nguyên tử vào năm 1917 và đứng đầu thí nghiệm “tách hạt
nhân” đầu tiên với hai sinh viên mà ông hướng dẫn, John Cockcroft và Ernest Walton
vào năm 1932. [24]
Ernest Rutherford sinh ngày 30 tháng 8 năm 1871 ở
Nelson, New Zealand. Ernest Rutherford là con trai của
James Rutherford, một nông dân, và vợ của ông là Martha
Thompson, quê quán ở Hornchurch, Essex, Anh Quốc.
James là dân nhập cư từ Perth, Scotland, “để nuôi trồng cây
đanh và các con”. Ernest sinh ra ở Spring Grove (bây giờ là
Brightwater), gần Nelson, New Zealand. Tên gọi của ông
bị đánh vần sai thành Earnest khi đi làm giấy khai sinh.
Ông học ở trường Havelock School và sau đó là
trường Nelson College rồi giành được học bổng học ở
trường Canterbury College, University of New Zealand nơi
ông là chủ tịch hội đồng tranh luận.
Rutherford đã nghiên cứu hiện tượng phóng xạ từ đầu thập niên 1900. Ông đã phát
hiện ra ba dạng tia phát ra từ các chất phóng xạ. Ông (cùng với Soddy) đã đưa ra thuyết
phân rã phóng xạ, đã chứng minh sự tạo thành hêli trong quá trình phóng xạ, đã phát hiện
ra hạt nhân nguyên tử và nghiên cứu mô hình của hạt nhân nguyên tử, đặt cơ sở cho
thuyết hiện đại về cấu tạo nguyên tử.
Năm 1907, ông là giáo sư vật lí ở trường Đại học Manchester. Năm 1908, ông
được tặng giải thưởng Nobel Hóa học cho các công trình chứng minh rằng các nguyên tử
bị phân rã trong hiện tượng phóng xạ. Từ năm 1919, ông làm việc ở Cambridge và Luân
Đôn. Tại đây, ông đã thực hiện sự chuyển hóa nhân tạo đầu tiên giữa các nguyên tố bền
(còn gọi là kĩ thuật giả kim thuật). Cụ thể là ông đã biến nitơ thành ôxi bằng cách dùng
các hạt α bắn phá vào chúng.
Ngoài giải thưởng Nobel Hóa học, Ernest Rutherford đã được nhận nhiều vinh
danh khác. Ông đã được bầu làm viện sĩ của Viện Hàn lâm Giáo hoàng về Khoa học và
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
52
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
viện sĩ danh dự của Viện Hàn lâm Khoa học Liên Xô (nay là Viện Hàn lâm Khoa học
Liên Bang Nga). [18]
4.2. Phương pháp giới thiệu lịch sử vật lí trong hoạt động ngoại khóa
4.2.1. Hoạt động ngoại khóa
Do sự hạn chế của thời gian lên lớp trong chương trình chính khóa, đồng thời với
sự gia tăng không ngừng của tri thức đã làm xuất hiện mâu thuẫn giữa nhu cầu nhận thức
của HS với tính kế hoạch của chương trình. Để giải quyết mâu thuẫn này, người ta tổ
chức các HĐNK nhằm tạo điều kiện cho mỗi HS có thể mở rộng, đào sâu kiến thức, phát
triển những hứng thú, năng lực cá nhân và kích thích thiên hướng của các em về một mặt
hoạt động nào đó. [15]
HĐNK là một hình thức tổ chức dạy học có đặc điểm:
+ HĐNK được thực hiện ngoài giờ học, nó không mang tính bắt buộc mà tùy
thuộc vào hứng thú, sở thích, nguyện vọng của mỗi HS trong khuôn khổ khả năng và
điều kiện tổ chức có được của GV, bộ môn và nhà trường. [26]
+ HĐNK có thể được tổ chức dưới nhiều dạng: dạng tập thể cả lớp, dạng nhóm
theo năng khiếu, dạng học tập, dạng vui chơi, dạng thường kì, dạng đột xuất nhân dịp kỉ
niệm hay lễ hội. [26]
+ HĐNK có thể được tổ chức theo những hình thức như: tổ ngoại khóa, câu lạc
bộ, dạ hội khoa học, dạ hội nghệ thuật,... [26]
+ Nội dung ngoại khóa rất đa dạng, bao gồm cả mặt văn hóa, khoa học - công
nghệ, thể dục - thể thao, kĩ thuật,... nhằm giúp HS mở rộng, đào sâu, làm phong phú thêm
những điều đã được học trong các giờ nội khóa của môn học tương ứng. [26]
+ Ngoại khóa do GV bộ môn, GV chủ nhiệm, Đoàn Thanh niên Cộng sản Hồ Chí
Minh, HS của một lớp hay một số lớp,... thực hiện. [26]
Để tiến hành các HĐNK đạt hiệu quả tốt đẹp đòi hỏi phải có sự tổ chức chặt chẽ, tỉ
mỉ của GV, sự giúp đỡ của nhà trường, của Hội phụ huynh HS và những tổ chức đỡ đầu,
kết nghĩa,...
Bên cạnh đó, GV cần động viên được sự tham gia nhiệt tình của tập thể HS, của
mỗi cá nhân, cần tạo dựng được những hạt nhân nòng cốt trong mỗi dạng HĐNK. [26]
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
53
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
4.2.2. Tác dụng của hoạt động ngoại khóa
*Tác dụng giáo dục:
- HĐNK góp phần giáo dục tính tổ chức, tính kế hoạch, tinh thần làm chủ và hợp
tác trên cơ sở những hoạt động thực tế. Ngoại khóa được thực hiện cơ bản dựa trên sự tự
nguyện, tự giác của HS cộng với sự giúp đỡ thích hợp của GV sẽ động viên HS nỗ lực
hết mình giải quyết vấn đề đặt ra.
- HĐNK làm cho quá trình dạy bộ môn thêm phong phú đa dạng, làm cho việc học
tập của HS thêm hứng thú sinh động, tạo cho HS lòng hăng say yêu công việc, đó là điều
kiện để phát triển khả năng, năng lực sẵn có của HS. Qua ngoại khóa, HS có điều kiện tự
làm, tập phát huy óc sáng tạo, tự tin ở mình, có thể dám nghĩ dám làm. [20]
*Tác dụng giáo dưỡng:
- HĐNK góp phần củng cố, bổ sung kiến thức cho HS. Thông qua HĐNK, kiến
thức HS thu nhận được sẽ sâu sắc hơn. Trong khi tiến hành HĐNK, HS được tự mình
nghiên cứu, tự mình tìm hiểu vấn đề và tranh luận với bạn bè trong sự cân nhắc kĩ càng.
Chính vì thế, HĐNK góp phần đắc lực trong việc phát triển trí lực và khả năng sáng tạo
của HS. [26]
- Vì điều kiện thời gian, trong chương trình chính khóa có những nội dung GV
không thể giới thiệu hết được. Những phần này nếu được bổ sung bởi HĐNK thì kiến
thức của HS sẽ được mở rộng thêm. HS có thể thu nhận được kiến thức dưới nhiều hình
thức như: nhóm ngoại khóa, câu lạc bộ, hội thi,...
*Tác dụng giáo dục kĩ thuật tổng hợp, định hướng nghề nghiệp:
Qua HĐNK, HS được rèn luyện một số kĩ năng như: Tập nghiên cứu một vấn đề,
thuyết minh trình bày trước đám đông, tập sử dụng những dụng cụ, thiết bị thường gặp
trong đời sống, những máy móc từ đơn giản tới hiện đại. Qua đó, sẽ nảy nở ở HS tình
cảm nghề nghiệp và bước đầu có ý thức về nghề nghiệp mà HS sẽ chọn trong tương lai.
[26]
*HĐNK là điều kiện thuận lợi để GV có thể thử nghiệm các PPDH:
Qua HĐNK GV có điều kiện tốt để thực hiện và kiểm tra các kết quả nghiên cứu
của mình, do GV nắm vững khả năng, tâm lí của HS nên hiệu quả của việc thử nghiệm sẽ
cao hơn. [26]
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
54
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
4.2.3. Hoạt động ngoại khóa vật lí
4.2.3.1. Nội dung ngoại khóa vật lí
Do đặc điểm của bộ môn vật lí, ngoại khóa có tác dụng bổ sung kiến thức lí
thuyết, kĩ năng thực hành, giới thiệu những ứng dụng của vật lí vào khoa học - kĩ thuật,
quá trình phát triển của vật lí học,... cho HS, làm tăng hứng thú của HS đối với môn học,
rèn luyện khả năng phân tích và giải quyết vấn đề của họ. Ngoại khóa vật lí giúp HS hiểu
rõ hơn các hiện tượng vật lí, thấy được vai trò to lớn của vật lí trong thực tế đời sống,
trong sản xuất và công nghệ. Việc tham gia HĐNK sẽ giúp HS mạnh dạn hơn, tư duy
lôgic chặt chẽ hơn, từ đó góp phần nâng cao chất lượng học tập môn vật lí.
Nội dung của ngoại khóa vật lí có thể là những kiến thức nằm trong phạm vi
chương trình vật lí THPT, hoạt động gắn với chính khóa với mục đích giúp HS nắm chắc
hơn các kiến thức, kĩ năng cơ bản. Nội dung của ngoại khóa có thể là những kiến thức
mở rộng vượt ra ngoài nội dung chương trình, kiến thức về lịch sử vật lí giúp HS tăng
hiểu biết, phát huy óc sáng tạo. [26]
Mặt khác, trong chương trình vật lí THPT hiện nay, một số nội dung chưa có điều
kiện đưa vào chương trình hoặc chưa có điều kiện tìm hiểu kĩ như: thiên văn học, vật lí
hiện đại, các ứng dụng của vật lí trong kĩ thuật - công nghệ, nội dung giáo dục kĩ thuật
tổng hợp, giáo dục môi trường,... Ngoại khóa vật lí là một biện pháp đưa các nội dung
này vào chương trình, bổ sung kiến thức, giúp HS tăng hiểu biết, yêu thích bộ môn. Ví dụ
những vấn đề của thiên văn học như: cấu trúc của Hệ Mặt Trời, bốn mùa, thời gian, lịch,
nhật thực, nguyệt thực,... hay những kiến thức về cuộc đời, sự nghiệp, các phát minh của
các nhà vật lí là những tri thức rất cần thiết cho HS mà chưa được đưa vào giảng dạy.
[26]
4.2.3.2. Phát huy tính tích cực hoạt động của học sinh trong ngoại khóa vật lí
Tính tích cực nhận thức là thái độ cải tạo của chủ thể đối với khách thể thông qua
sự huy động ở mức độ cao các chức năng tâm lí nhằm giải quyết những vấn đề học tập nhận thức. Nó vừa là mục đích hoạt động, vừa là phương tiện, vừa là điều kiện để đạt
được mục đích, vừa là kết quả của hoạt động, vừa là phẩm chất hoạt động của cá nhân.
Tích cực hóa hoạt động nhận thức của người học là tổ hợp các hoạt động để nhằm
thay đổi, chuyển biến vị trí của người học từ chỗ thụ động sang chủ động, từ chỗ là đối
tượng tiếp nhận sang chỗ là chủ thể tìm kiếm tri thức, thông qua đó để nâng cao hiệu quả
học tập.
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
55
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
Hứng thú là thái độ đặc thù của cá nhân đối với một đối tượng nào đó, do ý nghĩa
của nó trong đời sống và hấp dẫn về mặt tinh thần. Hứng thú học tập là thái độ lựa chọn
đặc biệt của chủ thể với đối tượng của hoạt động học tập, vì sự cuốn hút về tình cảm và ý
nghĩa thiết thực của nó trong đời sống cá nhân.
Như vậy, trong quá trình dạy học, GV cần nắm bắt được nhu cầu, hứng thú, động
cơ của HS để thu hút họ vào quá trình học tập tích cực. Trong quá trình dạy học, GV phải
đặc biệt chú ý đến vấn đề tạo hứng thú học tập cho HS, vì nếu không có hứng thú thì HS
chỉ thực hiện yêu cầu của GV bằng sức mạnh cưỡng bức và nó sẽ giết chết lòng ham
muốn học hỏi của cá nhân.
HĐNK dựa trên tinh thần tự nguyện của từng HS là một biện pháp kích thích thái
độ học tập tích cực của HS. Qua HĐNK, HS được hoạt động, vui chơi, độc lập suy nghĩ,
tạo cho HS nhu cầu đọc thêm tài liệu tham khảo, sách báo,... Ngoại khóa là điều kiện để
HS trao đổi những ý tưởng, nguồn tri thức, giúp đỡ, hợp tác với nhau trong việc giải
quyết các vấn đề đặt ra, phát triển tư duy độc lập, tính tích cực, tự lực, chủ động của cá
nhân.
Hoạt động nhận thức của con người chỉ thực sự bắt đầu khi con người gặp phải
mâu thuẫn: Một bên là trình độ hiểu biết đang có, bên kia là nhiệm vụ mới phải giải quyết
một vấn đề mà những kiến thức, kĩ năng đã có không đủ. Hoạt động nhận thức của HS
trong học tập thực chất là hoạt động giải quyết vấn đề nhận thức.
Trong HĐNK, để kích thích tính tích cực nhận thức của HS, một việc làm cần
thiết là đưa HS vào các tình huống có vấn đề. Tình huống có vấn đề ở đây được hiểu là
tình huống mà khi HS tham gia thì gặp một khó khăn, HS ý thức được vấn đề, mong
muốn giải quyết vấn đề đó và cảm thấy khả năng của mình hi vọng có thể giải quyết
được, do đó bắt tay vào giải quyết vấn đề đó. Việc nêu ra các tình huống có vấn đề sẽ
cuốn hút HS vào hoạt động tích cực thực hiện nhiệm vụ (có tiềm ẩn vấn đề) mà HS nhận
được, kích thích lòng ham muốn hiểu biết tìm ra cách giải quyết mâu thuẫn nhằm tiếp cận
tri thức khoa học. [26]
4.2.3.3. Sử dụng phương tiện kĩ thuật dạy học trong việc tổ chức hoạt động ngoại
khóa vật lí
Phương tiện kĩ thuật dạy học là tổ hợp cơ sở vật chất kĩ thuật trường học, nó bao
gồm các thiết bị kĩ thuật các phương tiện nghe nhìn, các phương tiện kĩ thuật chương
trình hóa: máy thông tin, máy kiểm tra, máy dạy học,... trong số những loại phương tiện
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
56
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
đó, phương tiện nghe nhìn [3] chiếm vị trí quan trọng nhất. Các phương tiện nghe - nhìn
bao gồm:
- Các giá mang thông tin như: Bảng trong, phim, băng từ âm, băng từ âm - hình,
đĩa ghi âm, đĩa ghi hình,...
- Các máy móc chuyển tải thông tin như: Đèn chiếu, Rađio, máy chiếu, video, máy
quay phim,...
Hiện nay, cùng với việc ứng dụng khoa học công nghệ vào dạy học, các phương
tiện nghe nhìn, đặc biệt là máy vi tính, máy chiếu (Projector), bảng điện tử,... ngày càng
được sử dụng rộng rãi.
Trên đây là một số phương tiện kĩ thuật dạy học có thể dùng trong tổ chức HĐNK
vật lí. Trong sử dụng cần lưu ý đây chỉ là các phương tiện, công cụ để chuyển tải thông
tin, vấn đề chính là việc GV khai thác, lựa chọn và sử dụng thông tin thế nào cho phù
hợp. Mặt khác, các phương tiện này hầu hết là nhiều tiền, vì vậy cần giữ gìn, bảo quản
cẩn thận.
Để sử dụng có hiệu quả các phương tiện kĩ thuật dạy học trong tổ chức HĐNK vật
lí, GV cần soạn thảo kế hoạch tổ chức ngoại khóa có sử dụng phương tiện kĩ thuật dạy
học, phân chia và xác định loại phương tiện và thiết bị cần sử dụng, xác định thời điểm
sử dụng sao cho đúng lúc, đúng chỗ với thời lượng thích hợp, để bằng chính hoạt động
của mình, HS có thể tiếp cận, khai thác nội dung thông tin của phương tiện, tìm ra các
mối quan hệ có tính qui luật về bản chất của đối tượng nghiên cứu, kích thích tính tích
cực nhận thức của HS. Một điều phải chú ý là: Bất kì phương tiện kĩ thuật dạy học nào
cũng chỉ mang những thông tin khoa học nhất định và có chức năng sư phạm riêng biệt.
Cần lựa chọn và sử dụng các phương tiện kĩ thuật dạy học một cách linh hoạt và kết hợp
với các phương tiện dạy học truyền thống để đạt được hiệu quả cao trong tổ chức HĐNK
vật lí.
4.2.3.4. Xây dựng giáo án ngoại khóa vật lí
Ngoại khóa vật lí có thể diễn ra dưới nhiều hình thức khác nhau nhưng nói chung
việc tổ chức ngoại khóa vật lí có thể tiến hành theo các bước: [26]
- Bước 1: Lập dự thảo kế hoạch tổ chức, chọn chủ đề ngoại khóa, các yêu cầu của
buổi ngoại khóa, hình thức tổ chức, địa điểm, đối tượng,...
- Bước 2: Chuẩn bị nội dung, cơ sở vật chất - kĩ thuật, con người, kinh phí tổ
chức,...
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
57
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
- Bước 3: Tổ chức thực hiện.
- Bước 4: Tổng kết, đánh giá, rút kinh nghiệm.
Thành công của buổi ngoại khóa phụ thuộc vào việc xây dựng GA ngoại khóa. GA
càng chi tiết, cụ thể thì chất lượng buổi ngoại khóa càng cao.
GA ngoại khóa nói chung có hình thức tương tự giống GA lên lớp. Tuy vậy do sự
khác nhau về qui mô tổ chức, thời lượng, nội dung, cách tiến hành,... đòi hỏi GV phải có
sự chuẩn bị kĩ lưỡng và có nhiều phương án xử lí các tình huống đặt ra.
4.2.4. Phương pháp tổ chức hoạt động ngoại khóa vật lí
4.2.4.1. Hội thi vật lí
Hội thi là một trong những cách thức hoạt động hấp dẫn, lôi cuốn HS, đạt hiệu quả
tốt trong vấn đề giáo dục, rèn luyện và định hướng giá trị cho người tham gia. Hội thi là
dịp để mỗi cá nhân hoặc tập thể thể hiện khả năng của mình, khẳng định thành tích, kết
quả của quá trình tu dưỡng, rèn luyện, phấn đấu trong học tập và trong các hoạt động tập
thể. Qui mô của hội thi, đối tượng tham gia, cách thức tổ chức hội thi như thế nào phụ
thuộc vào mục đích, yêu cầu, ý nghĩa, tính chất và nội dung của hội thi. Qui mô của hội
thi có thể tổ chức trong phạm vi một lớp, một khối hoặc toàn trường. Có thể tổ chức vào
các thời gian khác nhau của năm học. Đối tượng tham gia hội thi là các cá nhân hoặc
nhóm HS. [26]
a/ Quá trình tiến hành một hội thi
Bao gồm các bước: [26]
- Bước 1: Nêu chủ trương tổ chức hội thi, gồm:
+ Quyết định chủ trương tổ chức hội thi.
+ Quyết định chủ đề của hội thi.
+ Lập bộ phận dự thảo kế hoạch tổ chức hội thi.
- Bước 2: Dự thảo kế hoạch tổ chức hội thi, gồm:
+ Những căn cứ để tổ chức hội thi.
+ Mục tiêu.
+ Nội dung thi.
+ Đối tượng tham gia.
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
58
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
+ Ban chỉ đạo hội thi.
+ Ban tổ chức hội thi. Cơ cấu, số lượng, chức năng, nhiệm vụ + Ban giám khảo +
Qui chế và thang điểm thi.
+ Chỉ tiêu khen thưởng.
+ Thời gian, địa điểm tổ chức và tổng kết hội thi.
+ Kinh phí cho hội thi (Nguồn thu và phân bổ chi phí chi cho các hoạt động của
hội thi).
- Bước 3: Thông qua kế hoạch hội thi và triển khai thực hiện nội dung của kế
hoạch hội thi. Ban tổ chức và ban giám khảo họp triển khai và thực hiện các nhiệm vụ
của mình.
- Bước 4: Tổ chức thi và công bố kết quả (Do ban tổ chức và ban giám khảo thực
hiện).
- Bước 5: Tổng kết hội thi (Đánh giá toàn bộ các hoạt động của hội thi, rút kinh
nghiệm, đề ra phương hướng mới và công khai tài chính hội thi).
b/ Tổ chức hội thi vật lí
- Khai mạc (Không nhất thiết phải đọc diễn văn, có thể chỉ bằng hình thức ra mắt
của các đội dự thi, giới thiệu đại biểu,...).
- Thi từng tiết mục theo sự điều khiển của người dẫn chương trình. Sau mỗi phần
thi ban giám khảo cho điểm công khai, ban thư kí cộng điểm cho từng đội.
- Giữa các phần thi có thể chuẩn bị một số tiết mục văn nghệ xen kẽ.
- Công bố kết quả, trao giải hoặc quà lưu niệm: Giá trị giải thưởng không cần lớn
mà chủ yếu là để động viên về mặt tinh thần. Nên có quà lưu niệm cho tất cả các đội
tham gia để động viên, khuyến khích họ.
c/ Một số hình thức của hội thi vật lí
- Thi trả lời nhanh: Sau khi nêu câu hỏi, đội nào có tín hiệu trước sẽ được trả lời.
Thời gian để suy nghĩ cho một câu hỏi là cố định, ví dụ: 15 giây. Sau 15 giây từ khi nêu
câu hỏi mà không có đội nào có tín hiệu trả lời hoặc trả lời sai thì có thể mời khán giả trả
lời hoặc đọc đáp án. Nếu đội có tín hiệu trả lời sai thì đội khác có quyền trả lời. Vì là khi
trả lời nhanh nên câu hỏi nên ngắn gọn không quá khó, quá dài. Thi trả lời nhanh có thể
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
59
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
dùng các câu hỏi tự luận hoặc các câu hỏi trắc nghiệm lựa chọn, các đội chọn ý đúng nhất
và giải thích.
- Thi giải thích hiện tượng: Sau khi nêu hiện tượng hoặc làm thí nghiệm, yêu cầu
giải thích diễn biến, kết quả. Trong thời gian ấn định, các đội cùng trả lời ra giấy hoặc
viết lên một bảng và sau đó lần lượt đọc câu trả lời. Căn cứ vào câu trả lời, giám khảo
cho điểm cụ thể. Sau khi các đội trả lời, người dẫn chương trình công bố đáp án chính
xác. Cũng với kiểu thi này, GV có thể dùng hình thức nêu lần lượt các gợi ý trả lời và cho
điểm tùy theo các nấc gợi ý. Sau mỗi gợi ý có một thời gian suy nghĩ nhất định.
- Thi giải bài tập: Bài tập có thể là định tính hoặc định lượng có liên quan đến lịch
sử vật lí. Các đội bốc thăm chọn bài tập hoặc tất cả cùng làm một bài tập trong khoảng
thời gian xác định. Nếu dưới hình thức bốc thăm thì các bài tập phải tương đương nhau
về độ khó và phù hợp trình độ HS.
- Thi giải ô chữ: Tạo một ô chữ gồm nhiều hàng ngang và một từ khóa. Từ khóa
do các chữ cái ở các hàng ngang tạo thành. Từ việc trả lời các câu hỏi tìm ra các từ hàng
ngang, từ đó dự đoán từ khóa. Nên chọn từ ở từ khóa mang một ý nghĩa nào đó và không
hiện rõ hoàn toàn các chữ cái ở từ khóa trên các hàng ngang.
- Thi thực hành, làm thí nghiệm, chế tạo dụng cụ thí nghiệm: Có nhiều hình thức
khác nhau cho phần này. Có thể phát cho các đội thi các dụng cụ, yêu cầu trình bày cách
làm một thí nghiệm. Hoặc phát cho các đội một số dụng cụ, xem đội nào làm được nhiều
thí nghiệm hơn. Vì thời gian và điều kiện của hội thi hạn chế, có thể chỉ dừng lại ở mức
độ nêu cách làm và nếu làm thí nghiệm thì đó chỉ nên là những thí nghiệm đơn giản,
không yêu cầu độ chính xác cao.
- Thi chơi một số trò có sử dụng kiến thức vật lí: Thi viết chữ trong gương, thả
đinh vào cốc xem đội nào thả được nhiều đinh hơn mà nước không tràn, thi lấy ra một
quyển sách, một sự kiện về lịch sử vật lí ở đáy chồng sách mà không làm chồng sách dịch
chuyển,...
- Ra câu hỏi: Các đội ra câu hỏi vòng tròn hoặc đặt ra câu hỏi cho khán giả. Các
câu hỏi này phải được ban giám khảo thẩm định trước, nằm trong nội dung đề cương
tham khảo và đảm bảo tính bí mật. Để thu hút sự nhiệt tình của khán giả nên có phần thi
dành cho lực lượng này và có phần thưởng cho người trả lời đúng.
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
60
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
4.2.4.2. Hội vui vật lí
Hội vui vật lí (hay còn gọi là dạ hội vật lí nếu tổ chức vào buổi tối, có thể hóa
trang thành các nhà bác học) cũng là một hình thức phổ biến của HĐNK vật lí. Hội vui có
thể tổ chức theo từng chuyên đề hoặc tổ chức tổng hợp các phần, tổ chức phối hợp với
các môn khác, tổ chức cho từng lớp, theo khối lớp hoặc toàn trường. [20]
a/ Nội dung của hội vui vật lí
Nội dung của hội vui vật lí có thể là buổi nói chuyện về tiểu sử của các nhà bác
học vật lí, các giai đoạn phát triển của vật lí học, biểu diễn các thí nghiệm, giới thiệu máy
móc, thiết bị kĩ thuật, các ứng dụng của vật lí trong kĩ thuật và trong đời sống, quốc
phòng, giới thiệu các thành tựu của vật lí hiện đại, giới thiệu cách giải hay đối với một số
bài tập vật lí khó, giới thiệu các vấn đề chưa có điều kiện đưa vào chương trình vật lí phổ
thông: thiên văn học, giáo dục môi trường, thảo luận các vấn đề của vật lí học, tổ chức
cho HS tham gia vào một số trò chơi dùng kiến thức vật lí.
b/ Tổ chức hội vui vật lí
Tùy theo mục đích, điều kiện tổ chức có thể tổ chức theo các qui mô khác nhau.
Tùy theo nội dung rộng, hẹp của hội vui, ta có thể tổ chức theo hai dạng: Hội vui chuyên
đề hoặc hội vui tổng hợp. Khi cần đi sâu giới thiệu với HS một đề tài nào đó của vật lí ta
tổ chức hội vui chuyên đề. Trong hội vui chuyên đề, mọi hoạt động của thầy và trò đều
xoay quanh chủ đề đó một cách trực tiếp hoặc gián tiếp, nhằm giúp HS hiểu rộng, sâu
hơn một số kiến thức, nắm thêm một số kĩ năng, hiểu thêm một vài ứng dụng của đề tài
nghiên cứu. Thời gian tổ chức hội vui vật lí có thể sau khi học xong từng phần của
chương trình học hoặc vào một dịp nào đó (20/11, 26/3, 30/4,...) của năm học, hoặc nhân
dịp diễn ra một sự kiện về vật lí.
Trong công tác chuẩn bị, sau khi xác định chủ đề ngoại khóa, cần thông báo và
hướng dẫn cụ thể các phần việc cho các đối tượng tham gia. Cần dự trù kinh phí, chuẩn
bị cơ sở vật chất, trang trí, thiết bị,... phục vụ cho buổi ngoại khóa. Trong điều kiện của
các nhà trường phổ thông hiện nay, việc tổ chức nên theo hướng đơn giản và hiệu quả,
không nên quá cầu kì trong khâu chuẩn bị, trong việc trang trí.
Trong khâu tổ chức thực hiện có thể theo trình tự sau:
- Khai mạc, giới thiệu nội dung buổi ngoại khóa: Có nhiều cách thực hiện phần
này. Nếu điều kiện phương tiện cho phép có thể chiếu một đoạn phim về chủ đề ngoại
khóa. Có thể bắt đầu buổi hội vui bằng một bài nói chuyện khoa học mở đầu về lịch sử
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
61
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
vấn đề, về tiểu sử của nhà bác học liên quan. Nếu có điều kiện, có thể ủy nhiệm cho một
vài HS phụ trách phần mở đầu này dưới hình thức một vở kịch ngắn, vui mà các em đóng
vai chính.
- Biểu diễn các thí nghiệm, trò chơi vật lí vui, nêu các hiện tượng liên quan đến
chủ đề: Những trò chơi hoặc thí nghiệm biểu diễn này do GV hoặc nhóm HS phụ trách,
chuẩn bị kĩ lưỡng và biểu diễn đảm bảo thành công ngay để có sức thuyết phục HS. Sau
đó GV đóng vai trò là người dẫn dắt HS giải thích các hiện tượng nêu ra. Sau quá trình
thảo luận, trao đổi của HS, GV cần chốt lại vấn đề và giải thích thỏa đáng.
- Tổ chức một số trò chơi: Có thể dùng trò chơi lí thuyết hoặc trò chơi thực hành.
Trong trò chơi lí thuyết, HS phải vận dụng kiến thức để giải đáp các câu đố vui, các bài
toán vui trong một khoảng thời gian ngắn. Các hình thức của trò chơi lí thuyết có thể là
“Hái hoa vật lí” hoặc thi nhanh giữa các đội. Trong trò chơi thực hành, HS cần bình tĩnh,
thông minh để thực hiện những thao tác khéo léo cần thiết. Chẳng hạn, phải suy nghĩ,
tính toán, ước lượng. Để tổ chức các trò chơi thực hành, GV cần có sự chuẩn bị trước một
thời gian dài. Mỗi trò chơi cần có một chủ trò, chủ trò cần rèn luyện thao tác, nắm vững
tính năng hoạt động của các thiết bị, biết cách sửa chữa, điều chỉnh. Có thể giao nhiệm vụ
chủ trò cho các em HS tháo vát. Trước khi chơi, cần hướng dẫn người tham gia để họ
hiểu các yêu cầu và qui định của trò chơi, không làm hỏng thiết bị.
Một điều cần chú ý là phải bố trí trò chơi sao cho HS có thể tham gia một cách trật
tự, khoa học, các em khác vẫn có thể đứng ngoài xem để rút kinh nghiệm mà không ảnh
hưởng gì đến các bạn đang tham gia chơi.
- Tổng kết hội vui: GV kết luận lại các vấn đề của hội vui, thông báo chủ đề của
buổi ngoại khóa tiếp theo, trao phần thưởng cho những HS có thành tích chuẩn bị cho hội
vui, cho HS tham gia và đạt giải của hội vui.
Hình thức hội vui vật lí còn có thể tổ chức dưới dạng các buổi tọa đàm, thảo luận
về các vấn đề, một buổi nói chuyện chuyên đề,... Tuy vậy, để buổi ngoại khóa thêm sinh
động nên tổ chức xen kẽ một số trò chơi.
4.2.4.3. Tham quan ngoại khóa vật lí
Tham quan ngoại khóa là một hình thức tổ chức dạy học trong thực tế nhờ quan
sát trực tiếp của HS dưới sự hướng dẫn của GV và cơ sở tham quan nhằm nghiên cứu sự
vật, hiện tượng cần tìm hiểu trong nội dung dạy học. [20]
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
62
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
Hình thức tham gia ngoại khóa có thể được tổ chức trước, trong và sau khi học
một đề mục, một bài,... nào đó. Nếu tiến hành tham gia trước khi học một bài học mới, ta
gọi là tham quan chuẩn bị. Mục đích của tham quan chuẩn bị là giúp cho HS tích lũy
được những hiểu biết cần thiết phục vụ cho việc lĩnh hội những tri thức mới được dễ
dàng và hứng thú. Nếu tiến hành tham quan trong quá trình học gọi là tham quan bổ
sung, mục đích của nó là nhằm minh hoạ, làm rõ những vấn đề riêng rẽ, cung cấp vật liệu
cho tư duy khoa học và có thể làm chỗ dựa cho sự trao đổi nội dung bài học sau này. Nếu
tiến hành tham quan sau khi học một bài học nào đó gọi là tham quan tổng kết với mục
đích là để củng cố, đào sâu những điều đã học. Từ hoạt động tham qua ngoại khóa, học
sinh sẽ vừa được cung cấp kiến thức, vừa được rèn luyện kĩ năng sống.
a/ Tác dụng của tham quan ngoại khóa vật lí
- Mở rộng, nâng cao tầm hiểu biết xung quanh những vấn đề do chương trình qui
định.
- Bồi dưỡng phương pháp nhận thức như quan sát, phân tích, tổng hợp những tư
liệu cụ thể đã thu thập được trong quá trình tham quan.
- Nâng cao hứng thú học tập, phát triển óc quan sát, tính tò mò khoa học.
- Góp phần giáo dục kĩ thuật tổng hợp, đảm bảo dạy học gắn liền với lao động sản
xuất.
- Góp phần giáo dục tư tưởng, tình cảm cho HS: Qua tham quan ngoại khóa, các
em HS có nhận thức đúng đắn về lao động của con người, của các nhà khoa học, của các
kĩ sư, công nhân,... bồi dưỡng lòng yêu lao động, yêu Tổ quốc. [26]
b/ Nội dung tham quan ngoại khóa vật lí
- Tham quan tìm hiểu máy móc, thiết bị dùng trong sản xuất, thiết bị công, nông
nghiệp, giao thông vận tải, thông tin liên lạc.
- Tham quan cơ sở sản xuất, nhà máy.
- Tham quan cơ quan khoa học - kĩ thuật.
- Xem triển lãm tại bảo tàng,...
c/ Tổ chức tham quan ngoại khóa vật lí
- Trước khi tiến hành tham quan cần giới thiệu cho HS một cách khái quát về nơi
sẽ đến, những kiến thức liên quan cần chú ý. Có thể giao cho từng tổ, nhóm nào đó
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
63
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
những công việc cụ thể có chú ý đến sở trường của họ. Yêu cầu HS viết thu hoạch sau
khi tham quan.
- Cần tranh thủ sự giúp đỡ của các cán bộ lãnh đạo, công nhân viên nơi đến để họ
tạo điều kiện hướng dẫn, giúp đỡ trong quá trình tham quan. Để việc tham quan mang lại
hiệu quả cao, có tác dụng tốt trong việc hỗ trợ cho các bài học ở trường phổ thông, GV
cần đề xuất với nơi đến những yêu cầu cụ thể của mình.
Trên cơ sở tập trung vào một số chủ đề chỉ định ngay từ khâu chuẩn bị và chú ý
trong cả quá trình tham quan, khi tổng kết GV sẽ giúp cho HS hệ thống lại những cái rời
rạc mà họ thu nhận được, các điểm hiểu sai sẽ được sửa lại và kiến thức được mở rộng.
Nội dung tổng kết được xây dựng trên cơ sở các báo cáo của từng nhóm HS về các
vấn đề mà GV đã phân công chuẩn bị từ trước.
Hình thức tổng kết có thể dưới dạng thuyết trình, đàm thoại trong đó có thể cho
HS trình bày những báo cáo tổng kết về vấn đề được giao. Muốn vậy, HS phải được
chuẩn bị rất chu đáo, ngoài việc thu nhập những thông tin cần thiết có thể giới thiệu cho
HS tham khảo thêm tài liệu hoặc giúp đỡ họ cách viết, cách trình bày để báo cáo có chất
lượng. GV có thể kết hợp việc tổng kết với tổ chức hội vui, hội thi vật lí trong đó có sử
dụng những thông tin thu được từ buổi tham quan.
Như vậy, việc tổ chức tham quan có tác dụng tốt bổ trợ cho việc giảng dạy và giáo
dục HS trong nhà trường, song để tham quan đạt mục đích đặt ra, GV phải xem xét,
chuẩn bị chu đáo để khai thác nội dung, yêu cầu về mặt kiến thức cần bổ sung cho HS,
biết phối hợp hoạt động trong điều kiện cho phép đạt được hiệu quả cao nhất. Cần tránh
để xảy ra tình trạng biến tham quan ngoại khóa học tập trở thành một buổi tham quan đơn
thuần.
4.2.4.4. Tổ chức câu lạc bộ vật lí
Câu lạc bộ được tổ chức nhằm mở rộng tầm nhận thức, hiểu biết về văn hóa, khoa
học - kĩ thuật, giáo dục lòng yêu lao động, ý thức đạo đức, giúp phát triển toàn diện các
khả năng sáng tạo và các năng khiếu của con người. Tổ chức câu lạc bộ vật lí là điều kiện
tốt để các cá nhân yêu thích vật lí có môi trường phát huy khả năng của mình. Đối tượng
của câu lạc bộ có thể là các cá nhân hoặc sinh hoạt theo nhóm. [26]
a/ Tổ chức câu lạc bộ
Cấu trúc của một câu lạc bộ gồm có:
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
64
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
- Chủ nhiệm câu lạc bộ, các phó chủ nhiệm: Với câu lạc bộ vật lí ở trường THPT,
chủ nhiệm câu lạc bộ có thể là GV bộ môn, người này cần có sự nhiệt tình, có khả năng
tổ chức, điều hành, có kiến thức chuyên môn vững vàng. Các phó chủ nhiệm câu lạc bộ
có thể là GV hoặc HS xuất sắc về môn vật lí.
- Thư kí câu lạc bộ.
- Ban cố vấn: Nhiệm vụ của ban cố vấn là giúp đỡ câu lạc bộ trong việc tổ chức
các chương trình hoạt động, về nội dung, hình thức hoạt động,...
- Các thành viên của câu lạc bộ: Các HS yêu thích vật lí ở các lớp, có thể tổ chức
thành các nhóm ở mỗi lớp và có các hạt nhân của nhóm để lãnh đạo nhóm. Các thành
viên của câu lạc bộ tham gia trên tinh thần tự nguyện.
b/ Hoạt động của câu lạc bộ
Tùy theo điều kiện tổ chức mà hoạt động của câu lạc bộ có thể tiến hành ở phạm
vi toàn trường hoặc các khối lớp. Hoạt động theo từng khối lớp có thuận lợi là có sự đồng
đều về trình độ và nội dung học tập. Sinh hoạt câu lạc bộ theo tháng hoặc các khoảng thời
gian phù hợp.
Các hoạt động của câu lạc bộ gồm:
- Tổ chức các buổi thảo luận: Các buổi thảo luận về các vấn đề của vật lí học, các
nôi dung thảo luận có thể giao cho HS chuẩn bị trước.
- Tổ chức thi giữa các nhóm tham gia ngoại khóa.
- Tổ chức các buổi giao lưu tìm hiểu kiến thức.
Các buổi sinh hoạt câu lạc bộ phải có sự chuẩn bị kĩ lưỡng về nội dung, hình thức,
địa điểm, thời gian hoạt động. Các phần việc giao cho các nhóm phải có sự cụ thể hóa chi
tiết (chuẩn bị thí nghiệm nào, trang trí gì,...). Kinh phí có thể do các thành viên đóng góp,
ngoài ra có thể tìm kiếm sự ủng hộ của các tổ chức trong và ngoài nhà trường. Trong quá
trình hoạt động, cần phối hợp với các tổ chức trong trường, đặc biệt là với Đoàn Thanh
niên, điều đó sẽ tạo nhiều thuận lợi trong hoạt động của câu lạc bộ.
4.2.4.5. Viết báo nội bộ về vật lí
Đối với các trường THPT, có thể tổ chức viết báo tường do các lớp thực hiện hoặc
ra một tờ báo nội bộ theo tháng hoặc định kì nào đó. Ngoài ra, GV có thể tổ chức viết báo
nội bộ trong lớp. Nội dung báo nội bộ cũng như việc xét duyệt nội dung, biên tập, in ấn,
phát hành do hội đồng bộ môn hoặc GV chuyên môn tự đảm nhiệm.
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
65
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
Nội dung của báo nội bộ hoặc báo tường: Các bài viết về các chuyên đề vật lí;
hướng dẫn cách học vật lí, giới thiệu các phương pháp giải toán vật lí; ra các đề bài, tổ
chức thi giải các bài tập hay và khó; giải đáp các câu hỏi của HS; giới thiệu lịch sử vật lí,
các nhà bác học vật lí, các nhà khoa học vật lí trong nước, giới thiệu các thành tựu, các
ứng dụng của vật lí trong kĩ thuật, đời sống, quốc phòng; giới thiệu các máy móc, nguyên
tắc hoạt động; hướng dẫn cách làm thí nghiệm, các trò chơi; tìm hiểu sâu thêm vật lí phổ
thông.
Trong quá trình biên soạn cần phân công công việc cho từng người cụ thể về nội
dung, đánh máy, in ấn, phát hành. Có thể giao cho mỗi lớp thực hiện một bài viết cụ thể
và khuyến khích HS viết bài cho báo. Nếu làm được điều này sẽ có tác dụng giúp HS đọc
nhiều sách báo về vật lí, phát huy óc sáng tạo thúc đẩy phong trào học tập. [26]
Trên đây là các hình thức tổ chức HĐNK vật lí phổ biến ở trường phổ thông. Mỗi
hình thức tổ chức có ưu điểm riêng. Nếu như hội thi vật lí là điều kiện phát huy tính độc
lập tư duy giải quyết vấn đề của HS thì hội vui vật lí, tham quan ngoại khóa là điều kiện
thuận lợi để bổ sung, mở rộng kiến thức. Câu lạc bộ vật lí giúp HS có năng lực phát triển
hứng thú, tư duy. Báo vật lí có thể tạo ra một phong trào học tập. Và nếu chỉ giữ nguyên
một hình thức tổ chức sẽ gây nhàm chán, do đó trong điều kiện có thể, cần kết hợp các
hình thức tổ chức ngoại khóa vật lí. Mặt khác, trong nhà trường phổ thông, HS được học
nhiều môn khác nhau. Vì vậy, tùy điều kiện, GV có thể tổ chức ngoại khóa vật lí cùng
với cán bộ môn khác. Tuy vậy, GV cần chú ý tỉ lệ cân đối giữa các môn. Việc tổ chức
ngoại khóa cho nhiều môn đòi hỏi phải có sự chuẩn bị kĩ lưỡng ở tất cả các khâu và sự
phối hợp thống nhất của các tổ bộ môn trong trường.
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
66
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
CHƯƠNG 4. NGHIÊN CỨU LỊCH SỬ VẬT LÍ PHỤC VỤ DẠY HỌC
CHƯƠNG IX. VẬT LÍ 12 NÂNG CAO
Ở Chương này, tôi sẽ vận dụng lí thuyết ở Chương 1, Chương 2 và Chương 3 để
đề xuất cách tổ chức hoạt động dạy học và HĐNK nhằm hỗ trợ cho việc dạy học Chương
IX. Vật lí 12 NC. Cụ thể là những bài: Cấu tạo của hạt nhân nguyên tử. Độ hụt khối;
Phóng xạ; Phản ứng hạt nhân; Phản ứng phân hạch và Phản ứng nhiệt hạch.
1. NGHIÊN CỨU LỊCH SỬ VẬT LÍ PHỤC VỤ DẠY HỌC BÀI 52 CẤU
TẠO CỦA HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ. ĐỘ HỤT KHỐI
1.1. Xác định mục tiêu của bài
Theo sách giáo viên Vật lí 12 NC, mục tiêu của bài học được xác định [4, tr. 265]:
- Về kiến thức:
“+ Nêu được cấu tạo của hạt nhân, biết kí hiệu hạt nhân và đơn vị khối lượng
nguyên tử.
+ Nêu được lực hạt nhân là gì và các đặc điểm của lực hạt nhân.
+ Nêu được độ hụt khối của hạt nhân là gì và viết được công thức tính độ hụt
khối.
+ Nêu được năng lượng liên kết hạt nhân là gì và viết được công thức tính năng
lượng liên kết hạt nhân.”
Dựa vào mục tiêu bài dạy và những tài liệu, những hiểu biết của tôi, tiếp theo tôi
xác định nội dung của bài để có thể sử dụng lịch sử vật lí vào dạy học, từ đó sử dụng lịch
sử vật lí vào bài dạy cho phù hợp.
1.2. Xác định nội dung của bài để sử dụng lịch sử vật lí vào dạy học và nội
dung lịch sử vật lí cần đưa vào bài
Trong SGK, mục 1 trình bày về “Cấu tạo hạt nhân. Nuclôn” trong đó phần a trình
bày về “Cấu tạo hạt nhân”; mục 3 trình bày “Đơn vị khối lượng nguyên tử”. Dựa vào
mục tiêu bài học là giúp HS nêu được cấu tạo cơ bản của hạt nhân, nêu được các đặc
trưng cơ bản của prôtôn và nơtron, biết được đơn vị khối lượng nguyên tử. Trong phần
này, SGK có đề cập:
- Thí nghiệm chứng tỏ hạt nhân được cấu tạo từ những hạt nhỏ hơn, gọi là nuclôn.
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
67
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
- Các đặc trưng cơ bản của prôtôn và nơtron.
- Cấu tạo của hạt nhân.
- Đơn vị khối lượng nguyên tử và hệ thức Einstein.
Theo tôi, đây là cơ hội có thể sử dụng lịch sử vật lí vào bài dạy nhằm giúp cho HS
dễ dàng ghi nhớ bài học, có niềm đam mê với khoa học, tạo bầu không khí học tập tích
cực bằng cách diễn giảng bằng một câu chuyện nhỏ về LSVL khi ông Ernest Rutherford
tìm ra cấu tạo hạt nhân nguyên tử từ thực nghiệm, góp phần hình thành ở các em HS
niềm yêu thích đối với thí nghiệm vật lí. Từ đây, tôi đã góp phần đạt được mục tiêu đầu
tiên của bài.
MỤC TIÊU
NỘI DUNG BÀI HỌC
NỘI DUNG LSVL
Nêu được cấu tạo của Mục 1. Cấu tạo hạt nhân. Tôi giới thiệu phát hiện vĩ đại
hạt nhân, biết kí hiệu Nuclôn.
nhất của Rutherford: thí nghiệm
hạt nhân và đơn vị a. Cấu tạo hạt nhân.
khối lượng nguyên
tìm ra cấu tạo hạt nhân của
nguyên tử.
tử.
Mục 3. Đơn vị khối lượng Tôi tổ chức HĐNK sau bài học
nguyên tử.
với chủ đề là mẩu chuyện Ernest
Rutherford “Người khổng lồ
nguyên tử”, hoạt động nhằm tìm
hiểu về cuộc đời và sự nghiệp
của Ernest Rutherford. Từ đó,
tôi lồng ghép nội dung về khối
lượng nguyên tử.
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
68
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
1.3. Xác định phương pháp để sử dụng lịch sử vật lí vào dạy học và hình thức
tổ chức dạy học
MỤC TIÊU ĐƯỢC ĐỀ
NGHỊ ĐỂ SỬ DỤNG LSVL
VÀO DẠY HỌC
NỘI DUNG
PHƯƠNG PHÁP -
LỊCH SỬ VẬT LÍ
HÌNH THỨC TỔ CHỨC
- HS biết được phát hiện vĩ Nội dung 1. “Phát hiện vĩ Mục 1. Cấu tạo hạt nhân.
đại nhất của Rutherford là thí đại nhất của Rutherford là Nuclôn.
nghiệm tìm ra cấu tạo hạt về cấu tạo hạt nhân của a. Cấu tạo hạt nhân.
nhân của nguyên tử. Từ đó, nguyên tử. Vào thời đó, để
- Tôi diễn giảng phần này
HS yêu thích thực nghiệm, có khám phá bí mật của thế
bằng cách kể một mẩu
niềm đam mê với khoa học giới nguyên tử cần lập nên
chuyện về phát hiện vĩ đại
thực nghiệm.
mô hình nguyên tử. Tuy
nhất của Rutherford: thí
vậy,
các
giả
thuyết
mô
hình
- HS hiểu được cuộc đời và
nghiệm tìm ra cấu tạo hạt
nguyên
tử
trước
đây
đều
sự nghiệp gian khó của Ernest
nhân của nguyên tử.
lung
lay
trước
những
thành
Rutherford, sự cống hiến to
- Tôi kể mẩu chuyện ngắn,
lớn của ông đối với vật lí và tựu khám phá khoa học
sau đó cho HS thảo luận
hóa học. Từ đó, hình thành ở mới như tia X, tia phóng
nhóm (02 người) để HS
các em HS sự cố gắng vươn xạ,... Nếu nguyên tử là
dựa vào mẩu chuyện, dựa
lên trong học tập, cách làm thành phần cuối cùng cấu
vào kiến thức SGK:
việc biện chứng, khoa học, tạo nên vật chất, tựa như
tạo cho bản thân niềm đam “hòn bi đặc” cực nhỏ (kích Câu hỏi 1: Hãy cho biết
thước chỉ là một phần triệu cấu tạo cơ bản của hạt
mê đối với thí nghiệm vật lí.
của cm) thì những tia X, tia nhân là gì?
phóng xạ từ đâu mà ra?
Trả lời: Hạt nhân có kí
Rutherford đã làm thí hiệu có A nuclôn với A =
nghiệm dùng hạt α bắn phá N + Z.
nguyên tử trong một miếng
Trong đó:
nhôm mỏng, đằng sau lá
nhôm mỏng có đặt một tấm Z: prôtôn; kí hiệu: p, mang
màn huỳnh quang. Nếu điện tích e+.
nguyên tử là “hòn bi đặc” N: nơtron; kí hiệu: n,
thì trên màn huỳnh quang không mang điện tích.
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
69
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
sẽ không xuất hiện những Câu hỏi 2: Em suy nghĩ gì
chấm sáng khi thực hiện thí về Rutherford trong quá
nghiệm trên. Nhưng kết trình làm việc để tìm ra cấu
quả thí nghiệm lại cho thấy tạo hạt nhân của nguyên
màn huỳnh
quang
đầy tử?
những chấm sáng, chứng tỏ Định hướng HS:
phần lớn hạt α đã đi qua
HS có nhiều cách trả lời,
nguyên tử như đi qua chỗ
tôi sẽ định hướng HS nhận
chân không và đập lên màn
xét được theo các ý sau
huỳnh quang, chỉ có những
đây:
hạt α cá biệt bị bật trở lại
với tốc độ bằng tốc độ bắn - Rutherford làm việc miệt
hạt α vào nguyên tử trong mài, đam mê và hăng say
nghiên cứu khoa học.
miếng nhôm mỏng.
Rutherford làm đi làm lại - Học hỏi Rutherford cách
thí nghiệm, quên ăn quên làm việc khoa học, tôn
ngủ để phân tích, lí giải các trọng thực nghiệm.
khía cạnh của kết quả thí
nghiệm, và một ngày của
năm 1911, xuất hiện trong
đầu ông một mô hình mới
về cấu tạo hạt nhân nguyên
tử”. Vậy hạt nhân được cấu
tạo như thế nào?
Nội dung 2. Mẩu chuyện Mục 3. Đơn vị khối lượng
Ernest Rutherford “Người nguyên tử.
khổng lồ nguyên tử”. (Xem - Tôi tổ chức trò chơi ô chữ
phụ lục 1)
với chủ đề về mẩu chuyện
Ernest Rutherford “Người
khổng lồ nguyên tử” bằng
hình thức trình chiếu (Xem
phụ lục 2). Ngoài ra, trong
buổi ngoại khóa, tôi sẽ cho
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
70
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
HS tham gia các trò chơi
vận động, hóa trang thành
nhà vật lí, trả lời nhanh các
câu hỏi về chủ đề,...
2. NGHIÊN CỨU LỊCH SỬ VẬT LÍ PHỤC VỤ DẠY HỌC BÀI 53 PHÓNG
XẠ
2.1. Xác định mục tiêu của bài
Theo sách giáo viên Vật lí 12 NC, mục tiêu của bài học được xác định [4, tr. 269]:
- Về kiến thức:
“+ Nêu được hiện tượng phóng xạ là gì?
+ Nêu được thành phần và bản chất các tia phóng xạ.
+ Phát biểu được định luật phóng xạ và viết được hệ thức của định luật này.
+ Nêu được độ phóng xạ là gì và viết được công thức tính độ phóng xạ.
+ Nêu được ứng dụng của các đồng vị phóng xạ.”
- Về kĩ năng:
“+ Vận dụng được định luật phóng xạ và khái niệm độ phóng xạ để giải được các
bài tập.”
Dựa vào mục tiêu bài dạy và những tài liệu, những hiểu biết của tôi về hiện tượng
phóng xạ, các nhà bác học tiên phong nghiên cứu sự phóng xạ, tiếp theo tôi xác định nội
dung của bài để có thể sử dụng lịch sử vật lí vào dạy học.
2.2. Xác định nội dung của bài để sử dụng lịch sử vật lí vào dạy học và nội
dung lịch sử vật lí cần đưa vào bài
Trong SGK, mục 1 trình bày về “Hiện tượng phóng xạ”, mục 4 phần b trình bày
về “Các ứng dụng của đồng vị phóng xạ”.
Dựa vào mục tiêu bài học là giúp HS nêu được hiện tượng phóng xạ là gì, nêu
được ứng dụng của các đồng vị phóng xạ. Trong phần này, SGK có đề cập đến:
- Định nghĩa hiện tượng phóng xạ.
- Sơ lược lịch sử phát hiện sự phóng xạ, chất phóng xạ và tia phóng xạ.
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
71
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
- Lịch sử tóm tắt tìm ra hai chất phóng xạ mới là pôlôni và rađi.
- Ứng dụng đồng vị phóng xạ tự nhiên và nhân tạo.
Theo tôi, đây là cơ hội có thể sử dụng lịch sử vật lí vào bài dạy nhằm cung cấp
thêm kiến thức cho HS, quá trình nghiên cứu, phát hiện ra hiện tượng phóng xạ, chất
phóng xạ và các tia phóng xạ, HS có thể trình bày được lịch sử phát hiện hiện tượng
phóng xạ, phát hiện ra các chất phóng xạ đầu tiên trong lịch sử, HS hiểu được, khâm
phục sự vượt khó vươn lên không ngừng trong học tập và nghiên cứu của các nhà vật lí.
Thông qua đó, HS say mê, chăm chỉ trong học tập, HS có thêm những thông tin bổ ích từ
lịch sử vật lí. Từ đó, HS càng yêu quí thêm các nhà khoa học, yêu thích, hứng thú, tìm
tòi, học hỏi những kiến thức bổ ích bổ trợ cho các kiến thức cơ bản trong SGK. Khi đó,
tôi đã đạt được mục tiêu 1 và 5 của bài dạy.
MỤC TIÊU
NỘI DUNG BÀI HỌC
NỘI DUNG LSVL
Nêu được hiện tượng 1. Hiện tượng phóng xạ.
Tôi mở đầu bài giảng bằng câu
phóng xạ là gì?
chuyện về việc tìm ra hiện tượng
phóng xạ của nhà bác học Marie
Curie.
Nêu được ứng dụng 4. Đồng vị phóng xạ và các Cả cuộc đời Marie Curie cống
của
các
phóng xạ.
đồng
vị ứng dụng.
hiến cho việc tìm ra các đồng vị
b. Các ứng dụng của đồng vị phóng xạ phục vụ cho cuộc
sống, cho Y học nhưng bà lại bị
phóng xạ.
trúng độc Rađi. Tôi dùng mẩu
chuyện
“Marie
Sklođopxka-
Curie và những phát hiện về
chất phóng xạ (1867 - 1934)”,
dẫn dắt HS tự đề cao tinh thần hi
sinh quên mình của bà và tôi
mong muốn các em HS đừng vì
sự hi sinh đó mà tránh xa khoa
học.
Giới thiệu một đoạn ngắn trích
từ video “Y học hạt nhân đã cứu
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
72
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
sống nhiều bệnh nhân mắc bệnh
hiểm nghèo”. (Xem phụ lục 17)
Mục tiêu đề nghị:
Mục 5 (Đề nghị). Tổ chức Tổ chức ngoại khóa với chủ đề
- Giúp HS hiểu rõ HĐNK.
liên quan đến bài này, theo tôi
nên tổ chức cho HS trò chơi
thêm về cuộc đời, sự
nghiệp
của
bằng những câu trắc nghiệm,
Marie
câu hỏi đúng sai vì ngoài kiến
Curie. Từ đó, HS
thức đã học trên lớp, kiến thức
đam mê khoa học,
tự nghiên cứu cùng với tài liệu
hăng say học tập,
về mẩu chuyện Marie Curie, Pie
nghiên cứu.
Curie HS dễ dàng ghi nhớ kiến
- Giúp HS tìm hiểu
thức, suy luận để tham gia phần
một số nguyên tố
này. Hình thành ở HS niềm đam
phóng xạ.
mê khoa học, hăng say học tập,
- HS có thời gian tìm
hiểu bài học,
vui
chơi,
sau
giải
trí
nghiên cứu.
những giờ học tập.
2.3. Xác định phương pháp để sử dụng lịch sử vật lí vào dạy học và hình thức
tổ chức dạy học
MỤC TIÊU ĐƯỢC ĐỀ
NGHỊ ĐỂ SỬ DỤNG LSVL
VÀO DẠY HỌC
NỘI DUNG
PHƯƠNG PHÁP -
LỊCH SỬ VẬT LÍ
HÌNH THỨC TỔ CHỨC
- HS biết được quá trình Nội dung 1. “Ngày 25 Mục 1. Hiện tượng phóng
nghiên cứu, phát hiện ra hiện tháng 6 năm 1903, Marie xạ.
tượng phóng xạ, chất phóng Curie, lúc đó 36 tuổi, đã - Tôi mở đầu bài giảng
xạ và các tia phóng xạ.
bảo vệ thành công luận án bằng việc kể một câu
- HS có thể trình bày được tiến sĩ khoa học “Nghiên chuyện về việc Marie
lịch sử phát hiện hiện tượng cứu chất có phóng tia xạ”.
Curie đã tìm ra hiện tượng
phóng xạ, phát hiện ra các Marie đã chọn đề tài đó, do phóng xạ để dẫn dắt HS
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
73
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
chất phóng xạ đầu tiên trong đọc một báo cáo khoa học vào bài mới.
lịch sử.
của Becquerel. Viết năm - Mở đầu bài giảng bằng
- HS hiểu được, khâm phục 1896, nêu rằng: “Uran và một câu chuyện sẽ làm cho
sự vượt khó vươn lên không hợp chất của Uran có một tiết học thêm sinh động,
ngừng trong học tập và tính năng đặc biệt là có thể hứng thú. Từ đó, HS yêu
tự động, liên tục phóng ra thích đối với bài học.
nghiên cứu của Marie Curie.
những tia xạ không nhìn
- Hình thành ở HS niềm say
thấy bằng mắt thường.
mê, chăm chỉ trong học tập,
Loại tia xạ đó không giống
nghiên cứu khoa học.
với ánh sáng thông thường,
- Giúp HS có thêm những lại cũng không giống như
thông tin bổ ích từ lịch sử vật tia X mà Röntgen phát hiện
lí. Từ đó, HS càng yêu quí vào năm 1895, có thể tự
thêm các nhà khoa học, yêu động phát sinh từ quặng
thích, hứng thú, tìm tòi học than và muối Uran”.
hỏi những kiến thức bổ ích bổ
trợ cho các kiến thức cơ bản
trong SGK.
Tia xạ bí mật đó hấp dẫn sự
chú ý của Marie. Bà trăn
trở suy nghĩ: “Uran và hợp
chất của nó có thể không
ngừng phóng ra tia xạ, bức
xạ năng lượng ra phía
ngoài. Vậy thì số lượng ấy
từ đâu đưa lại? Tính chất
của tia xạ này có gì khác
với các tia xạ đã biết?”.
Thế là bà chọn đề tài
nghiên cứu đó.
Trong một gian nhà kho cũ
nát, lạnh lẽo, Marie đã bắt
đầu nghiên cứu của mình.
Bà đã tự thiết kế được một
dụng cụ đo tia xạ của Uran.
Qua nhiều lần đo, bà phát
hiện: “Cường độ tia xạ của
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
74
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
Uran là tỉ lệ thuận với hàm
lượng Uran trong quặng
song lại không phụ thuộc gì
với trạng thái tồn tại của
Uran và những điều kiện
bên ngoài”. Bà lại nghĩ:
“Có căn cứ nào để cho
rằng chỉ duy nhất có Uran
là nguyên tố hóa học có thể
phóng ra tia xạ này? Vì sao
các nguyên tố khác không
có khả năng như vậy? Phải
chăng, Becquerel phát hiện
ra Uran có tia xạ này chỉ là
phát hiện ngẫu nhiên? Nên
chăng thử tìm cả ở những
nơi khác?”.
Marie quyết định kiểm tra
tất cả những nguyên tố hóa
học đã biết cùng các hợp
chất của nó. Quả nhiên, có
một nguyên tố là Thori và
hợp chất của nó cũng có
thể tự động phóng ra tia xạ
không nhìn thấy bằng mắt
thường”. Hiện tượng đó là
gì? Có bản chất thế nào,
chúng ta đi vào bài mới.
Nội dung 2. Cung cấp đoạn Mục 4. Đồng vị phóng xạ
mẩu chuyện nhỏ như sau: và các ứng dụng.
“Khi đã cao tuổi, Marie b. Các ứng dụng của đồng
Curie lại tiếp tục nghiên vị phóng xạ.
cứu, viết bài cho các tạp
chí khoa học. Nhưng bệnh
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
75
- Tôi sẽ đặt ra những câu
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
tật cứ làm hao mòn sức hỏi sau đây và đàm thoại
khỏe của bà, bà bị bệnh gợi mở để HS trả lời.
ung thư. Các bác sĩ cho + Em hãy cho biết chất
biết, bà bị trúng độc Rađi. phóng xạ có ứng dụng gì
Do bị bức xạ lâu dài, nội trong cuộc sống và Y học?
tạng của bà bị tổn thương
nghiêm trọng. Marie Curie,
người phụ nữ lao động
+ Em có biết bà Marie
Curie qua đời vì bệnh gì?
không mệt mỏi, cuối cùng + Nguyên nhân chính mà
đã chịu yên nghĩ. Buổi Marie Curie bị bệnh ung
sáng ngày 13 tháng 7 năm thư là do đâu?
1934 trái tim cao cả của bà Từ 03 câu hỏi trên, sau khi
ngừng đập”.
HS trả lời, tôi kết luận
bằng một câu chuyện nhỏ
như đã nêu. (Xem nội dung
2)
Ngoài ra tôi sẽ hỏi các em
như sau: Các em có hi sinh
cả bản thân vì khoa học
hay không?
Tôi phải định hướng, dẫn
dắt để các em hiểu bản
chất ngày xưa việc nghiên
cứu không đủ trang thiết
bị, các em hiện tại đã sống
trong xã hội hiện đại hơn
nên có thể tránh các tác hại
của chúng, phải đam mê,
hăng say học tập, chịu tìm
tòi nghiên cứu, làm việc
khoa học, sẵn sàng hi sinh
vì khoa học.
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
76
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
Mục tiêu đề nghị:
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
Nội dung 3. HS tự tìm tài Mục 5 (Đề nghị): Tổ chức
- Giúp HS hiểu rõ thêm về liệu sinh hoạt theo chủ đề sinh hoạt theo chủ đề.
cuộc đời, sự nghiệp của Marie “Marie Sklođopxka - Curie - Tôi tổ chức sinh hoạt
Curie, khâm phục sự hi sinh và những phát hiện về chất ngoại khóa dưới những
quên mình của bà, trân trọng phóng xạ” (Xem phụ lục 3), hình thức: nói chuyện theo
những cống hiến của bà đối tìm đọc mẩu chuyện cùng chủ đề, hóa trang thành
với khoa học. Từ đó, HS đam tên với chủ đề.
nhà vật lí, HS hát ca ngợi
mê khoa học, hăng say học
các nhà khoa học, HS tự
tập, nghiên cứu.
làm thơ tự do có liên quan
- HS có thời gian tìm hiểu bài
đến chủ đề,... Trong đó, tôi
lồng ghép trò chơi bằng
học, vui chơi, giải trí sau
những câu trắc nghiệm,
những giờ học tập.
câu hỏi đúng sai. (Xem phụ
lục 4)
- Sử dụng trình chiếu câu
hỏi và cho HS xung phong
trả lời. HS trả lời đúng sẽ
nhận được phần thưởng.
3. NGHIÊN CỨU LỊCH SỬ VẬT LÍ PHỤC VỤ DẠY HỌC BÀI 54 PHẢN
ỨNG HẠT NHÂN
3.1. Xác định mục tiêu của bài
Theo sách giáo viên Vật lí 12 NC, mục tiêu của bài học được xác định [4, tr. 274]:
- Về kiến thức:
“+ Nêu được phản ứng hạt nhân là gì?
+ Phát biểu được định luật bảo toàn số khối, bảo toàn điện tích và bảo toàn năng
lượng toàn phần và định luật bảo toàn động lượng trong phản ứng hạt nhân.”
- Về kĩ năng: “Viết được phương trình phản ứng hạt nhân và tính được năng lượng
tỏa ra hay thu vào trong phản ứng hạt nhân.”
Dựa vào mục tiêu bài dạy và những tài liệu, những hiểu biết của tôi, tôi tổ chức
hoạt động nhằm sử dụng lịch sử vật lí vào bài dạy sao cho phù hợp, trước tiên tôi phải
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
77
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
xác định nội dung của bài để sử dụng lịch sử vật lí vào dạy học và nội dung lịch sử vật lí
cần đưa vào bài.
3.2. Xác định nội dung của bài để sử dụng lịch sử vật lí vào dạy học và nội
dung lịch sử vật lí cần đưa vào bài
Trong SGK, mục 1 trình bày về “Phản ứng hạt nhân”.
Dựa vào mục tiêu bài học là giúp HS nêu được thế nào là phản ứng hạt nhân, phân
loại các phản ứng hạt nhân. Trong phần này, SGK có đề cập:
- Thí nghiệm lịch sử của Rutherford.
- Phân loại các phản ứng hạt nhân.
Theo tôi, đây là cơ hội có thể sử dụng lịch sử vật lí vào bài dạy nhằm tạo hứng thú
cho bài giảng, tránh mất thời gian chuyển ý vào mục 1, giúp cho HS có niềm đam mê với
khoa học và nhất là cung cấp kiến thức về thí nghiệm của Rutherford.
Nhận thấy, mẩu chuyện ngắn về thí nghiệm của Rutherford [SGK, tr. 274] đã
tương đối đầy đủ và khái quát nên khám phá về phản ứng hạt nhân, theo tôi nên sử dụng
đoạn này để nghiên cứu mục 1. “Phản ứng hạt nhân” phần a. “Thí nghiệm của
Rutherford”.
MỤC TIÊU
NỘI DUNG BÀI HỌC
NỘI DUNG LSVL
Nêu được phản ứng Mục 1. Phản ứng hạt nhân.
Tôi dùng mẩu chuyện về thí
hạt nhân là gì?
a. Thí nghiệm của Rutherford.
nghiệm của Rutherford.
Mục tiêu đề nghị:
Mục 5 (Đề nghị). Tổ chức - Tôi tranh thủ dành một thời
- HS hiểu biết thêm sinh hoạt theo chủ đề “Biên lượng nào đó khoảng 45 phút để
các mốc thời gian niên các nghiên cứu và phát sinh hoạt chủ đề này.
nghiên cứu và phát triển năng lượng hạt nhân”. - Trước đó, tôi trao cho HS
triển năng lượng hạt (Xem phụ lục 5)
nhiệm vụ về tìm hiểu nội dung
nhân.
theo chủ đề và đến đây trao đổi.
- HS có cái nhìn đúng
HS nào có nội dung trao đổi tốt,
tích cực sẽ được điểm cộng.
đắn về năng lượng
hạt nhân, những tác
dụng của nó đối với
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
78
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
cuộc sống con người,
có đánh giá của bản
thân về việc phát
triển hạt nhân hiện
nay dựa vào thông tin
tự tìm hiểu,...
3.3. Xác định phương pháp để sử dụng lịch sử vật lí vào dạy học và hình thức
tổ chức dạy học
MỤC TIÊU ĐƯỢC ĐỀ
NGHỊ ĐỂ SỬ DỤNG LSVL
VÀO DẠY HỌC
NỘI DUNG
PHƯƠNG PHÁP -
LỊCH SỬ VẬT LÍ
HÌNH THỨC TỔ CHỨC
- Hiểu được thí nghiệm của Nội dung 1. GV tóm tắt Mục 1. Phản ứng hạt nhân.
Rutherford về phản ứng hạt mẩu chuyện về thí nghiệm Tôi dùng PPDG tích cực
nhân.
của Rutherford.
để giới thiệu đoạn đầu của
- HS dễ dàng nắm rõ thí Năm 1909, nhà bác học mẩu chuyện để dẫn dắt vào
nghiệm và từ đó sẽ tìm hiểu Rutherford đã có phát minh mục 1. Sau đó, tôi yêu cầu
nhanh chóng về phân loại nổi tiếng, đó là tạo ra được HS quan sát hình 54.1, dựa
phản ứng hạt nhân. Tôi dẫn sự biến đổi hạt nhân. Ông vào kiến thức mẩu chuyện,
dắt, giới thiệu để vừa vào cho chùm hạt α, phóng ra HS miêu tả lại hình 54.1 và
mục 1 cho thú vị và cũng vừa từ nguồn phóng xạ pôlôni, rút ra nhận xét.
nghiên cứu thí nghiệm để
210
Po, bắn phá nitơ có trong
tránh mất thời gian cho việc không khí. Kết quả là nitơ
dùng nội dung khác dẫn dắt bị phân rã và biến đổi
vào mục, HS tiện theo dõi thành ôxi và hiđrô. Quá
bài.
trình đó gọi là gì? Chúng ta
cùng nhau nghiên cứu mục
1. “Phản ứng hạt nhân”.
Cho HS xem hình 54.1 và
tiến hành dẫn dắt HS vào
các hoạt động của tiết học.
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
79
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
Mục tiêu đề nghị:
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
Nội dung 2. Tôi trao cho - Tôi tổ chức sinh hoạt
- HS hiểu biết thêm các mốc HS nhiệm vụ về tìm hiểu theo chủ để cho HS mở
thời gian nghiên cứu và phát nội dung theo chủ đề “Biên rộng kiến thức thực tiễn xã
triển năng lượng hạt nhân.
- HS có cái nhìn đúng đắn về
năng lượng hạt nhân, những
niên các nghiên cứu và hội.
phát triển năng lượng hạt - Trước đó, tôi trao cho HS
nhân” và đến đây trao đổi. nhiệm vụ về tìm hiểu nội
dung theo chủ đề và đến
ưu điểm đối với cuộc sống
đây trao đổi. HS nào có nội
con người, có đánh giá của
dung trao đổi tốt, tích cực
bản thân về việc phát triển hạt
nhân hiện nay dựa vào thông
sẽ được điểm cộng.
tin tự tìm hiểu,...
- Tất cả nội dung theo chủ
đề sẽ được tôi thu nhận và
góp ý trước, những nội
dung đáp ứng đầy đủ nội
dung, phong phú, gần gũi,
dễ hiểu sẽ được trình bày
và bàn luận. Cụ thể như
sau:
+ GV và HS cùng nhau
chọn thời gian thích hợp
cho buổi chuyên đề. Có thể
mời thêm các GV cùng tổ
chuyên môn.
+ GV và HS thống nhất
chủ đề của buổi chuyên đề.
Có thể là “Biên niên các
nghiên cứu và phát triển
năng lượng hạt nhân”.
+ GV yêu cầu HS về
nghiên cứu, sưu tầm các tài
liệu có liên quan đến chủ
đề. GV có thể cung cấp
trước cho HS một số
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
80
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
nguồn tài liệu tham khảo.
+ HS nộp bài cho GV theo
nhóm (mỗi nhóm 4 HS).
+ GV tuyên bố lí do, ý
nghĩa của buổi nói chuyện
chuyên đề, nên tổ chức
chuyên đề với không gian
chỗ ngồi hình chữ U.
+ Sau đó, GV giới thiệu
tóm tắt nội dung chủ đề mà
mình đã sưu tầm, nghiên
cứu.
+ Một số HS có nội dung
chuyên đề hay, phong phú
được mời báo cáo.
+ GV và HS cùng nhau
trao đổi, nghiên cứu. GV
phải định hướng được nội
dung,
thời
gian
buổi
chuyên đề, nhất là phải
định hướng đúng về giáo
dục tư tưởng cho HS.
+ Trao quà, khen thưởng
cho một số HS tích cực.
+ Nhận xét, đánh giá, tổng
kết
buổi
nói
chuyện
chuyên đề.
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
81
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
4. NGHIÊN CỨU LỊCH SỬ VẬT LÍ PHỤC VỤ DẠY HỌC BÀI 56 PHẢN
ỨNG PHÂN HẠCH
4.1. Xác định mục tiêu của bài
Theo sách giáo viên Vật lí 12 NC, mục tiêu của bài học được xác định [4, tr. 284]:
- Về kiến thức:
“+ Nêu được phản ứng phân hạch là gì và viết được một ví dụ về phương trình
phản ứng này.
+ Nêu được phản ứng dây chuyền là gì và các điều kiện để phản ứng này xảy ra.
+ Nêu được các bộ phận chính của nhà máy điện hạt nhân.”
Dựa vào mục tiêu bài dạy và những tài liệu, những hiểu biết của tôi, tôi tổ chức
hoạt động nhằm sử dụng lịch sử vật lí vào bài dạy sao cho phù hợp, trước hết tôi xác định
nội dung của bài có thể sử dụng lịch sử vật lí vào dạy học, nội dung lịch sử vật lí cần đưa
vào bài.
4.2. Xác định nội dung của bài để sử dụng lịch sử vật lí vào dạy học và nội
dung lịch sử vật lí cần đưa vào bài
Trong SGK, mục 2 trình bày “Phản ứng phân hạch dây chuyền” và mục 3 trình
bày nội dung về “Lò phản ứng hạt nhân”.
Dựa vào mục tiêu bài học là giúp HS nêu được thế nào là sự phân hạch, điều kiện
để xảy ra phản ứng phân hạch dây chuyền, hiểu sơ lược về lò phản ứng hạt nhân, nhà
máy điện hạt nhân. Trong phần này, SGK có trình bày:
- Phản ứng phân hạch dây chuyền, điều kiện để xảy ra phản ứng phân hạch dây
chuyền.
- Kiến thức về lò phản ứng hạt nhân, lò phản ứng hạt nhân ở trường Đại học
Chicago (Mĩ).
- Sơ đồ lò phản ứng nơtron nhiệt.
Theo tôi, đây là cơ hội có thể sử dụng lịch sử vật lí vào bài dạy nhằm giúp cho HS
dễ dàng ghi nhớ bài học, có niềm đam mê với khoa học và nhất là cung cấp kiến thức về
lịch sử lò phản ứng hạt nhân đầu tiên trên thế giới, về lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt.
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
82
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
Nhận thấy, mẩu chuyện ngắn về Enrico Fermi và lò phản ứng nguyên tử đầu tiên
đã khái quát về lò phản ứng hạt nhân. Ngoài ra, trong SGV có đề cập về lò phản ứng hạt
nhân Đà Lạt, về quả bom nguyên tử mà Mĩ ném bom xuống thành phố Hiroshima (Nhật
Bản) có thể là cơ hội để sử dụng lịch sử vật lí vào giảng dạy tùy thuộc vào đối tượng HS,
phụ thuộc vào thời gian và kiến thức cần mở rộng.
MỤC TIÊU
NỘI DUNG BÀI HỌC
NỘI DUNG LSVL
Nêu được phản ứng Mục 2. Phản ứng phân hạch Tôi dùng mẩu chuyện về quả
dây chuyền là gì và dây chuyền.
bom nguyên tử ném xuống
các điều kiện để phản
thành phố Hiroshima của Nhật
ứng này xảy ra.
Bản (Xem phụ lục 6) để dẫn dắt
giảng dạy mục 2, vừa tốn ít thời
gian, vừa tạo cảm hứng tò mò,
thú vị của câu chuyện, góp phần
lồng ghép giáo dục tư tưởng cho
HS.
Mục tiêu đề nghị:
Mục 3: Lò phản ứng hạt nhân. - Tổ chức trò chơi “Hái hoa vật
lí” với chủ đề “Enrico Fermi và
- HS nắm được một
lò phản ứng nguyên tử đầu tiên”
cách sơ lược nguyên
(Xem phụ lục 7) dựa vào mẩu
tắc cấu tạo và hoạt
động của lò phản ứng
chuyện cùng tên.
hạt nhân.
- Nội dung trò chơi. (Xem phụ
- HS hiểu thêm cuộc
lục 8)
đời và sự nghiệp của
- Giới thiệu về cấu tạo của lò
Enrico Fermi. Từ đó,
phản ứng hạt nhân bằng video.
HS có cái nhìn đúng
(Xem phụ lục 15)
đắn về cuộc đời ông,
phấn đấu vì khoa học.
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
83
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
4.3. Xác định phương pháp để sử dụng lịch sử vật lí vào dạy học và hình thức
tổ chức dạy học
MỤC TIÊU ĐƯỢC ĐỀ
NGHỊ ĐỂ SỬ DỤNG LSVL
VÀO DẠY HỌC
NỘI DUNG
PHƯƠNG PHÁP -
LỊCH SỬ VẬT LÍ
HÌNH THỨC TỔ CHỨC
- HS có hứng thú trong học Nội dung 1. GV tóm tắt Mục 2. Phản ứng phân
tập, hiểu biết thêm về quả mẩu chuyện về quả bom hạch dây chuyền.
bom nguyên tử rơi xuống nguyên
tử
ném
xuống Tôi dùng PPDG tích cực
thành phố Hiroshima, có thái thành phố Hiroshima của để giới thiệu mẩu chuyện
độ đúng đắn về sử dụng vũ Nhật Bản. (Xem phụ lục 6)
để dẫn dắt vào mục 2.
khí hạt nhân, tôn trọng hòa Vậy vì sao quả bom có khi
Tôi đàm thoại gợi mở để
bình và có ý thức bảo về nền lại nổ, có khi lại không nổ?
HS tìm hiểu điều kiện để
hòa bình của đất nước.
Có điều kiện gì để bom nổ phản ứng dây chuyền có
- HS có hiểu biết thêm về không? Chúng ta cùng thể xảy ra dựa vào mẩu
phản ứng phân hạch dây nhau nghiên cứu mục 2. chuyện.
chuyền, dễ dàng ghi nhớ điều Phản ứng phân hạch dây
kiện xảy ra phản ứng phân chuyền.
hạch dây chuyền.
Mục tiêu đề nghị:
Nội dung 2. Tôi trao cho Mục 5 (Đề nghị). Tổ chức
- Biết được một cách sơ lược HS mẩu chuyện “Enrico trò chơi “Hái hoa vật lí”.
nguyên tắc cấu tạo và hoạt Fermi và lò phản ứng Tôi chuẩn bị một số câu
động của lò phản ứng hạt nguyên tử đầu tiên” (Xem hỏi ngắn về mẩu chuyện đã
phụ lục 7), HS tự tìm hiểu nêu, kết hợp với những
về lò phản ứng hạt nhân Đà mẩu chuyện do HS cung
- Biết được cuộc đời và sự
Lạt. (Xem phụ lục 8)
cấp cho tôi đã được phê
nghiệp của Enrico Fermi, quá
duyệt tính đúng đắn và
trình hình thành lò phản ứng
nhân.
kiến thức bài học có liên
nguyên tử đầu tiên.
quan để thiết kế câu hỏi
- Biết được lịch sử hình thành
cho trò chơi “Hái hoa vật
và phát triển của lò phản ứng
lí” (Xem phụ lục 9) với chủ
hạt nhân Đà Lạt, lợi ích của
đề “Enrico Fermi và lò
lò phản ứng cho đời sống
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
phản ứng nguyên tử đầu
84
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
tiên”. Mỗi câu hỏi cần phải
nhân dân ta.
in sẵn, rõ ràng, đảm bảo
tính đúng đắn, không quá
khó, có thể gắn “bí mật”
trên mỗi nhành hoa hoặc
mỗi quả bong bóng mang
tên một nhà khoa học có
công trình nghiên cứu liên
quan đến chủ đề hội thi. Có
thể chia lớp thành 04 đội
lần lượt tham gia bốc thăm
để trả lời, mỗi đội phải
vượt qua 03 câu hỏi, mỗi
câu hỏi đúng sẽ ghi được
10 điểm và một phần quà,
điểm số này sẽ được cộng
vào điểm chung cuộc của
buổi HĐNK để xếp hạng
thi đua giữa các đội.
Ngoài ra, tôi lồng ghép
chiếu video về lịch sử bom
nguyên tử và nguyên tử
năng, các quả bom nguyên
tử rơi xuống hai thành phố
xuống
Hiroshima
và
Nagasaki của Nhật nhằm
giáo dục tư tưởng cho các
em về chiến tranh, hòa
bình, về nguy cơ chạy đua
vũ khí hạt nhân, những tác
hại to lớn do bom mìn gây
ra. (Xem phụ lục 13 và 14)
- Giới thiệu bài báo “30
năm Lò phản ứng hạt nhân
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
85
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
Đà Lạt: Những thành tựu”.
(Xem phụ lục 18)
5. NGHIÊN CỨU LỊCH SỬ VẬT LÍ PHỤC VỤ DẠY HỌC BÀI 57 PHẢN
ỨNG NHIỆT HẠCH
5.1. Xác định mục tiêu của bài
Theo sách giáo viên Vật lí 12 NC, mục tiêu của bài học được xác định [4, tr. 288]:
- Về kiến thức:
“+ Nêu được phản ứng nhiệt hạch là gì.
+ Nêu được điều kiện để phản ứng nhiệt hạch xảy ra.
+ Nêu được ưu điểm của năng lượng do phản ứng nhiệt hạch tỏa ra.”
Dựa vào mục tiêu bài dạy và những tài liệu, những hiểu biết của tôi, tôi tổ chức
hoạt động nhằm sử dụng lịch sử vật lí vào bài dạy sao cho phù hợp, trước tiên tôi xác
định nội dung bài học có thể sử dụng lịch sử vào để trao đổi với các em HS.
5.2. Xác định nội dung của bài để sử dụng lịch sử vật lí vào dạy học và nội
dung lịch sử vật lí cần đưa vào bài
Trong SGK, mục 1 trình bày về “Phản ứng nhiệt hạch” và mục 3 trình bày nội
dung “Thực hiện phản ứng nhiệt hạch trên Trái Đất”.
Dựa vào mục tiêu bài học là giúp HS nêu được phản ứng nhiệt hạch là gì, điều
kiện để phản ứng nhiệt hạch xảy ra, nêu được ưu điểm của năng lượng do phản ứng nhiệt
hạch tỏa ra. Trong phần này SGK có đề cập đến:
- Sự nổ của bom nhiệt hạch hay bom H.
- Ưu điểm của năng lượng do phản ứng nhiệt hạch tỏa ra.
Theo tôi, đây là cơ hội có thể sử dụng lịch sử vật lí vào bài dạy nhằm giúp cho HS
dễ dàng ghi nhớ bài học, có niềm đam mê với khoa học và nhất là cung cấp kiến thức về
bom nhiệt hạch hay bom H, làm thế nào thực hiện được phản ứng nhiệt hạch dưới dạng
kiểm soát được, đảm bảo mục tiêu của bài.
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
86
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
MỤC TIÊU
NỘI DUNG BÀI HỌC
- Nêu được phản ứng Mục 1. Phản ứng nhiệt hạch.
NỘI DUNG LSVL
Để có thể hướng dẫn HS trả lời
nhiệt hạch là gì.
Câu hỏi C1. Hãy tính năng câu hỏi C1 trang 288 SGK, tôi
- Nêu được điều kiện lượng tỏa ra khi 1 kg hêli được cần phải hướng dẫn HS tự tìm
hiểu bài học và giải. Nội dung
để phản ứng nhiệt tạo thành theo phản ứng
hạch xảy ra.
3
1
H 12H 24 He 01n 17,5MeV
câu hỏi C1 và các bài tập liên
quan trong bài này, đề bài yêu
cho biết mα = 4,0015 u. Hãy so cầu HS phải hiểu và nhớ là
sánh với năng lượng tỏa ra khi không nhiều và được trình bày
1 kg 235U bị phân hạch.
khá rõ ràng. Vì vậy, tôi yêu cầu
HS thực hiện một số phép tính
về năng lượng tỏa ra trong phản
ứng nhiệt hạch để đào sâu về
kiến thức.
Chẳng hạn “biết công suất bức
xạ năng lượng của Mặt Trời là
3,9.1026 W và giả sử trong lòng
Mặt Trời xảy ra chu trình
cacbon - nitơ, hãy tính lượng
hêli được tạo thành trong 1 năm
trong lòng Mặt Trời”. Trong
trường hợp đối tượng HS ở lớp
phần lớn là HS khá giỏi, tôi có
thể gợi ý cho HS tính nhiệt độ lí
thuyết để xảy ra phản ứng nhiệt
hạch.
Để có thể hiểu rõ lí thuyết và
giải các bài tập ở bài này một
cách hiệu quả, theo tôi nên bổ
sung kiến thức về chu trình
cacbon - nitơ, phản ứng nhiệt
hạch trong lòng Mặt Trời (Xem
phụ lục 10). Tôi có thể tóm tắt
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
87
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
chu trình cacbon - nitơ của nhà
vật lí người Đức là Bethe, từ đó
cung cấp phương trình cho HS,
cung cấp lịch sử vật lí về chu
trình trên.
Mục tiêu đề nghị:
Mục 4 (Đề nghị). Tổ chức viết Theo tôi, ở bài học này, tôi sẽ tổ
- HS hiểu thêm về báo nội bộ trong lớp.
bom nhiệt hạch.
phản ứng nhiệt hạch, bom nhiệt
cho HS về việc yêu
hòa
trong lớp để giới thiệu cho các
bạn cùng biết về kiến thức của
- Giáo dục tư tưởng
chuộng
chức cho HS tập viết báo nội bộ
hạch, Tsar Bomba bằng cách sử
bình,
dụng những kiến thức về phản
ngăn ngừa và bài trừ
ứng nhiệt hạch trong SGK,
vũ khí hạt nhân.
những tài liệu mà các em tìm
kiếm trên internet.
5.3. Xác định phương pháp để sử dụng lịch sử vật lí vào dạy học và hình thức
tổ chức dạy học
MỤC TIÊU ĐƯỢC ĐỀ
NGHỊ ĐỂ SỬ DỤNG
LSVL VÀO DẠY HỌC
NỘI DUNG
PHƯƠNG PHÁP -
LỊCH SỬ VẬT LÍ
HÌNH THỨC TỔ CHỨC
- HS hiểu thêm về chu trình Nội dung 1. “Năm 1938, Mục 1. Phản ứng nhiệt hạch.
cacbon - nitơ để thuận lợi nhà vật lí Bethe (người Mĩ Tôi diễn giảng, cung cấp
cho việc tìm hiểu kiến thức gốc Đức) đã nêu lên chu kiến thức cho HS (Xem phụ
sâu hơn và giải bài tập tốt trình cacbon - nitơ gồm 6 lục 10). Từ đó, HS hiểu
hơn.
phản ứng nối tiếp nhau, với được phương trình và giải
- Biết được lịch sử phát hiện sự tham gia của cacbon và bài tập có liên quan. Đồng
phản ứng nhiệt hạch xảy ra nitơ như là chất xúc tác và thời, tôi cho HS xem một số
trung gian; nhưng xét tổng video mô phỏng về phản
trong lòng Mặt Trời.
hợp lại thì cả chu trình rút ứng nhiệt hạch. (Xem phụ
về sự tạo thành một hạt lục 12)
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
88
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
nhân hêli từ 4 hạt nhân
hiđrô.
411H 24He 210 e 2v 3
26,8MeV
Ngoài ra, còn có chu trình
prôtôn gồm 3 phản ứng tiếp
nối nhau, mà tóm tắt lại là:
411H 24He 210 e 2v 2
26,4MeV
Đối với Mặt Trời, phần
đóng góp của hai chu trình
là như nhau. Các sao có
nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ
Mặt Trời thì chu trình
prôtôn đóng góp nhiều hơn.
Các sao có nhiệt độ cao
hơn nhiệt độ Mặt Trời thì
chu trình cacbon - nitơ
đóng góp trội hơn”.
- Nêu được ưu điểm của Nội dung 2. Viết báo nội Mục 3. Thực hiện phản ứng
năng lượng do phản ứng bộ với chủ đề “Bom nhiệt nhiệt hạch trên Trái Đất.
nhiệt hạch tỏa ra.
hạch”.
Tôi tổ chức cho HS tập viết
- Giáo dục tư tưởng cho HS
báo nội bộ trong lớp để HS
về tác hại của bom mìn.
làm quen với nghiên cứu
- Giúp HS tập viết báo, hình
khoa học, viết luận nhằm
giới thiệu cho các bạn HS
thành ở HS việc yêu thích
khác cùng biết về kiến thức
nghiên cứu khoa học.
của phản ứng nhiệt hạch,
bom nhiệt hạch bằng cách
sử dụng những kiến thức về
phản ứng nhiệt hạch trong
SGK, những tài liệu mà các
em tìm kiếm trên internet.
Từ đó, tôi sẽ hỗ trợ các em,
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
89
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
gợi ý các em sắp xếp thông
tin, chọn lọc thông tin chính
thống để từ đó viết một bài
báo nhỏ để trao đổi, giới
thiệu đến các bạn cùng lớp.
Đây là hoạt động vừa cho
HS gợi nhớ, củng cố lại bài
học, cũng như chỉ dẫn một
phần nhỏ cho các em biết
thế nào là tìm hiểu thông
tin, nghiên cứu khoa học,
góp phần hình thành ở HS
niềm hăng say đối với khoa
học, yêu thích khoa học.
Thông qua chủ đề này giáo
dục tư tưởng cho các em HS
về tác hại của bom mìn
trong chiến tranh, từ đó yêu
chuộng nền hòa bình.
Bài báo tham khảo. (Xem
phụ lục 11)
Chiếu video “Hồ sơ mật Sự ra đời của vũ khí hạt
nhân”. (Xem phụ lục 16)
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
90
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
PHẦN C. KẾT LUẬN
1. NHỮNG KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC CỦA ĐỀ TÀI
Trong luận văn này, về mặt nghiên cứu lí thuyết, tôi đã tìm hiểu về lịch sử vật lí
học, cơ sở lí luận và các phương pháp thông dụng để sử dụng lịch sử vật lí học vào giảng
dạy: Nghiên cứu lịch sử vật lí để hệ thống hóa các giai đoạn hình thành và phát triển của
vật lí học, tìm hiểu một số câu chuyện về cuộc đời và sự nghiệp của một số nhà vật lí, các
mẩu chuyện về công trình nghiên cứu của các nhà vật lí,... Từ đó, tôi xây dựng qui trình
để tập sử dụng lịch sử vật lí vào tổ chức một số hoạt động nhằm phát huy tính tự học, tự
tìm tòi, học hỏi của học sinh. Sau đó, tôi vận dụng qui trình đã đề xuất để xác định
phương pháp, hình thức xây dựng, tổ chức một số hoạt động dạy học và HĐNK trong
Chương IX. Hạt nhân nguyên tử – Vật lí 12 Nâng cao.
Trên cơ sở lí thuyết đã nghiên cứu, tôi sử dụng lịch sử vật lí và các các phương
pháp thông dụng để phục vụ dạy học 5 bài trong Chương IX. Vật lí 12 NC bằng cách đề
xuất một số hoạt động trên lớp và HĐNK nhằm đạt được mục tiêu của bài. Đồng thời, tôi
cung cấp một số kiến thức về lịch sử vật lí nhằm mở rộng bài giảng, cung cấp thêm kiến
thức cho HS nhằm hoàn thành mục đích vừa giáo dục, vừa giáo dưỡng.
2. NHỮNG HẠN CHẾ CỦA ĐỀ TÀI
Đề tài này dừng lại ở mức độ nghiên cứu lí thuyết, sử dụng lịch sử vật lí để đề
nghị cách tổ chức một số hoạt động dạy học trên lớp và HĐNK dựa trên lí thuyết đã
nghiên cứu, nó chưa được kiểm nghiệm trong thực tế dạy học ở trường THPT. Đây chính
là mặt hạn chế của đề tài.
Bên cạnh đó, trong đề tài này, tôi tìm được tài liệu chính thống phục vụ cho đề tài
với số lượng khá ít, kể cả trên internet. Vì vậy, trong đề tài này, tôi chỉ sử dụng kiến thức
thuần túy là nhiều, chỉ tổ chức hoạt động dạy học trên lớp và HĐNK với một số hình thức
cơ bản, hoạt động ngắn gọn, gần gũi, đôi khi hoạt động còn lặp lại về phương pháp, hình
thức tổ chức ở các bài. Tôi chưa áp dụng, tích hợp nhiều phương pháp trong một hoạt
động vì chưa có kinh nghiệm nhiều trong giảng dạy. Đó cũng là hạn chế mà tôi sẽ cố
gắng khắc phục trong tương lai.
3. NHỮNG DỰ ĐỊNH TRONG TƯƠNG LAI
Tôi có thể khẳng định đây là đề tài thiết thực đối với bản thân tôi nói riêng và đối
với GV vật lí nói chung. Khi tôi về trường phổ thông công tác, tôi sẽ thử nghiệm đề tài
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
91
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
của mình trong việc giảng dạy trên lớp. Lúc đó, tôi sẽ đánh giá được đề tài của mình đạt
đến mức độ nào, còn hạn chế những mặt nào. Từ đó, tôi sẽ chỉnh sửa và bổ sung nhằm
hoàn thiện đề tài mà mình đã nghiên cứu.
Nghiên cứu lịch sử vật lí phục vụ dạy học là một phương pháp mà tôi rất tâm đắc.
Vì thế, tôi sẽ không chỉ dừng lại ở những gì mình đã nghiên cứu mà tôi sẽ cố gắng hoàn
thành những phần hạn chế và mở rộng thêm phạm vi nghiên cứu. Trong đề tài này chủ
yếu tôi chỉ nghiên cứu lí thuyết và chỉ vận dụng cơ sở lí thuyết vào 5 bài trong Chương
IX. Vật lí 12 NC, tôi sẽ tiếp tục nghiên cứu và áp dụng phương pháp này cho sách Vật lí
10, Vật lí 11, Vật lí 12 (ở các Chương còn lại), kể cả sách cơ bản và nâng cao. Khi tôi
vận dụng nhuần nhuyễn việc nghiên cứu lịch sử vật lí phục vụ dạy học, tôi sẽ rèn cho HS
cách làm việc khoa học học hỏi từ các nhà vật lí; tích cực, chủ động sáng tạo trong học
tập và nghiên cứu; trân trọng những phát minh, những công trình nghiên cứu; hiểu và học
hỏi tích cực những cống hiến, sự hi sinh quên mình của các nhà khoa học.
Qua việc thực hiện đề tài này, tôi thấy rõ hơn vai trò của lịch sử vật lí học trong
việc giảng dạy vật lí ở trường THPT. Lịch sử vật lí học làm cho tôi hiểu rõ về cuộc đời và
sự nghiệp của các nhà khoa học, sự hi sinh quên mình của họ, nhất là quá trình tìm tòi,
nghiên cứu của các nhà khoa học,... Chính những điều đó đã mang đến cho tôi niềm yêu
thích hơn nữa đối với môn vật lí nói riêng và các môn thuộc các ngành KHTN nói chung,
đây cũng là cơ sở định hướng cho tôi trong việc nghiên cứu khoa học sau này.
Cuối cùng, qua đề tài này, tôi cũng thấy mình lớn hơn nhiều trong việc bồi dưỡng
kiến thức về lịch sử vật lí, kiến thức văn hóa và cuộc sống cho bản thân. Tôi chân thành
cảm ơn tất cả mọi người. Tôi kính chúc quý thầy cô và các bạn dồi dào sức khỏe để tiếp
tục hoàn thành sự nghiệp “trồng người” mà Đảng và Nhà nước đã giao cho.
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
92
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
PHỤ LỤC
1. ERNEST RUTHERFORD “NGƯỜI KHỔNG LỒ NGUYÊN TỬ”
Vào giữa thế kỉ XIX, khi cha mẹ Rutherford còn trẻ, họ đã phiêu dạt từ Scotland
tới sống ở New Zealand. Cha Rutherford là người hay làm, chịu khó chịu khổ, đầu tắt
mặt tối làm lụng bất cứ việc gì người khác thuê mướn. Song do gia đình đông con, mặc
dù cha mẹ Rutherford vốn là GV cũng phải nghỉ dạy để trông nom con cái, đời sống của
họ rất gian nan.
Ngày 30 tháng 8 năm 1871, gia đình đông đúc ấy lại có thêm một đứa trẻ ra đời,
đó chính là Ernest Rutherford. Năm 1876, mới 5 tuổi, Rutherford đã biết đọc, biết viết và
đọc khá nhiều sách vở, ông được nhận vào học tiểu học ở gần nhà. Có một lần, ở nhà
Rutherford có chiếc đồng hồ cũ kĩ, đã dùng 9, 10 năm bị hư hỏng, cha Rutherford đã định
đem quẳng đi. Rutherford mày mò, miệt mài lau chùi, sửa sang suốt mấy ngày, cuối cùng
nó thành chiếc đồng hồ chạy chuẩn xác. Rutherford cũng đã từng chế tạo ra chiếc máy
ảnh đơn giản chụp được không ít ảnh lưu niệm cho gia đình.
Qua 5 năm học tập miệt mài, Rutherford 10 tuổi đã tốt nghiệp trường tiểu học với
thành tích giỏi toàn diện, được nhận vào học ở Học viện Nelson (tương đương trung học)
và được cấp học bổng trong suốt thời gian học ở đó. Rutherford rất chăm chỉ học tập, tích
góp tiền mua sách quí, được vị hiệu trưởng Học viện Nelson uyên bác về văn học lẫn
khoa học tự nhiên dẫn dắt vào con đường nghiên cứu khoa học. Trong khi đó, khoa học
tự nhiên là môn học tự chọn, rất nhiều HS không chọn học thì Rutherford lại chọn môn
học này. Sau 6 năm học ở Học viện Nelson, Rutherford tốt nghiệp loại ưu tú. Rutherford
sau đó học ở Học viện Canterbury, tốt nghiệp với thành tích đặc biệt xuất sắc trong cả hai
môn toán học và vật lí. Sau đó, Rutherford xin ở lại trường học thêm để đạt học vị thạc sĩ
vật lí. Năm 1984, Rutherford bảo vệ thành công luận văn: “Sử dụng phương pháp phóng
điện cao tần để từ hóa sắt” và nhận được học vị thạc sĩ vật lí.
Năm 1898, Rutherford bảo vệ thành công luận án tiến sĩ về cấu tạo vật chất: “Sự
ion hóa và tính chất phóng xạ”.
Sau đó, Rutherford đã cùng với Soddy, nhà hóa học thực nghiệm hóa trẻ (1877 –
1956) đề xuất ra cách giải thích về tính phóng xạ mà cho tới tận ngày nay còn được chấp
nhận. Lí luận của họ đã phá đổ quan điểm truyền thống được phát biểu lần đầu năm 1902
và được hoàn thiện vào năm tiếp sau. Tuy “giả kim thuật” đã sớm bị giới khoa học phủ
định, nhưng họ lại tuyên bố: “Tính phóng xạ vừa là hiện tượng nguyên tử, vừa là “cái
nôi” của sự biến hóa hóa học sản sinh ra vật chất mới!”. Họ chứng minh rằng mỗi chất
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
93
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
phóng xạ được đặc trưng bởi một thời gian, gọi là chu kì bán rã, cứ sau mỗi chu kì này thì
một nửa số nguyên tử của chất đó đã biến đổi thành chất khác. Ông cũng cho rằng tính
phóng xạ là tính chất cơ bản của giới tự nhiên, nằm trong tổ hợp các hiện tượng vật lí
quan trọng như điện, từ, quang, lực hấp dẫn,... Chính những thành tựu ấy, Rutherford
được công nhận là nhà vật lí thực nghiệm vĩ đại thời đó. Càng lí thú hơn khi nhà nghiên
cứu vật lí học lại làm cho diện mạo về lí luận hóa học xuất hiện những điều thật mới, thật
cơ bản. Năm 1908, nhà vật lí học Rutherford đã được tặng giải thưởng Nobel về Hóa học.
Điều này cũng khiến cho chính Rutherford cảm thấy ngạc nhiên.
Tháng 11 năm 1909, Rutherford được cử làm Giám đốc Trung tâm nghiên cứu vật
lí Manchester. Trở về nước Anh, Rutherford chỉ có mấy miligam vật liệu phóng xạ. Rất
may, Học viện khoa học Áo đã gửi cho Rutherford khoảng 350 miligam hợp chất Rađi
clorua để dùng nghiên cứu Xạ khí Rađi.
Phát hiện vĩ đại nhất của Rutherford ở Manchester trên thực tế cũng là phát hiện vĩ
đại nhất cả đời ông, là về cấu tạo hạt nhân của nguyên tử. Vào thời đó, để khám phá bí
mật của thế giới nguyên tử cần lập nên mô hình nguyên tử. Tuy vậy, các giả thuyết mô
hình nguyên tử trước đây đều lung lay trước những thành tựu khám phá khoa học mới
như tia X, tia phóng xạ,... Nếu nguyên tử là thành phần cuối cùng cấu tạo nên vật chất,
tựa như “hòn bi đặc” cực nhỏ (kích thước chỉ là một phần triệu của cm) thì những tia X,
tia phóng xạ từ đâu mà ra?
Rutherford đã làm thí nghiệm dùng hạt α bắn phá nguyên tử trong một miếng
nhôm mỏng, đằng sau lá nhôm mỏng có đặt một tấm màn huỳnh quang. Nếu nguyên tử là
“hòn bi đặc” thì trên màn huỳnh quang sẽ không xuất hiện những chấm sáng khi thực
hiện thí nghiệm trên. Nhưng kết quả thí nghiệm lại cho thấy màn huỳnh quang đầy những
chấm sáng, chứng tỏ phần lớn hạt α đã đi qua nguyên tử như đi qua chỗ chân không và
đập lên màn huỳnh quang, chỉ có những hạt α cá biệt bị bật trở lại với tốc độ bằng tốc độ
bắn hạt α vào nguyên tử trong miếng nhôm mỏng.
Rutherford làm đi làm lại thí nghiệm, quên ăn quên ngủ để phân tích, lí giải các
khía cạnh của kết quả thí nghiệm, và một ngày của năm 1911, xuất hiện trong đầu ông
một mô hình mới về cấu tạo nguyên tử. Ông hào hứng bước sang phòng làm việc của
người trợ lí, nói:
- Tôi đã biết nguyên tử, xét cho cùng là thứ có hình dạng ra sao rồi!
Dừng lại một chút, ông quả đoán:
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
94
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
- Có thể nêu ra giả thuyết là một Thái dương hệ thu nhỏ! Ở giữa là hạt nhân
nguyên tử mang điện dương, có thể cực nhỏ. Quay xung quanh hạt nhân nguyên tử là các
điện tử, giống như các hành tinh quay quanh Mặt Trời.
Rutherford nói tiếp rằng với mô hình nguyên tử như vậy có thể giải thích được vì
sao những hạt α bắn trúng hạt nhân nguyên tử lại vô cùng hiếm hoi và bật trở lại với tốc
độ như tốc hạt α lúc bắn vào. Cũng giải thích được rằng vì sao phần lớn những hạt α bắn
vào tấm nhôm mỏng đã xuyên qua được. Chúng hoặc là đã thay đổi tốc độ, hoặc đã bị
lệch phương hướng!
Năm 1920, ông nêu lên rằng hạt nhân hiđrô là hạt nhân nhỏ nhất và hạt nhân của
các chất khác đều do các hạt nhân hiđrô liên kết với nhau tạo thành. Ông gọi tên các hạt
nhân hiđrô là prôtôn (tiếng Hi Lạp prôtôn nghĩa là ban đầu, nguồn gốc).
Từ cuối thế kỉ XIX, người ta đã biết rằng các tia phóng xạ α và β là các chùm hạt
nhân hêli và chùm êlectron phóng ra từ hạt nhân các nguyên tử phóng xạ. Các hạt nhân
hêli có khối lượng gấp 4 lần hạt nhân hiđrô nhưng điện tích lại chỉ gấp đôi hạt nhân
hiđrô.
Năm 1922, Rutherford nêu lên rằng nếu tìm được những “viên đạn” mạnh hơn hạt
α hàng chục lần thì có thể phá vỡ hạt nhân nguyên tử và nghiên cứu cấu trúc của nó.
Rutherford cũng giả định rằng có thể có một hạt nhân gồm một prôtôn và một êlectron và
do đó điện tích bằng không. Ông gọi hạt nhân đó là nơtron (tiếng Latinh neutrum nghĩa là
không thế này, không thế kia). Nhiều thí nghiệm nhằm phát hiện nơtron đều không thành
công. Các phép tính lí thuyết sau đó cũng chứng tỏ rằng không thể có mặt êlectron trong
hạt nhân. Các êlectron trong tia β phải được hình thành trong những phản ứng nào đó và
tức thời bị phóng ra khỏi hạt nhân. Trong các năm 1930 – 1932, một số nhà vật lí phát
hiện được một bức xạ có khả năng xuyên thấu rất mạnh nhưng chưa xác định được bản
chất của nó. Chatuych đã chứng minh được rằng bức xạ đó là một chùm hạt nơtron, là
những hạt không mang điện tích, chứ không phải là sự kết hợp giữa một prôtôn và một
êlectron. Về sau prôtôn và nơtron được coi là hai trạng thái đồng vị của cùng một hạt là
nuclôn.
Mô hình nguyên tử của Rutherford đã vén lên bí mật “mê cung” nguyên tử. Đó là
một thành tựu vĩ đại nhất của ông. Từ đó khoa học loài người ra đời và phát triển mạnh
một ngành khoa học mới: Ngành vật lí nguyên tử và hạt nhân nguyên tử. Với những
thành tựu đó, Rutherford được giới khoa học thế giới công nhận là “Người khổng lồ
nguyên tử”.
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
95
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
Năm 1937, Rutherford cho xuất bản cuốn sách “Giả kim thuật mới”. Cuốn sách
trình bày rõ những điều kiện để chuyển hóa các nguyên tố thu được sự hoan nghênh và
đồng tình rộng rãi. Cùng năm đó, vào ngày 19 tháng 8, ông cho đăng luận văn cuối cùng
trên tạp chí “Thiên nhiên”. Và một ngày của hai tháng sau đấy, Rutherford từ biệt thế
gian. Thi hài ông được đưa vào Wesminter, nơi an nghỉ của các vĩ nhân nước Anh. Đánh
giá về sự nghiệp khoa học của Rutherford, F. Jolio Curie viết: “Rutherford đã thực hiện
giấc mơ ngàn đời của các nhà giả kim thuật bằng cách biến đổi nguyên tố này thành
nguyên tố khác. Lí thuyết của phản ứng hạt nhân và biến đổi hạt nhân của ông đã mở đầu
cho việc chinh phục nguồn năng lượng to lớn trong lòng hạt nhân nguyên tử sau này”.
[18, tr. 229 - 251]
2. TRÒ CHƠI Ô CHỮ
Mục đích:
- Giúp HS có cơ hội củng cố lại kiến thức sau bài học trên lớp, vui chơi, giải trí
sau những giờ học căng thẳng.
- HS có cơ hội học tập từ mẩu chuyện Ernest Rutherford “Người khổng lồ nguyên
tử”, hiểu biết thêm về sự gian khó trong học tập và trong cuộc sống của Rutherford.
- HS trân trọng các nhà khoa học, có ý chí vượt khó trong học tập và cuộc sống,
yêu thích nghiên cứu, đến với khoa học.
- Giúp HS tự học, tự tra cứu thông tin liên quan đến bài học nhằm mở rộng kiến
thức. HS phát huy tính tích cực trong giờ học và cả trong giờ sinh hoạt ngoại khóa.
Ô chữ:
H
Ạ
T
N
N
N
O
G
L
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
H
Â
N
N
G
U
P
R
Ô
T
Ô
N
1
9
2
0
E
L
H
Ó
H
A
I
U
Y
Ê
N
S
Ố
K
Ự
C
H
B
Y
Ê
N
A
H
Ọ
C
T
Ử
S
Ố
H
Ố
I
Ạ
T
N
H
Â
96
T
Ử
N
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
Đáp án từ khóa: KHỐI LƯỢNG NGUYÊN TỬ.
Câu hỏi cho các từ hàng ngang và từ khóa:
Hàng ngang thứ 1: Phát hiện vĩ đại nhất của Rutherford ở Manchester cũng là phát
hiện vĩ đại nhất cả đời ông, là về cấu tạo gì? (15 ô chữ)
Hàng ngang thứ 2: Rutherford gọi tên các hạt nhân hiđrô là gì? (06 ô chữ)
Hàng ngang thứ 3: Rutherford gọi tên các hạt nhân hiđrô là prôtôn vào năm nào?
(04 ô chữ)
Hàng ngang thứ 4: Năm 1908, nhà vật lí học Rutherford đã được tặng giải thưởng
cao quí gì? (11 ô chữ)
Hàng ngang thứ 5: Có mấy loại nuclôn? (03 ô chữ)
Hàng ngang thứ 6: Trong Bảng tuần hoàn Mendeleev, Z được gọi là gì? (10 ô
chữ)
Hàng ngang thứ 7: Tổng số các nuclôn trong hạt nhân gọi là gì? (06 ô chữ)
Hàng ngang thứ 8: Lực tương tác giữa các nuclôn trong hạt nhân là lực hút, gọi là
gì? (10 ô chữ)
Từ khóa: Từ những ô chữ gợi ý được tô màu (không tính dấu câu), hãy đoán xem
từ khóa là gì? (17 ô chữ). Nếu số lượng các hàng ngang được mở ra ít hay HS không thể
đoán xem từ khóa là gì thì tôi có thể cung cấp thêm một thông tin là “đơn vị này còn gọi
là đơn vị cacbon ”.
3. MARIE SKLOĐOPXKA-CURIE VÀ NHỮNG PHÁT HIỆN VỀ CHẤT
PHÓNG XẠ (1867 - 1934)
Trong các nguyên tố tự nhiên mà loài người đã phát hiện, Rađi (Ra) là một nguyên
tố khiến mọi người cảm thấy sửng sốt. Nó tồn tại với trữ lượng rất nhỏ trong Trái Đất,
nhưng công dụng lại rất lớn, tự nó có thể phát sáng, tỏa nhiệt, hàm chứa năng lượng rất
lớn,... Nguồn năng lượng nguyên tử ngày nay đã được bắt đầu sử dụng, sau phát hiện ra
nguyên tố Rađi.
Rađi – nguyên tố kì lạ đó, do nhà nữ khoa học Marie Sklođopxka – Curie, người
Ba Lan, phát hiện vào cuối thế kỉ XIX, đầu thế kỉ XX. Những nghiên cứu của bà về
nguyên tố Rađi và các nguyên tố phóng xạ khác, đã mở ra con đường thênh thang cho
loài người đi tới thời đại nguyên tử.
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
97
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
ĐIỀU NGẠC NHIÊN VỚI CÁC GIÁO SƯ PHÁP
Ngày 03 tháng 11 năm 1891, ngày đầu tiên một năm học mới ở khoa Lí, trường
Đại học Soocbon (Sorbone) ở Paris. Một nữ sinh ăn mặc rất giản dị, nghiêm trang, đàng
hoàng bước tới chỗ báo danh. Trên đơn báo danh nhập học có hàng chữ ngay ngắn, viết
bằng Pháp văn, ghi tên nữ sinh đó Marie Sklođopxka. Marie xúc động khôn tả, bởi đã
phải khắc phục muôn vàn khó khăn, trắc trở, cuối cùng mới bước được tới giảng đường
đại học mà mình hằng mong đợi.
Marie Sklođopxka Curie sinh ngày 07 tháng 11 năm 1867, tại Thủ đô Vacxava, Ba
Lan. Cha bà là GV trung học bị thất sủng, gia cảnh nghèo túng. Đất nước Ba Lan thời đó
lại đang rên xiết dưới ách đô hộ của nước Nga Sa hoàng. Từ nhỏ, Marie đã tự tôi luyện
nên cho mình tính cách kiên cường và khả năng sống độc lập.
Marie đã phấn đấu, khổ luyện học tập để tốt nghiệp trung học xuất sắc, được nhận
huân chương vàng. Song muốn học lên bậc đại học thì chỉ có cách đi du học ở nước
ngoài vì ở Ba Lan thời đó phụ nữ không được thi vào đại học. Làm sao có tiền để đi du
học? Marie đã bàn với người chị ruột thực hiện kế hoạch: Marie đi làm gia sư kiếm tiền
cho chị du học ở Pháp trước, đợi chị học xong, nhận được việc làm, có tiền thì đón Marie
sang Pháp học. Thế là ngày chị của Marie lên đường du học cũng là ngày Marie về một
làng quê làm gia sư. Và rồi năm năm sau, chị của Marie học xong Đại học Y khoa ở Pháp
gửi tiền cho Marie thì đến lượt Marie sang Pháp học,...
Ở trường Đại học Sorbone, Marie nhanh chóng trở thành sinh viên xuất sắc đặc
biệt, luôn đứng đầu lớp trong mọi kì thi kiểm tra. Nhập học sau hai năm, Marie đã hoàn
toàn tự tin tham gia kì thi lấy bằng cử nhân vật lí và đỗ đầu trong số 30 người dự thi.
Năm 1894, Marie lại thi và nhận được bằng cử nhân toán học. Thành tích học tập của bà
khiến các giáo sư cũng cảm thấy ngạc nhiên. Mọi người đều muốn hiểu xem bà đã học
hành như thế nào?
Ở Paris, cũng như các sinh viên nghèo khác, Marie sống rất khắc khổ với số tiền
mỗi tháng cha gửi cho: 40 rúp (tiền Ba Lan). Mọi chi phí sách vở, ăn uống, quần áo, tiền
thuê phòng trọ,... đều vẻn vẹn trông vào số tiền nhỏ nhoi đó. Bà phải thuê một căn phòng
nhỏ sát mái không có lò sưởi trong mùa đông tuyết rơi lạnh giá,... Để tiết kiệm dầu đèn
và để có thể ấm áp một chút, mỗi buổi tối bà đều tới học ở thư viện gần nhà cho tới 10
giờ đêm – giờ đóng cửa của thư viện đó. Sau khi trở về căn phòng trọ, bà lại học tới 2 giờ
sáng. Những đêm đông giá lạnh, bà phải đắp tất cả quần áo đã cũ nát, lại còn kéo cả chiếc
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
98
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
ghế ngồi duy nhất trong phòng đè lên chiếc chăn của mình, để mong có được chút hơi
ấm, qua đêm,...
Sau đó nhiều năm, khi đã là nhà khoa học nổi tiếng, nhớ lại cuộc sống thời sinh
viên của mình, Marie nói:
- Cũng có khi tôi cảm thấy cô đơn, nhưng thông thường vẫn là niềm say mê vui
sướng được học tập tràn ngập trong lòng tôi. Tôi đem tất cả tinh lực tập trung cho học
tập.
Sau khi học xong đại học với thành tích xuất sắc, Marie được bạn bè trong nước
giúp đỡ xin cho học bổng lưu HS Ba Lan để có thể ở lại Paris thêm một năm nữa, tiếp tục
công việc nghiên cứu chuẩn bị luận văn thạc sĩ. Năm 1896, bà đã thi đỗ, trở thành thạc sĩ
vật lí.
BUỔI TỐI LẤP LÁNH HUỲNH QUANG
Là một nhà vật lí trẻ, có nhiều triển vọng, Marie nhận được một hợp đồng của một
hiệp hội khoa học: “Nghiên cứu xác định từ tính của các kim loại”. Trong khi đi tìm một
phòng thí nghiệm có điều kiện tương đối tốt để thực hiện hợp đồng, bà đã quen biết nhà
vật lí trẻ nổi tiếng, người Pháp là Pie Curie vào đầu năm 1894. Năm 1895, họ đã thành vợ
chồng. Năm đó, Marie 28 tuổi. Về sau, mọi người đều tôn kính gọi bà là: “Curie phu
nhân”. Ngày 25 tháng 6 năm 1903, Marie Curie, lúc đó 36 tuổi, đã bảo vệ thành công
luận án tiến sĩ khoa học “Nghiên cứu chất có phóng tia xạ”, vinh dự nhận được học vị
tiến sĩ.
Marie đã chọn đề tài đó, do đọc một báo cáo khoa học của Becquerel. Viết năm
1896, nêu rằng: “Uran và hợp chất của Uran có một tính năng đặc biệt là có thể tự động,
liên tục phóng ra những tia xạ không nhìn thấy bằng mắt thường. Loại tia xạ đó không
giống với ánh sáng thông thường, lại cũng không giống như tia X mà Röntgen phát hiện
vào năm 1895, có thể tự động phát sinh từ quặng than và muối Uran”.
Tia xạ bí mật đó hấp dẫn sự chú ý của Marie. Bà trăn trở suy nghĩ: “Uran và hợp
chất của nó có thể không ngừng phóng ra tia xạ, bức xạ năng lượng ra phía ngoài. Vậy
thì số lượng ấy từ đâu đưa lại? Tính chất của tia xạ này có gì khác với các tia xạ đã
biết?”. Thế là bà chọn đề tài nghiên cứu đó.
Đề tài đã chọn nhưng làm thế nào để nghiên cứu?
Trong một gian nhà kho cũ nát, lạnh lẽo, Marie đã bắt đầu nghiên cứu của mình.
Đầu tiên là cần tìm ra một phương pháp đơn giản đo chuẩn xác tia xạ của Uran. Bà đã tự
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
99
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
thiết kế được một dụng cụ đo tia xạ của Uran. Qua nhiều lần đo, bà phát hiện: “Cường độ
tia xạ của Uran là tỉ lệ thuận với hàm lượng Uran trong quặng song song lại không phụ
thuộc gì với trạng thái tồn tại của Uran và những điều kiện bên ngoài”. Bà lại nghĩ: “Có
căn cứ nào để cho rằng chỉ duy nhất có Uran là nguyên tố hóa học có thể phóng ra tia xạ
này? Vì sao các nguyên tố khác không có khả năng như vậy? Phải chăng, Becquerel phát
hiện ra Uran có tia xạ này chỉ là phát hiện ngẫu nhiên? Nên chăng thử tìm cả ở những
nơi khác?”.
Marie quyết định kiểm tra một lượt tất cả những nguyên tố hóa học đã biết cùng
các hợp chất của nó. Quả nhiên, có một nguyên tố là Thori và hợp chất của nó cũng có
thể tự động phóng ra tia xạ không nhìn thấy bằng mắt thường. Qua đó, Marie Curie cho
rằng nên gọi hiện tượng này là hiện tượng phóng xạ, và nguyên tố có tính phóng xạ như
Uran, Thori, nên gọi chung là nguyên tố phóng xạ, gọi những tia xạ không nhìn thấy đó là
tia phóng xạ.
Marie đã tập trung nghiên cứu những khoáng chất có tính phóng xạ, đo lường
chính xác cường độ phóng xạ của chúng. Trong một loại quặng Uran (oxit uranium thiên
nhiên), bà đo được cường độ phóng xạ còn mạnh hơn nhiều của Uran và đoán rằng:
“Trong quặng đó nhất định có chứa một loại nguyên tố chưa biết, có tính phóng xạ còn
mạnh hơn Uran. Hàm lượng nguyên tố chưa biết đó nhất định rất nhỏ, chỉ không tới 1%
mà thôi!”.
Để tìm nguyên tố chưa biết, có tính phóng xạ còn mạnh hơn Uran và hàm lượng
rất nhỏ đó, Pie Curie đã cùng Marie hợp sức chiến đấu. Họ căn cứ vào đặc điểm có tính
phóng xạ rất mạnh của nguyên tố mới, sáng tạo phương pháp chiết tách nó từ quặng.
Cuối cùng họ đã phân li ra nguyên tố hóa học mới cùng với Bismut và đo được
tính phóng xạ của nó vượt xa của Uran. Họ đặt tên nó là Ploni, để kỉ niệm Tổ quốc Ba
Lan của Marie (Plogne tức là Ba Lan). Nguyên tố này được đặt vào ô 84 trong bảng tuần
hoàn các nguyên tố hóa học.
Một bộ phận chất hỗn hợp với Bari được phân li từ quặng Uran cũng thể hiện tính
phóng xạ dị thường. Qua mấy tháng làm việc khẩn trương, họ đã tách ra được một lượng
rất ít và rất không thuần hợp chất clorua của nguyên tố mới đó. Họ đặt tên nguyên tố mới
này là Rađi (nghĩa là phát xạ) vào năm 1898.
Phát hiện nguyên tố mới là điều rất đáng mừng, song việc họ chưa luyện chế ra
được nguyên tố mới cũng làm không ít người tỏ ra hoài nghi. Thế là vợ chồng Curie
quyết tâm phải chế ra cho được Rađi thuần khiết.
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
100
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
Họ đã phải chiến đấu ròng rã 4 năm, xử lí trên 30 tấn quặng Uran mới chế được 1
gam Rađi tinh khiết, xác định được khối lượng nguyên tử của Rađi là 225.
Vào cái hôm cuối cùng của 4 năm lao động đầy cực nhọc đó, Marie nói với chồng:
- Buổi tối hôm nay là buổi tối rảnh rỗi đầu tiên của chúng ta. Pie, anh nghĩ xem,
chúng ta nên nghỉ ngơi thế nào đây?
- Anh vẫn nghĩ hoài tới... “nó” – Pie đáp nhẹ nhàng.
- Em cũng thế! Lúc này ở phòng thí nghiệm đang có những tinh thể cuối cùng của
Rađi clorua!
- Em có nhớ không? Bốn năm trước, chúng ta đã tưởng tượng thế nào về “nó”. Nó
có dáng vẻ ra sao nhỉ? Hẳn là phải có màu sắc tuyệt đẹp!
- Đi đi anh! Đêm đẹp thế này, chúng ta đi bộ đi!
Marie thích thú nắm tay chồng, nói tiếp:
- Đúng, đúng! Hãy tới phòng thí nghiệm!
Tới bên ngoài phòng thí nghiệm Marie mới nói:
- Đừng thắp đèn, Pie!
Họ cùng tới ngồi xuống chiếc ghế dài, chăm chú ngắm nhìn ánh sáng màu lục nhạt
lấp lánh của Rađi, có ở khắp nơi trong phòng thí nghiệm. Trên bàn, trên giá đỡ, trong nồi
cô đặc,...
Marie thốt lên khe khẽ:
- Thật đẹp mê hồn! Em sẽ mãi mãi cho tới khi từ giã cõi đời, không bao giờ quên
“Buổi tối lấp lánh huỳnh quang” này!
Phát hiện ra Rađi đã khích lệ giới khoa học tiến hơn một bước tìm ra nhiều tính
chất mới của tia phóng xạ, đồng thời nhận thức ra rằng quan niệm nguyên tố hóa học có
tính bất biến là không chính xác, nhận thức rằng nguyên tử không thể phân chia cũng là
sai! Phát hiện ra Rađi có ý nghĩa quan trọng, thúc đẩy sự phát triển lí luận khoa học và cả
về ứng dụng thực tiễn. Năm 1903 vợ chồng Curie, cùng với Becquerel được trao tặng
chung giải thưởng Nobel về Vật lí.
Điều bất hạnh là ngày 19 tháng 4 năm 1906, Pie Curie bị xe ngựa đè chết. Marie
đau đớn khôn tả, phải một mình gánh vác công việc của hai người. Công việc nghiên cứu
Rađi vẫn tiếp tục và thu được những thành tựu mới. Năm 1911, Marie được tặng giải
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
101
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
thưởng Nobel lần thứ 2 – điều mà trước đó chưa hề nhà khoa học nào đạt được vinh dự
lớn lao như vậy.
“TẤT CẢ THUỘC VỀ LOÀI NGƯỜI”
Những thành quả vang dội trong nghiên cứu của Marie khiến nhiều nước, nhiều
trường đại học mời bà tới diễn giảng. Bà đều mang tri thức thu nhận được trình bày tất
cả, không hề “giữ tủ” riêng cho mình, không hề nghĩ tới danh lợi cá nhân mình. Bà không
hề xin chính phủ bản quyền sở hữu độc quyền về cách chế tạo Rađi. Tiền thưởng khi
được tặng giải thưởng Nobel bà cũng đem tặng phần lớn. Tới 1 gam Rađi đã tốn bao tâm
huyết, sức lực mới tách chiết được, trị giá hàng trăm vạn USD, bà cũng đem tặng cho
một đơn vị nghiên cứu Rađi để nghiên cứu chữa bệnh ung thư. Bà đã từng nói:
- Nhà vật lí cần phát biểu toàn bộ thành quả nghiên cứu của mình. Phát hiện của
chúng tôi chẳng qua chỉ là ngẫu nhiên có công dụng có tính thương nghiệp. Rađi đã có
lợi trong chữa bệnh cho con người thì tôi thấy cá nhân chúng tôi không thể dựa vào đó để
làm giàu. Nếu chúng tôi độc quyền sử dụng, không công bố phương pháp chế Rađi thì đã
vi phạm tinh thần khoa học. Khoa học phải vì đại chúng mà phục vụ. Nó phải thuộc loài
người tất cả!
Sau khi chồng bà qua đời đột ngột, Chính phủ Pháp hỏi ý bà về việc muốn cấp
một khoản trợ cấp lớn cho bà và con bà. Bà đã khảng khái từ chối:
- Tôi không cần tiền trợ cấp. Tôi còn đủ sức làm việc để duy trì cuộc sống của
mình và con cái!
Tháng 5 năm 1920, một nhà báo nữ nổi tiếng tới thăm bà, có hỏi:
- Nếu như đem mọi thứ trên thế giới để bà chọn thì bà muốn chọn thứ gì nhất?
Sau một lát do dự, bà nói:
- Bây giờ tôi lại cần 1 gam Rađi để nghiên cứu một đề tài khoa học. Tiếc là với tôi,
giá của nó là quá đắt!
Nhà báo nữ Mĩ rất xúc động. Sau khi trở về Mĩ, bà ta đã lập hội quyên tiền mua
tặng Marie 1 gam Rađi. Một năm sau, Marie được mời sang Mĩ và đích thân Tổng thống
đời thứ 29 của Mĩ là Warren Gamarie Harding đã trao tặng bà một gam Rađi, kèm theo
một chứng thư về việc trao tặng nó cho bà.
Đâu ngờ, Marie đã yêu cầu sửa lại chứng thư. Bà nói:
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
102
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
- Quà tặng 1 gam Rađi của nước Mĩ nên thuộc về khoa học, nên ghi là tặng cho
phòng thí nghiệm của Marie. Nếu ghi như hiện tại thì có ý là sau khi tôi chết, số Rađi đó
là của tư nhân, là tài sản của con gái tôi. Thế thì không nên!
Người ta phải thảo một chứng thư phụ để đáp ứng yêu cầu cao cả đó của Marie.
Thứ bà muốn để lại cho con cái là của cải tinh thần, chứ không phải là những đồng tiền
vàng! Noi theo gương hiến thân tất cả vì khoa học của bà, người con gái của bà (Iren
Jolio Curie) đã cùng với chồng phát hiện một nguyên tố phóng xạ mới và được tặng giải
thưởng Nobel về Hóa học vào năm 1935.
Bà lại tiếp tục nghiên cứu, viết bài cho các tạp chí khoa học. Nhưng bệnh tật cứ
làm hao mòn sức khỏe của bà, bà bị bệnh ung thư. Các bác sĩ cho biết, bà bị trúng độc
Rađi. Do bị bức xạ lâu dài, nội tạng của bà bị tổn thương nghiêm trọng. Marie Curie,
người phụ nữ lao động không mệt mỏi, cuối cùng đã chịu yên nghỉ. Buổi sáng ngày 13
tháng 7 năm 1934 trái tim cao cả của bà ngừng đập. Thi hài của bà được mai táng tại
ngoại ô Paris, bên cạnh Pie Curie. Năm 1995, tro xương của bà được đưa vào điện
Panthéon, bà trở thành người phụ nữ đầu tiên được an nghỉ tại đâu vì cống hiến to lớn của
mình.
Nhà vật lí vĩ đại Einstein đã nói về Marie Sklođopxka Curie: “Trong tất cả những
điều ca ngợi, thanh danh của Curie phu nhân là mãi mãi không bao giờ mờ phai!”. [18,
tr. 217 - 227]
4. CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM HOẠT ĐỘNG SINH HOẠT CHUYÊN ĐỀ
BÀI 53 PHÓNG XẠ
Câu hỏi 1: Những nghiên cứu của Marie Curie về nguyên tố nào đã mở ra con
đường thênh thang cho loài người đi tới thời đại nguyên tử?
A. Urani.
C. Rađi.
B. Uran.
D. Pôlôni.
Câu hỏi 2: Marie Curie chỉ nhận duy nhất một giải thưởng Nobel năm 1903, đúng
hay sai?
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
103
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
A. Đúng.
B. Sai.
Không đúng.
Vì bà Marie Curie nhận một giải thưởng Nobel về Vật lí năm 1903. Ngoài ra, bà
còn nhận giải thưởng Nobel về Hóa học năm 1911 cho việc khám phá ra hai nguyên tố
hóa học rađium và pôlônium.
Câu hỏi 3: Marie Curie được mời sang Mĩ và đích thân Tổng thống của Mĩ là
Warren Gamarie Harding đã trao tặng bà một gam Rađi. Vị Tổng thống Mĩ ấy là đời thứ
mấy?
A. 28.
B. 29.
C. 30.
D. 31.
Câu hỏi 4: Ngày 25 tháng 6 năm 1903, Marie Curie, lúc đó 36 tuổi, đã bảo vệ
thành công luận án tiến sĩ khoa học mang tên
A. “Nghiên cứu chất có phóng tia xạ”.
B. “Nghiên cứu các chất phóng xạ”.
C. “Nghiên cứu các chất phóng xạ là rađi và pôlôni”.
D. “Nghiên cứu sự hình thành các tia phóng xạ”.
Câu hỏi 5: Trong một loại quặng Uran (oxit uranium thiên nhiên), bà đo được
cường độ phóng xạ còn mạnh hơn nhiều của Uran và đoán rằng: “Trong quặng đó nhất
định có chứa một loại nguyên tố chưa biết, có tính phóng xạ còn mạnh hơn Uran. Hàm
lượng nguyên tố chưa biết đó nhất định rất nhỏ, chỉ không tới 1% mà thôi!”. Nguyên tố
được nhắc tới trong đoạn văn trên sau này được đặt tên là gì?
A. Ploni.
B. Rađôn.
C. Rađi.
D. Urani.
Câu hỏi 6: Tên nguyên tố Rađi có nghĩa là gì?
A. Bức xạ.
B. Phát xạ.
C. Phóng xạ.
D. Độ phóng xạ.
Câu hỏi 7: Marie Curie, Pie Curie đã phải chiến đấu ròng rã 4 năm, xử lí trên 30
tấn quặng Uran mới chế được bao nhiêu gam Rađi tinh khiết?
A. 01 gam.
B. 02 gam.
C. 03 gam.
D. 05 gam.
Câu hỏi 8: Để có 01 gam Rađi thì Marie Curie tốn bao tâm huyết, sức lực mới
tách chiết được, trị giá hàng trăm vạn USD, bà Marie Curie cũng đem tặng cho một đơn
vị nghiên cứu Rađi để nghiên cứu điều gì?
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
civ
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
A. Nghiên cứu chữa bệnh thừa hoặc thiếu chất nào đó trong cơ thể.
B. Nghiên cứu chữa bệnh ung thư.
C. Nghiên cứu xác định niên đại các cổ vật.
D. Nghiên cứu xác định tuổi của các mẩu xương động vật.
Câu hỏi 9: Marie Curie quyết định gọi những tia xạ không nhìn thấy là tia phóng
xạ, đúng hay sai?
A. Đúng.
B. Sai.
Câu hỏi 10: Năm 1903 vợ chồng Curie, cùng với nhà bác học nào sau đây được
trao tặng chung giải thưởng Nobel về Vật lí?
A. Pauli.
B. Rutherford.
C. Otto Hann.
D. Becquerel.
5. BIÊN NIÊN CÁC NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN NĂNG LƯỢNG HẠT
NHÂN
Thập niên 1940
- 02/12/1942. Phản ứng hạt nhân dây chuyền tự duy trì đầu tiên xảy ra tại
trường Đại học Chicago.
- 16/7/1945. Đặc vụ Manhattan của quân đội Mĩ thử quả bom nguyên tử đầu
tiên tại Alamogordo, New Mexico, dưới tên gọi mật Dự án Manhattan.
- 06/8/1945. Quả bom nguyên tử mang tên Thằng gầy thả xuống Hiroshima,
Nhật Bản. Ba ngày sau, một quả bom nữa, Gã béo, thả xuống Nagasaki, Nhật Bản.
Nước Nhật đầu hàng hôm 15/8, kết thúc Thế chiến thứ hai.
- 01/8/1946. Chương trình hành động Năng lượng nguyên tử 1946 (của Mĩ) lập
ra Ủy ban Năng lượng nguyên tử (AEC) để điều khiển sự phát triển năng lượng hạt
nhân và khảo sát những ứng dụng hòa bình của năng lượng hạt nhân.
- 06/10/1947. AEC lần đầu tiên nghiên cứu khả năng sử dụng hòa bình của
năng lượng nguyên tử, đưa ra một bản báo cáo vào năm sau đó.
- 01/3/1949. AEC công bố chọn một địa điểm ở Idaho xây dựng nhà máy thử
nghiệm lò phản ứng quốc gia.
Thập niên 1950
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
cv
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
- 20/12/1951. Ở Arco, Idaho, Lò phản ứng tái sinh thực nghiệm 1 lần đầu tiên
sản sinh điện năng từ năng lượng hạt nhân, thắp sáng bốn bóng đèn.
- 14/6/1952. Con tàu ngầm hạt nhân đầu tiên của Hải quân Nautilus, đặt tại
Groton, Connecticut.
- 30/3/1953. Nautilus bắt đầu khởi động những đơn vị hạt nhân đầu tiên của nó.
- 08/12/1953. Tổng thống Eisenhower đọc bài phát biểu “Nguyên tử cho Hòa
bình” trước Liên hiệp quốc. Ông kêu gọi sự hợp tác quốc tế mạnh mẽ hơn nữa nhằm
phát triển năng lượng nguyên tử vì mục đích hòa bình.
- 30/8/1954. Tổng thống Eisenhower kí Luật Năng lượng nguyên tử năm 1954,
lần bổ sung quan trọng đầu tiên của Luật Năng lượng nguyên tử ban đầu, cho phép
chương trình năng lượng hạt nhân dân sự tiếp cận gần hơn với công nghệ hạt nhân.
- 10/01/1955. AEC công bố Chương trình Lò phản ứng cấp điện, theo đó AEC
và ngành công nghiệp sẽ hợp tác trong việc xây dựng và điều hành các lò phản ứng
điện hạt nhân thực nghiệm.
- 17/7/1955. Arco, Idaho, thị tứ 1000 dân, trở thành thị tứ đầu tiên được cấp
điện bằng năng lượng hạt nhân, lò phản ứng nước sôi thực nghiệm BORAX III.
- Từ ngày 08 đến 20/8/1955. Geneva, Thụy Sĩ, chủ trì Hội nghị quốc tế lần thứ
nhất của Liên hiệp quốc về Công dụng hòa bình của năng lượng nguyên tử.
- 12/7/1957. Tổ hợp hạt nhân dân sự đầu tiên cấp điện bởi Lò phản ứng thí
nghiệm Natri ở Santa Susana, California. Nhà máy ấy cấp điện cho đến năm 1966.
- 02/9/1957. Đạo luật Price-Anderson đảm bảo tài chính cho dân chúng và giấy
phép AEC cùng các nhà thầu nếu xảy ra một tai nạn bất ngờ tại một nhà máy điện hạt
nhân.
- 01/10/1957. Liên hiệp quốc thành lập Cơ quan Năng lượng Nguyên tử quốc tế
(IAEA) ở Vienna, Áo, để xúc tiến việc sử dụng hòa bình của năng lượng hạt nhân và
chống sự truyền bá vũ khí hạt nhân trên khắp thế giới.
- 02/12/1957. Nhà máy điện hạt nhân qui mô lớn đầu tiên trên thế giới bắt đầu
hoạt động tại Shippingport, Pennsylvania. Nhà máy đạt tới công suất trọn vẹn ba tuần
sau đó và cấp điện cho khu vực Pittsburgh.
- 22/5/1958. Bắt đầu chế tạo con tàu buôn chạy bằng năng lượng hạt nhân đầu
tiên trên thế giới, N.S. Savannah, ở Camden, New Jersey. Con tàu được hạ thủy ngày
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
cvi
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
21/7/1959.
- 15/10/1959. Nhà máy điện hạt nhân Dresden-1 ở Illinois, nhà máy điện hạt
nhân đầu tiên ở nước Mĩ xây dựng ngoài ngân sách nhà nước, đạt tới phản ứng hạt
nhân tự duy trì.
Thập niên 1960
- 19/8/1960. Nhà máy điện hạt nhân thứ ba của Mĩ, Nhà máy điện hạt nhân
Yankee Rowe, đạt tới phản ứng hạt nhân tự duy trì.
- Đầu những năm 1960. Lần đầu tiên các nhà máy điện hạt nhân cỡ nhỏ được
sử dụng ở những nơi xa xôi để cấp điện cho các trạm khí tượng và hải đăng trong
hàng hải.
Tàu ngầm nguyên tử đầu tiên - Nautitlus
N.S. Savannah
- 22/11/1961. Hải quân Mĩ hạ thủy con tàu lớn nhất thế giới, U.S.S Enterprise.
Nó là một tàu sân bay cấp điện hạt nhân có khả năng ở tốc độ lên tới 30 knot với
quãng đường lên tới 400.000 dặm (740.800 km) mà không cần nạp lại nhiên liệu.
- 26/8/1964. Tổng thống Lyndon B. Johnson kí Đạo luật Quyền tư hữu Các chất
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
cvii
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
liệu Hạt nhân đặc biệt, cho phép ngành công nghiệp điện hạt nhân được sở hữu nhiên
liệu trong các đơn vị nhà máy của mình. Sau ngày 30/6/1973, quyền tư hữu nhiên liệu
uranium là bắt buộc.
- 12/12/1963. Công ti Điện và Bóng đèn Trung Jersey công bố được ủy nhiệm
nhà máy điện hạt nhân Oyster Creek, lần đầu tiên một nhà máy hạt nhân được xem là
một lựa chọn mang tính kinh tế so với một nhà máy nhiên liệu hóa thạch.
- 03/10/1964. Ba con tàu nổi trên biển cấp điện bằng hạt nhân, Enterprise, Long
Beach, và Bainbridge, hoàn thành “Cuộc hành quân biển”, một hành trình vòng quanh
thế giới.
- 03/4/1965. Lò phản ứng hạt nhân đầu tiên trong không gian (SNAP-10A)
được nước Mĩ phóng lên quĩ đạo. SNAP là viết tắt của Systems for Nuclear Auxiliary
Power (Hệ thống phát điện hạt nhân bổ trợ).
Thập niên 1970
- 05/3/1970. Mĩ, Anh, Liên Xô và 45 quốc gia khác phê chuẩn Hiệp ước Không
phổ biến Vũ khí hạt nhân.
- 1971. 22 nhà máy điện hạt nhân thương mại hoạt động trên khắp nước Mĩ.
Chúng sản xuất ra 2,4% điện năng của nước Mĩ lúc ấy.
- 1973. Các công ti Mĩ đăng kí 41 nhà máy điện hạt nhân, con số kỉ lục trong
một năm.
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
cviii
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
Một pin nguyên tử đã hoạt động liên tục trên Mặt Trăng trong ba năm. Nhà máy
điện hạt nhân đến Mặt Trăng lần đầu tiên vào hôm 19/11/1969, khi các nhà du hành
Apollo 12 triển khai máy phát hạt nhân SNAP-27 của AEC trên bề mặt Mặt Trăng.
- 1974. Nhà máy điện hạt nhân 1000MW đầu tiên đi vào phục vụ Commonwealh Edison’s Zion 1.
- 11/10/1974. Đạo luật Cơ cấu lại Năng lượng năm 1974 phân chia các chức
năng AEC giữa hai cơ quan mới - Ban điều hành Nghiên cứu và Phát triển Hạt nhân
(ERDA) thực hiện chức năng nghiên cứu và phát triển, và Ủy ban Điều phối Hạt nhân
(NRC) đảm đương vai trò điều phối điện hạt nhân.
- 07/4/1977. Tổng thống Jimmy Carter công bố nước Mĩ sẽ hoãn vô thời hạn
các kế hoạch tái xử lí nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng.
- 04/8/1977. Tổng thống Carter kí Đạo luật Tổ chức Bộ Năng lượng, chuyển
các chức năng ERDA sang cơ quan mới - Bộ Năng lượng (DOE).
- 01/10/1977. DOE bắt đầu hoạt động.
- 28/3/1979. Tai nạn thảm khốc nhất trong lịch sử điện hạt nhân thương mại của
nước Mĩ xảy ra tại nhà máy điện hạt nhân Three Mile Island ở gần Harristburgh,
Pennsylvania. Tai nạn có nguyên nhân do mất chất lỏng làm nguội từ lõi lò phản ứng
do trục trặc kĩ thuật và lỗi con người. Không ai bị tổn thương và không có sự chiếu xạ
quá mức nào từ vụ tai nạn. Cuối năm ấy, NRC đã đưa ra các qui định an toàn lò phản
ứng nghiêm khắc hơn và các thủ tục thanh kiểm tra chặt chẽ hơn nhằm tăng cường sự
an toàn của hoạt động của lò phản ứng.
- 1979. 72 lò phản ứng được cấp phép, sản xuất 12% điện năng thương mại của
nước Mĩ.
Thập niên 1980
- 26/3/1980. DOE khởi động chương trình nghiên cứu và phát triển Three Mile
Island nhằm phát triển công nghệ tháo rời và lấy nhiên liệu ra khỏi lò phản ứng đã bị
phá hủy. Chương trình tiếp tục trong 10 năm và đã mang lại nhiều tiến bộ quan trọng
trong việc phát triển công nghệ an toàn hạt nhân mới.
- 01/10/1982. Sau 22 năm phục vụ, nhà máy điện Shipingport ngừng hoạt động.
Việc tháo dỡ hoàn thành trong năm 1989.
- 07/01/1983. Luật chính sách chất thải hạt nhân (NWPA) đưa ra một chương
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
cix
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
trình tìm một địa điểm chôn chất thải hạt nhân có độ phóng xạ cao, trong đó có nhiên
liệu đã qua sử dụng từ nhà máy điện hạt nhân ra. Đạo luật cũng đề ra mức phí đối với
những người sở hữu và những người tạo ra chất thải phóng xạ và nhiên liệu đã qua sử
dụng, họ phải trả các chi phí của chương trình.
- 1983. Điện hạt nhân phát ra sản lượng nhiều hơn điện khí.
- 1984. Nguyên tử trở thành nguồn điện năng lớn thứ hai, sau than đá. 83 lò
phản ứng điện hạt nhân cung cấp khoảng 14% điện năng tiêu thụ ở nước Mĩ.
- 1985. Viện Điều phối Năng lượng Hạt nhân thành lập một trường đào tạo cấp
quốc gia nhằm đào tạo nhân lực cho các nhà máy điện hạt nhân.
- 1986. Nhà máy hạt nhân Perry ở Ohio trở thành nhà máy điện hạt nhân thứ 100
của Mĩ đi vào hoạt động.
- 26/4/1986. Sai lầm trong điều khiển đã gây ra hai vụ nổ tại nhà máy điện hạt
nhân Chernobyl số 4 ở Liên Xô cũ. Lò phản ứng đặt trong một tòa nhà chứa không
tương xứng, và những lượng lớn bức xạ đã thoát ra ngoài. Một nhà máy có thiết kế
như vậy sẽ không được cấp phép ở Mĩ.
- 22/12/1987. Luật Chính sách Chất thải Hạt nhân (NWPA) được sửa đổi.
Thượng viện yêu cầu DOE chỉ nghiên cứu tiềm năng của đỉnh núi Yucca, Nevada, địa
điểm dành để chôn chất thải hạt nhân phóng xạ cao.
- 1988. Nhu cầu điện năng ở Mĩ cao hơn 50% so với năm 1973.
- 1989. 109 nhà máy điện hạt nhân cung cấp 19% điện năng sử dụng ở nước Mĩ,
46 nhà máy đi vào phục vụ trong thập niên này.
- 18/4/1989. NRC đề xuất một kế hoạch chứng nhận thiết kế lò phản ứng, và
giấy phép xây dựng hoạt động kết hợp.
Thập niên 1990
- Tháng 3/1990. DOE công bố một sáng kiến chung nhằm cải thiện tình hình an
toàn hoạt động của các nhà máy điện hạt nhân ở Liên Xô cũ.
- 1990. 110 nhà máy điện hạt nhân ở Mĩ lập kỉ lục về lượng điện phát ra, vượt
qua tổng công suất của tất cả các nhà máy chạy nhiên liệu cộng lại.
- 19/4/1990. Kiện nhiên liệu bị phá hủy cuối cùng tháo dỡ từ nhà máy điện hạt
nhân Three Mile Island được chuyển tới một cơ sở trực thuộc DOE ở Idaho để nghiên
cứu và cất trữ tạm thời. Năm này cũng kết thúc chương trình nghiên cứu và phát triển
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
cx
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
Three Mile Island kéo dài 10 năm của DOE.
- 1991. 111 nhà máy điện hạt nhân hoạt động ở Mĩ có tổng công suất lên tới
99.673 MW. Chúng sản xuất gần 22% điện năng thương mại ở nước Mĩ.
- 1992. 110 nhà máy điện hạt nhân sản xuất gần 22% tổng điện năng của nước
Mĩ.
- 26/02/1992. DOE kí thỏa thuận hợp tác với ngành công nghiệp hạt nhân đồng
tài trợ cho việc phát triển các thiết kế chuẩn cho các lò phản ứng nước nhẹ tiên tiến.
- 24/10/1992. Đạo luật Chính sách Năng lượng 1992 được kí thành luật. Đạo
luật đã mang lại một số thay đổi quan trọng trong tiến trình cấp phép cho nhà máy
điện hạt nhân.
- 02/12/1992. Lễ kỉ niệm lần thứ 50 thí nghiệm Fermi lịch sử được truyền hình
đến khắp thế giới.
Nhà máy điện hạt nhân tại Fort Calhoun, Nebraska
- 30/3/1993. Tập đoàn thiết bị hạt nhân Mĩ, Advanced Reactor Cooperation
(ARC) kí một hợp đồng với Tập đoàn Điện lực Westinghouse thực hiện nghiên cứu kĩ
thuật cho một lò phản ứng nước áp lực tiên tiến, đã chuẩn hóa, công suất 600MW. Tài
trợ cho nhà máy thế hệ mới này là ARC, Westinghouse và DOE.
- 06/9/1993. Tập đoàn thiết bị hạt nhân Mĩ, ARC, kí một hợp đồng với Công ti
Điện lực General Electric cùng chia sẻ chi phí, các chi tiết kĩ thuật cho một nhà máy
điện hạt nhân tiên tiến, qui mô lớn. Kĩ thuật được tài trợ dưới một chương trình hợp
tác giữa các công ti thuộc ARC, General Electric, và DOE. [1, tr. 10 - 15]
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
cxi
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
6. QUẢ BOM NGUYÊN TỬ NÉM XUỐNG THÀNH PHỐ HIROSHIMA
(NHẬT BẢN)
Quả bom nguyên tử mà máy bay Mĩ ném xuống thành phố Hiroshima của Nhật
chứ urani 235 U đã được làm giàu có khối lượng tới hạn mth 50 kg. Lúc đầu lượng urani
đó được chia làm hai khối ở cách nhau, mỗi khối có lượng nhỏ hơn mth nên không xảy ra
phản ứng dây chuyền. Khi dùng thuốc nổ phụ đẩy hai khối đó chập vào nhau, thì khối
lượng urani vượt mth và bom nổ. [4, tr. 285]
7. ENRICO FERMI VÀ LÒ PHẢN ỨNG NGUYÊN TỬ ĐẦU TIÊN (1901 1954)
Năm 1901, Enrico Fermi sinh ra ở Roma, Italia. Ngay từ nhỏ Fermi đã giàu trí
tưởng tượng, say mê đọc sách, chịu khó độc lập suy nghĩ, giỏi liên hệ với thực tế.
Năm 1918, Fermi tốt nghiệp trung học, ước muốn vào học ở Học viện Hoàng gia
Pisa. Nhưng muốn thi vào nơi được xem là “Vương quốc của vật lí học” đó không dễ
dàng chút nào. Học ở đó là được miễn học phí, tiền ăn, ở nên người thi rất đông. Vậy mà
Fermi đã thi đỗ xuất sắc.
Thời gian học ở Học viện Pisa đã giúp cho Fermi có được tri thức phong phú,
khích lệ cổ vũ ông vươn tới những mục tiêu lớn hơn trong khoa học. Mùa hè năm 1922,
ông tốt nghiệp xuất sắc đại học với đề tài “Nghiên cứu thực nghiệm tia Röntgen”.
Một khoảng thời gian sau đó, ông tiếp tục nghiên cứu, công bố luận văn “Về thống
kê các hạt có spin bán nguyên”. Do Dirac cũng đồng thời tìm ra nên được mọi người gọi
là “thống kê Fermi – Dirac”.
Năm 25 tuổi, Fermi được đặc cách cử làm giáo sư chính.
Trong nghiên cứu hạt nhân nguyên tử, các nhà khoa học đã phát hiện có một số
chất không ngừng phóng xạ ra những tia mà mắt thường không nhìn thấy được và họ gọi
hiện tượng này là suy biến. Càng lạ hơn là những tia xạ do điện tử tổ hợp thành đó có
mang đi số năng lượng ít hơn nhiều so với năng lượng bị mất đi cùng lúc ở trong hạt
nhân nguyên tử. Thế thì có một bộ phận năng lượng chuyển đi tới đâu?
Fermi quyết tâm làm rõ điều bí mật đó ở trong sự suy biến nguyên tử. Không lâu
sau, có người phát hiện ra neutron, nhưng neutron không mang năng lượng đi. Thế là
Fermi giả thiết rằng cũng có thể là có hạt nhỏ còn nhẹ hơn so với neutron, và ông đã dùng
một công thức giản đơn để mô tả một cách chính xác qui luật suy biến hạt nhân nguyên
tử. Công thức lí thuyết đó được thế giới công nhận vào năm 1934.
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
cxii
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
Năm đó, ông bà Curie ở Pháp đã làm thí nghiệm bằng cách dùng hạt α bắn phá
một số nguyên tố, tạo ra nguyên tố mới có tính phóng xạ. Do đó, Fermi cũng lập tức tiến
hành thực nghiệm tương tự. Nhưng những hạt mang điện tích thì tương đối khó bắn phá
xuyên qua màng điện tích của hạt nhân nguyên tử, hiệu quả thấp. Fermi đã nghĩ tới
neutron không mang điện tích và dùng nó oanh kích hạt nhân nguyên tử, quả nhiên hiện
tượng phân rã đạt hiệu quả cao.
Fermi tự tay phát minh và chế tạo các dụng cụ thiết bị dùng cho thực nghiệm và
mạnh dạn dùng neutron bắn phá mọi nguyên tố đã phát hiện tới thời điểm đó. Thực
nghiệm đã phát hiện hơn 30 loại nguyên tố đồng vị mới.
Tháng 12 năm 1938, Fermi tới Thụy Điển nhận giải thưởng Nobel. Vào tháng 01
năm 1939, vừa tới nước Mĩ, Fermi được Đại học Columbia mời dạy học. Ông dự tính sẽ
dạy học ở đó đến năm 40 tuổi sẽ nghỉ hưu. Fermi chưa thể nghỉ hưu sớm như dự định.
Một ngày, ông tiếp nhà vật lí nguyên tử danh tiếng người Đan Mạch là N. Bohr (1885 –
1965). Bohr nói cho ông biết một tin rất đáng sợ rằng, người Đức đã tiến hành thực
nghiệm dùng neutron bắn phá nhân nguyên tử Uran, kết quả phát hiện hạt nhân nguyên tử
phân rã thành hai mảnh, chứ không phải như trong thực nghiệm của Fermi tạo ra UranX.
Phát hiện mới này không chỉ phủ định cho một khái niệm sai lầm, mà căn cứ theo
công thức của Einstein thì nếu neutron bắn phá một nguyên tử Uran thành hai nửa đồng
thời sẽ phóng ra năng lượng nhất định và hai neutron mới sinh ra lại để tiếp tục bắn phá
để tạo ra càng nhiều hơn hạt nhân nguyên tử. Sự phân ra móc xích (dây chuyền) như vậy
sẽ tạo ra phản ứng dây chuyền và phóng ra nguồn năng lượng khổng lồ.
Fermi ý thức được rằng bọn phát xít cuồng điên khẳng định sẽ lợi dụng sự phá vỡ
hạt nhân nguyên tử để chế tạo vũ khí giết người đáng sợ. Fermi đã gửi thư cảnh tỉnh
Chính phủ Mĩ về vấn đề này. Nhưng ban đầu Chính phủ Mĩ không xem trọng kiến nghị
của Fermi. Sau đó, Tổng thống Roosevelt nhận thấy ngay hiểm họa nếu phe quốc xã
dùng được năng lượng nguyên tử, nên đã cho lập ra Ủy ban Cố vấn về uranium (the
Advisory Committee on uranium). Ủy ban này gồm Alexander Sachs, Léo Szilard, E. P.
Wigner, Edward Teller, Enrico Fermi và vài tướng lãnh. Ngày 21/8/1939, Ủy ban này hội
họp và đồng ý không để cho chính phủ liên bang tham dự vào công cuộc khảo cứu
nguyên tử năng, mà trao nhiệm vụ này cho các trường đại học. Vì thế, trường Đại học
Columbia đã nhận được vào ngày 20/02/1940 một món tiền trợ cấp quá nhỏ là 6000 mĩ
kim để Enrico Fermi, Léo Szilard và các nhà vật lí khác sử dụng trong việc tìm hiểu
nguyên tử. Einstein về sau cũng kí vào thư kiến nghị của Fermi và chuyển tới cho Tổng
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
cxiii
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
thống Mĩ Roosevelt (1882 – 1945) thì Tổng thống Mĩ mới hạ lệnh tiến hành nghiên cứu
sâu rộng về chế tạo vũ khí nguyên tử nhằm bảo vệ sự an toàn của nước Mĩ. Và từ đó,
cuộc chạy đua chế tạo vũ khí hạt nhân tiếp diễn cho đến ngày nay.
Chế tạo vũ khí nguyên tử trước tiên cần xây lò phản ứng, do thiết kế bom nguyên
tử cần tới rất nhiều số liệu quan trọng, chỉ có thể có được khi vận hành lò phản ứng.
Nhiệm vụ nặng nề đó được giao cho Fermi. Ông lãnh đạo một nhóm người chuyên gia
thiết kế thi công và để bảo mật, lò phản ứng hạt nhân đầu tiên trên thế giới được xây
dựng ở dưới khán đài sân vận động Chicago. Đến ngày 01 tháng 12 năm 1944, lò phản
ứng thần kì xuất hiện trước mắt mọi người. Ngay hôm sau, họ bắt đầu vận hành thử máy
móc, cho thấy việc xây dựng lò phản ứng đã thành công.
Tháng 9 năm 1944, sau khi hoàn thành một loạt thí nghiệm ở lò phản ứng hạt
nhân, Fermi lại cho di chuyển lò phản ứng tới vùng đất bí mật để chế tạo bom nguyên tử.
Xung quanh vùng đất có dây thép gai bao bọc, lính gác cẩn mật, gần như cách biệt hoàn
toàn với thế giới bên ngoài.
Trải qua thời gian gần một năm, mọi khó khăn đã từng bước được các nhà khoa
học khắc phục. Đến năm 1945 thì quả bom nguyên tử đầu tiên trên thế giới đã được chế
tạo và thử nghiệm xong. Ngày cho nó nổ thử định vào ngày 16 tháng 7. Địa điểm cho nổ
thử là một vùng sa mạc New Mexico, cách điểm nghiên cứu khoảng 100 dặm Anh.
Thí nghiệm bắt đầu. Đồng hồ đếm ngược cho biết: ... 30 giây, ... 10 giây, ...1 giây.
5 giờ 30 phút, bầu trời bỗng xuất hiện vầng sáng làm cho cả vùng đất rộng lớn bừng sáng
lên như ban ngày, một tiếng nổ cực lớn gây chấn động cả sa mạc, đồng thời thấy cuộn
nhanh lên một cột khói hình nấm, dâng cao lên không trung. Thí nghiệm cho nổ quả bom
nguyên tử đầu tiên trên thế giới đã thành công.
Sau đó, Fermi không tiếp tục nghiên cứu vũ khí nguyên tử nữa. Khi biết bom
nguyên tử do nhóm ông chế tạo đã bị sử dụng giết chết hơn 50 vạn dân Nhật Bản, ông
quyết định rời xa nhanh “khoa học chiến tranh”, trở về nghiên cứu vật lí.
Năm 1949, ông đưa ra cơ chế gia tốc các hạt vũ trụ sơ cấp, cùng với Ch. Yang ông
còn đưa ra mô hình đầu tiên hạt sơ cấp (năm 1949). Ông là người đã chỉ đạo xây dựng
nên máy gia tốc hồi chuyển khổng lồ để phục vụ công việc nghiên cứu vật lí.
Ngày 04 tháng 12 năm 1954, trái tim Fermi ngừng đập do bị bệnh ung thư. Tuy
chỉ sống 53 năm, nhưng ông đã để lại cho loài người một di sản phong phú. Hầu hết các
lĩnh vực nghiên cứu về nguyên tử cho tới lò phản ứng đều có dấu tích đóng góp của ông.
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
cxiv
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
Fermi là nhà khoa học khổng lồ. Những thành tựu nghiên cứu của ông là mở
đường cho việc tạo ra những sản phẩm quí giá cho nền văn minh loài người: Nhà máy
điện nguyên tử, tàu thủy, tàu ngầm chạy bằng động lực và lò phản ứng hạt nhân. Những
nguyên tố đồng vị phóng xạ do ông tìm tòi ra có ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp,
nông nghiệp, y học và thực nghiệm khoa học,...
Loài người mãi mãi nhớ tới công lao của ông! [18, tr. 277 - 286]
8. LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN ĐÀ LẠT
Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt, TRIGA Mark II, công suất 250 kW do hãng
General Atomic (Mĩ) thiết kế và chế tạo, đưa vào hoạt động từ tháng 3 - 1963 cho đến
năm 1968 thì ngưng hoạt động. Tháng 3 - 1975, lính Mĩ tháo dở toàn bộ các thanh nhiên
liệu nên lò không thể vận hành. Với sự giúp đỡ của Liên Xô (cũ) lò phản ứng được khôi
phục, mở rộng, nâng cao công suất lên 500 kW và chính thức đi vào hoạt động từ ngày
20 - 3 - 1984.
Trong hơn 20 năm qua lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt hoạt động trung bình khoảng
1300 giờ một năm ở công suất danh định. Mật độ dòng nơtron cực đại tại trung tâm của
lò đạt đến 2.1013 nơtron cm-2.s-1. Lò thường xuyên cung cấp 3 loại đồng vị phóng xạ cho
gần 30 khoa, cơ sở y học hạt nhân trong cả nước gồm 32P,
131
I,
99
TC để điều trị các bệnh
ngoài da, các bệnh tuyến giáp, tìm các khối u trong não, chẩn đoán các bệnh thuộc cơ
quan nội tạng như thận, gan, phổi, hệ tiêu hóa,... Những năm gần đây, trên lò phản ứng
hạt nhân Đà Lạt còn sản xuất một số đồng vị phóng xạ và dược chất đánh dấu mới để
điều trị các bệnh về khớp và ung thư xương. Bên cạnh đó, trên lò phản ứng còn sản xuất
các chất đánh dấu cho các nghiên cứu sa bồi, trầm tích, khai thác dầu khí, đánh giá hiệu
suất các tháp trong công nghiệp hóa chất, dung dịch
131
I phóng xạ cho các nghiên cứu về
nước ngầm và rò rỉ các đập chứa nước, sản xuất nguồn khí
131
I, 60Co cho các thiết bị đo
trong công nghiệp.
Nơtron trong lò phản ứng và các kênh thí nghiệm nằm ngang còn được sử dụng để
phân tích kích hoạt nơtron. Đây là phương pháp phân tích đa nguyên tố có độ nhạy rất
cao. Hằng năm vào khoảng vài nghìn mẫu vật được phân tích trên lò phản ứng Đà Lạt,
xác định hàm lượng hàng chục nguyên tố ở mỗi mẫu vật. [4, tr. 284 - 285]
9. CÂU HỎI TRÒ CHƠI “HÁI HOA VẬT LÍ”
Câu hỏi 1: Nhà vật lí học Enrico Fermi sinh ra ở đâu?
Đáp án: Roma, Italia.
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
cxv
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
Câu hỏi 2: Fermi tới Thụy Điển nhận giải thưởng Nobel Vật lí vào năm nào?
Đáp án: Năm 1938.
Câu hỏi 3: Fermi lãnh đạo một nhóm người chuyên gia thiết kế thi công và để bảo
mật, lò phản ứng hạt nhân đầu tiên trên thế giới được xây dựng ở đâu?
Đáp án: Xây dựng dưới khán đài sân vận động Chicago (Mĩ).
Câu hỏi 4: Quả bom nguyên tử đầu tiên trên thế giới đã được chế tạo và thử
nghiệm xong vào năm nào?
Đáp án: Năm 1945.
Câu hỏi 5: Điều kiện để các phản ứng hạt nhân dây chuyền xảy ra là
A. phải làm chậm nơtron.
B. hệ số nhân nơtron k 1.
C. khối lượng 235U phải nhỏ hơn khối lượng tới hạn.
D. phải tăng tốc cho các nơtron.
Đáp án: A.
Câu hỏi 6: Phát biểu nào sau đây sai khi nói về phản ứng phân hạch?
A. Tổng khối lượng của các mảnh phân hạch bé hơn khối lượng hạt nhân mẹ.
B. Tổng năng lượng liên kết của các mảnh phân hạch nhỏ hơn năng lượng liên kết
của hạt nhân mẹ.
C. Phản ứng phân hạch là phản ứng tỏa năng lượng.
D. Tổng độ hụt khối của các mảnh phân hạch lớn hơn độ hụt khối của hạt nhân
mẹ.
Đáp án: B.
Câu hỏi 7: Phát biểu nào sau đây là sai?
A. Nhà máy điện nguyên tử chuyển năng lượng của phản ứng hạt nhân thành năng
lượng điện.
B. Phản ứng nhiệt học không thải ra chất phóng xạ làm ô nhiễm môi trường.
C. Trong nhà máy điện nguyên tử, phản ứng dây chuyền xảy ra ở mức độ tới hạn.
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
cxvi
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
D. Trong lò phản ứng hạt nhân các thanh urani phải có khối lượng nhỏ hơn khối
lượng tới hạn.
Đáp án: D.
Câu hỏi 8: Lò phản ứng hạt nhân đầu tiên của nước ta đặt tại đâu?
A. Thành phố Đà Lạt (Lâm Đồng).
B. Thị xã Bảo Lộc (Lâm Đồng).
C. Khu kinh tế Dung Quất (Quảng Ngãi).
D. Huyện Thuận Nam (Ninh Thuận).
Đáp án: A.
Câu hỏi 9: Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt, công suất 250 kW do hãng General
Atomic (Mĩ) thiết kế và chế tạo, đưa vào hoạt động vào thời gian nào sau đây?
A. Tháng 3 - 1963.
B. Tháng 3 - 1964.
C. Tháng 3 - 1965.
D. Tháng 3 - 1966.
Đáp án: A.
Câu hỏi 10: Nhà máy điện hạt nhân đầu tiên của nước ta sẽ được xây dựng tại tỉnh
(thành phố) nào sau đây?
A. Bình Thuận.
B. Ninh Thuận.
C. Đà Nẵng.
D. Khánh Hòa.
Đáp án: B.
Câu hỏi 11: Năm 1939, hai nhà hóa học người Đức là Otto Hann và Fritz
Strassman đã làm thí nghiệm
A. dùng nơtron bắn phá vào urani.
B. dùng nơtron bắn phá vào pôlôni.
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
K36
cxvii
SP. Vật lí
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
C. dùng nơtron bắn phá vào rađi.
D. dùng nơtron bắn phá vào đơteri.
Đáp án: A.
Câu hỏi 12: Bộ phận chính của nhà máy điện hạt nhân là
A. thanh niên nhiệu (urani).
B. lớp phản xạ nơtron bằng graphit.
C. thanh bảo vệ phóng xạ.
D. lò phản ứng hạt nhân.
Đáp án: D.
Ở mỗi câu hỏi trả lời đúng được phần thưởng nhỏ kèm theo tính điểm thi đua
nhằm khích lệ các em HS. Trước, trong và sau khi tổ chức trò chơi cần lồng ghép một số
tiết mục như hát truyền thống, chiếu video về các quả bom nguyên tử đã nổ gây hậu quả
nặng nề nhằm giáo dục tư tưởng cho HS, cho HS hóa trang, đóng vai thành các nhà khoa
học,... có tính điểm từng phần thi giữa các đội chơi để tính điểm chung cuộc nhằm phát
huy hiệu quả của buổi sinh hoạt ngoại khóa, tạo không khí thi đua sôi nổi.
10. PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH TRONG LÒNG MẶT TRỜI
Phản ứng nhiệt hạch trong lòng Mặt Trời và các ngôi sao là nguồn gốc năng lượng
của chúng.
Các phép đo cho biết: nhiệt độ trong lòng Mặt Trời cỡ vài chục triệu độ, mật độ
vật chất của Mặt Trời (chủ yếu là đồng vị hiđrô) là 10 5 kg/m3. Với mật độ và nhiệt độ
này, vật chất trong lòng Mặt Trời (và các ngôi sao) ở trạng thái plasma. Vì những lí do
đó, người ta giải thích nguồn gốc năng lượng Mặt Trời và các ngôi sao. Do có một chuỗi
các phản ứng nhiệt hạch xảy ra liên tiếp (gọi là chu trình cacbon - nitơ hoặc chu trình
prôtôn), mà kết quả là 4 hạt nhân hiđrô tạo thành 1 hạt nhân hêli, và có một lượng năng
lượng tỏa ra bằng 26 MeV. Và mỗi mol hêli được tạo thành thì tỏa ra năng lượng 700 000
kW.h (!). Vì khối lượng Mặt Trời và các ngôi sao rất lớn, nên khối lượng của chúng (khối
lượng nhiên liệu hiđrô) giảm đi do bức xạ hằng năm là không đáng kể.
Năm 1938, nhà vật lí Bethe (người Mĩ gốc Đức) đã nêu lên chu trình cacbon - nitơ
gồm 6 phản ứng nối tiếp nhau, với sự tham gia của cacbon và nitơ như là chất xúc tác và
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
K36
cxviii
SP. Vật lí
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
trung gian; nhưng xét tổng hợp lại thì cả chu trình rút về sự tạo thành một hạt nhân hêli từ
4 hạt nhân hiđrô.
411H 24He 210 e 2v 3 26,8 MeV
Ngoài ra, còn có chu trình prôtôn gồm 3 phản ứng tiếp nối nhau, mà tóm tắt lại là:
411H 24He 210 e 2v 2 26,4 MeV
Đối với Mặt Trời, phần đóng góp của hai chu trình là như nhau. Các sao có nhiệt
độ thấp hơn nhiệt độ Mặt Trời thì chu trình prôtôn đóng góp nhiều hơn. Các sao có nhiệt
độ cao hơn nhiệt độ Mặt Trời thì chu trình cacbon - nitơ đóng góp trội hơn. [4, tr. 289 290]
Chu trình cacbon - nitơ
(Ảnh: http://vietsciences.free.fr/biographie/physicists/bethe_hans.htm)
11. TSAR BOMBA - “BOM SA HOÀNG”
Tsar Bomba, dịch nghĩa “bom Sa Hoàng”, là tên hiệu của quả bom khinh khí
AN602 (mã hiệu “Ivan” do những người phát triển nó đặt) — là vũ khí hạt nhân lớn nhất,
mạnh nhất từng được cho nổ, và hiện vẫn là thiết bị nổ mạnh nhất con người từng cho nổ
mạnh nhất trong lịch sử nhân loại.
Được phát triển tại Liên Xô, quả bom ban đầu được thiết kế để có đương lượng nổ
khoảng 100 mêga tấn TNT. Tuy nhiên, đương lượng nổ đã được giảm đi một nửa để giới
hạn khối lượng bị phóng xạ sẽ phát tán. Chỉ một quả bom loại này được chế tạo và thử
nghiệm ngày 30 tháng 10 năm 1961, tại quần đảo Novaya Zemlya.
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
cxix
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
Những vỏ bom còn lại được đặt ở: Bảo tàng Vũ khí hạt nhân Nga, Sarov
(Arzamas-16), Bảo tàng Vũ khí hạt nhân, Viện nghiên cứu Kĩ thuật Vật lí toàn Nga,
Snezhinsk (Chelyabinsk-70). Không vỏ bom nào trong số trên có cùng cấu hình ăng-ten
như thiết bị thực tế đã được thử nghiệm.
Thiết bị này được gán cho nhiều cái tên trong văn học. Cái tên nào là chính xác,
được đưa ra để đánh lạc hướng đối phương hay theo thực tế là vấn đề chưa được giải
quyết: Số dự án-Dự án 700, Mã sản phẩm-Mã sản phẩm 202 (Izdeliye 202), Tên định
danh-RDS-220, RDS-202 (РДС-202), RN202 (PH202), AN602 (AH602), Bí hiệuVanya, Tên hiệu-Big Ivan, Tsar Bomba. Thuật ngữ “Tsar Bomba” đã được tạo ra trong
một sự suy luận với hai dự án lớn khác của Nga, Tsar Kolokol, quả chuông lớn nhất thế
giới của Nga, và Tsar Pushka, bích kích pháo lớn nhất thế giới. Dù quả bom được các
nguồn tin phương Tây gọi tên như vậy, cái tên này hiện được sử dụng tại Nga.
Tsar Bomba là một quả bom khinh khí ba giai đoạn với một đương lượng nổ 57
megaton (Mt). Nó tương đương 10 lần lượng thuốc nổ được sử dụng trong Chiến tranh
thế giới thứ hai, gồm cả Little Boy và Fat Man, những quả bom đã tàn phá Hiroshima và
Nagasaki. Một quả bom H ba giai đoạn sử dụng một quả bom hạt nhân ban đầu để tạo ra
một phản ứng nhiệt hạch tiếp theo, như trong hầu hết các quả bom H, và sau đó sử dụng
năng lượng từ vụ nổ này để tạo ra một giai đoạn nhiệt hạch lớn hơn nữa. Tuy nhiên, có
bằng chứng rằng Tsar Bomba có một số giai đoạn thứ ba chứ không phải chỉ là một giai
đoạn rất lớn duy nhất.
Thiết kế ba giai đoạn ban đầu có khả năng tạo ra vụ nổ xấp xỉ 100 Mt, nhưng sẽ
tạo ra quá nhiều bụi hạt nhân. Để giới hạn bụi hạt nhân, giai đoạn ba, và có thể cả giai
đoạn hai, có một tamper chì thay cho một tamper uranium-238 (nó khuếch đại cực mạnh
phản ứng bằng cách phân hạt các nguyên tử uranium với các neutron nhanh từ vụ nổ
nhiệt hạch). Điều này giúp làm hạn chế sự phân hạt nhanh bằng các neutron ở giai đoạn
tổng hợp, vì thế xấp xỉ 97% tổng năng lượng có được từ sự tổng hợp hạt nhân (như vậy,
nó là một trong những quả bom hạt nhân “sạch nhất” từng được chế tạo, tạo ra một khối
lượng bụi hạt nhân khá nhỏ so với đương lượng nổ). Có một sự khuyến khích rất lớn với
kiểu thiết kế này bởi hầu hết bụi hạt nhân của vụ thử nghiệm bom sẽ rơi trên vùng lãnh
thổ có người ở của Liên Xô.
Các thành phần được thiết kế bởi một đội các nhà vật lí dưới sự lãnh đạo của viện
sĩ Julii Borisovich Khariton và gồm cả Andrei Sakharov, Victor Adamsky, Yuri Babayev,
Yuri Smirnov và Yuri Trutnev. Một thời gian ngắn sau khi Tsar Bomba được cho nổ,
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
cxx
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
Sakharov bắt đầu phát biểu chống lại các loại vũ khí hạt nhân, cuối cùng biến ông trở
thành một người bất đồng.
Tsar Bomba được đưa tới nơi thử bởi một chiếc máy bay ném bom Tu-95V đã
được sửa đổi đặc biệt, do Thiếu tá Andrei Durnovtsev điều khiển, cất cánh từ một sân bay
trên bán đảo Kola. Chiếc máy bay ném bom được tháp tùng bởi một máy bay quan sát
Tu-16 lấy các mẫu trên không và quay phim vụ thử nghiệm. Cả hai máy bay đều được
sơn phản quang trắng đặc biệt để hạn chế hư hại do nhiệt.
Quả bom, cân nặng 27 tấn, quá lớn với chiều dài 8 mét và đường kính 2 mét khiến
chiếc Tu-95V chở nó phải bỏ các cửa khoang bom và thùng nhiên liệu trong thân. Quả
bom được gắn một dù giảm tốc 800 kg, để chiếc máy bay ném bom và máy bay quan sát
có thời gian bay khoảng 45 km khỏi ground zero.
Tsar Bomba được kích nổ lúc 11 giờ 32 phút ngày 30 tháng 10 năm 1961 trên khu
vực thử nghiệm hạt nhân Vịnh Mityushikha (Sukhoy Nos Zone C), phía bắc Vòng Bắc
Cực trên hòn đảo Novaya Zemlya tại Biển Arctic. Quả bom được thả từ độ cao 10.5 km.
Nó được dự định nổ ở độ cao 4 km trên mặt đất (4.2 km trên mực nước biển) bằng các
cảm biến khí áp.
Ước tính ban đầu về đương lượng nổ của Hoa Kì là 57 Mt, nhưng từ năm 1991
mọi nguồn tin của Nga đều nói rằng nó có đương lượng nổ 50 Mt. Bởi 50 Mt là 2.1×1017
jun, năng lượng trung bình được tạo ra trong toàn bộ quá trình tổng hợp phân hạch, kéo
dài khoảng 39 phần triệu giây, là khoảng 5.4×1024 watt hay 5.4 yottawatt. Nó tương
đương với xấp xỉ 1.4% tổng công suất phát xạ của Mặt Trời. Khrushchev đã cảnh báo
trong một bài phát biểu được quay phim trước nghị viện Cộng sản về sự tồn tại của một
quả bom 100 Mt (về kĩ thuật việc thiết kế một quả bom có đương lượng nổ này là có thể).
Quả cầu lửa chạm tới mặt đất, gần tới cao độ của chiếc máy bay ném bom, và được nhìn
thấy và cảm thấy từ 1000 km từ ground zero. Sức nóng của vụ nổ có thể gây bỏng độ ba
100 km (62 dặm) từ ground zero. Đám mây hình nấm sau đó cao khoảng 64 km (gần cao
hơn bảy lần Núi Everest) và rộng 40 km. Vụ nổ có thể được quan sát và cảm nhận thấy ở
Phần Lan, làm vỡ kính cửa sổ tại Phần Lan và Thuỵ Điển. Hội tụ khí quyển gây ra thiệt
hại ở khoảng cách lên tới 1000 km. Sóng địa chấn do vụ nổ gây ra có thể đo được thậm
chí ở lần chạy quanh Trái Đất thứ ba. Mức sóng địa chấn của nó khoảng 5 tới 5.25.
Lượng năng lượng khoảng 7.1 trên thang Richter, nhưng bởi quả bom được cho nổ trên
không chứ không phải ngầm dưới đất, đa số năng lượng không được chuyển thành sóng
địa chấn.
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
cxxi
SP. Vật lí K36
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
Tsar Bomba là thiết bị vật lí mạnh nhất từng được sử dụng trong suốt lịch sử loài
người. Kích thước và trọng lượng của nó khiến nó không thể được vận chuyển thành
công trong trường hợp một cuộc chiến tranh thực tế. Trái lại, vũ khí lớn nhất từng được
chế tạo tại Hoa Kì, quả bom B41 hiện đã bị giải giáp vào tháng 10 năm 2011 (sau khi
hiệp định cắt giảm vũ khí hạt nhân giữa Nga và Mĩ đựơc kí kết), có đương lượng nổ được
dự đoán ở mức 25 Mt, và thiết bị hạt nhân lớn nhất từng được Hoa Kì thử nghiệm (Castle
Bravo vào năm 1951) có đương lượng nổ 15 Mt (vì một phản ứng nhanh, đương lượng
nổ thiết kế xấp xỉ 5 Mt).
Trọng lượng và kích thước của Tsar Bomba giới hạn tầm hoạt động và tốc độ của
một máy bay ném bom được chuyển đổi đặc biệt để mang nó và cũng không thể được
vận chuyển bởi một ICBM (dù vào ngày 24 tháng 12 năm 1962, một đầu đạn 50 Mt
ICBM được phát triển bởi Chelyabinsk-70 đã được cho nổ ở mức 24.2 Mt để giảm bụi
hạt nhân). Về mặt phá hủy vật chất, đa phần đương lượng nổ của nó phát xạ lên không
gian. Có ước tính cho rằng việc cho nổ thiết kế 100 Mt ban đầu có thể làm phát ra lượng
bụi phóng xạ tương đương khoảng 25% toàn bộ bụi phóng xạ đã phát ra từ khi các loại
vũ khí hạt nhân được chế tạo. Vì thế, Tsar Bomba là một loại vũ khí mạnh nhưng không
thực tế. Người Liên Xô đã quyết định rằng một vụ nổ thử nghiệm như vậy có thể tạo ra
một nguy cơ quá lớn về bụi phóng xạ và một điều hầu như chắc chắn rằng chiếc máy bay
mang bom sẽ không thể tới được nơi an toàn trước khi vụ nổ diễn ra.
Tsar Bomba là đỉnh điểm của một loạt vũ khí nhiệt hạch có đương lượng nổ lớn
được Liên Xô và Hoa Kì chế tạo trong thập niên 1950 (các ví dụ gồm Mark-17 và B41).
Bom hạt nhân thời kì đó to lớn và nặng, không cần biết về đương lượng nổ, và chỉ
có thể được vận chuyển bằng máy bay ném bom chiến lược. Vì thế đương lượng nổ là
chủ đề của mức độ kinh tế. Có lo ngại rằng nhiều máy bay ném bom sẽ không thể đến
được mục tiêu bởi kích thước và tốc độ chậm của chúng khiến việc phát hiện và đánh
chặn dễ dàng. Vì thế tăng hoả lực cho mỗi máy bay ném bom là điều tối cần thiết. Trước
khi trinh thám vệ tinh xuất hiện, mỗi bên không biết rõ về vị trí các cơ sở quân sự và
công nghiệp của bên kia. Một quả bom được thả mà không có các hệ thống hoa tiêu quán
tính tiên tiến có thể dễ dàng trượt mục tiêu. Việc sử dụng dù để làm chậm thời gian rơi
chỉ làm độ chính xác của bom giảm đi.
Vì thế một số quả bom được thiết kế để huỷ diệt cả một thành phố lớn thậm chí
khi nó được thả cách trung tâm năm tới mười km. Mục tiêu này có nghĩa rằng đương
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
K36
cxxii
SP. Vật lí
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
lượng nổ và tính hiệu quả phải được tính toán tương ứng, và đạt tới mức dung hòa nhất.
Tuy nhiên, sự xuất hiện của các ICBM với độ chính xác 500 m hay ít hơn đã khiến triết lí
thiết kế đó trở thành lạc hậu. Thiết kế vũ khí hạt nhân sau này ở thập niên 1960 và 1970
dựa chủ yếu trên độ chính xác, thu nhỏ kích thước, và độ an toàn. Tiêu chuẩn thực tế
trong nhiều năm sau đó là triển khai nhiều đầu đạn (MIRV) nhỏ để “rải thảm” một khu
vực. Cách này được cho là sẽ gây thiệt hại mặt đất lớn hơn. [25]
12. PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH, PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH
http://www.youtube.com/watch?v=EZ9nME5drHg
13. LỊCH SỬ BOM NGUYÊN TỬ VÀ NGUYÊN TỬ NĂNG
http://www.youtube.com/watch?v=JPJABD4Cg-w
14. MĨ NÉM BOM NGUYÊN TỬ XUỐNG HAI THÀNH PHỐ HIROSHIMA
VÀ NAGASAKI CỦA NHẬT BẢN
http://www.youtube.com/watch?v=JzZM1UyiSHw
15. LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
http://www.youtube.com/watch?v=4YWFrmuYQRM
16. HỒ SƠ MẬT - SỰ RA ĐỜI CỦA VŨ KHÍ HẠT NHÂN
http://www.youtube.com/watch?v=8eUSNyN6bcM
17. Y HỌC HẠT NHÂN ĐÃ CỨU SỐNG NHIỀU BỆNH NHÂN MẮC BỆNH
HIỂM NGHÈO
http://www.youtube.com/watch?v=5z-Tv3LM2b4
18. BÀI BÁO “30 NĂM LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN ĐÀ LẠT: NHỮNG
THÀNH TỰU”
http://tiasang.com.vn/Default.aspx?tabid=110&CategoryID=36&News=7302
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
K36
cxxiii
SP. Vật lí
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Alfred B. Bortz, Lịch sử vật lí thế kỉ XX (Trần Nghiêm dịch), Thư viện vật lí,
năm 2010.
[2] Curie E, Nữ bác học Marie Curie (Đào Trọng Từ dịch), NXB Phụ nữ, năm
1982.
[3] Tô Xuân Giáp, Phương tiện dạy học, NXB Giáo dục, năm 1998.
[4] Nguyễn Thế Khôi (Tổng chủ biên), Sách giáo viên Vật lí 12 (Bộ nâng cao),
NXB Giáo dục, năm 2008.
[5] Nguyễn Thế Khôi (Tổng chủ biên), Vật lí 12 (Bộ nâng cao), NXB Giáo dục,
năm 2013.
[6] Đặng Mộng Lân (Chủ biên), Albert Einstein và sự tiến triển của vật lí học
hiện đại, NXB Khoa học và Kĩ thuật, năm 2006.
[7] Lê Phước Lộc, Lí luận dạy học, Đại học Cần Thơ, năm 2004.
[8] Lê Phước Lộc (Chủ biên), Lí luận dạy học vật lí, Đại học Cần Thơ, năm
2004.
[9] Ngô Vương Tuyết Mai, Gia đình Curie và những cống hiến trong lĩnh vực
phóng xạ, Luận văn tốt nghiệp Đại học Cần Thơ, năm 2012.
[10] V.N. Môshanxki, Hình thành thế giới quan cho học sinh khi học vật lí (Thái
Duy Tuyên, Bùi Ngọc Quỳnh và Cao Ngọc Viễn dịch), NXB Giáo dục, năm 1979.
[11] Bùi Thị Mùi, Lí luận dạy học, Đại học Cần Thơ, năm 2007.
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
K36
cxxiv
SP. Vật lí
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
[12] Phan Trọng Ngọ, Dạy học và phương pháp trong nhà trường, NXB Đại học
Sư phạm, năm 2005.
[13] Đào Văn Phúc, Lịch sử vật lí học, NXB Giáo dục, năm 2003.
[14] Đào Văn Phúc, Tư tưởng vật lí và phương pháp vật lí, NXB Giáo dục, năm
1978.
[15] Nguyễn Đức Thâm (Chủ biên), Phương pháp dạy học vật lí ở trường phổ
thông, NXB Đại học Sư phạm, năm 2002.
[16] Nguyễn Đức Thâm, Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh trong dạy
học vật lí ở trường phổ thông, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, năm 1999.
[17] Trần Thị Mộng Thu, Ứng dụng lịch sử vật lí vào dạy học nhằm góp phần
giáo dục đạo đức và phát triển trí tuệ cho học sinh, Luận văn tốt nghiệp Đại học
Cần Thơ, năm 2003.
[18] Vũ Bội Tuyền, Chuyện kể về những nhà vật lí nổi tiếng thế giới, NXB
Thanh niên, năm 2005.
[19] Nghị quyết Hội nghị BCH Trung ương Đảng Cộng sản Việt Nam lần thứ 8
khóa XI về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo, năm 2013.
[20] http://download.easyvn.net/tai-lieu/phuong-phap-to-chuc-hoat-dong-ngoaikhoa-vat-ly.html?download (Truy cập lúc 21 giờ ngày 10 tháng 4 năm 2014).
[21] http://tiasang.com.vn/Default.aspx?tabid=110&CategoryID=36&News=730
2 (Truy cập lúc 9 giờ ngày 04 tháng 5 năm 2014).
[22] http://vietnamnet.vn/vn/khoa-hoc/14807/phan-ung--nhiet-hach-khongdieu-khien.html (Truy cập lúc 22 giờ ngày 10 tháng 4 năm 2014).
[23] http://violet.vn/vlyc2/entry/show/entry_id/7305392/cat_id/6003811 (Truy cập
lúc 9 giờ ngày 01 tháng 4 năm 2014).
[24] https://vi.wikipedia.org/ (Truy cập lúc 9 giờ ngày 04 tháng 4 năm 2014).
[25] http://vi.wikipedia.org/wiki/Tsar_Bomba (Truy cập lúc 10 giờ ngày 04 tháng
4 năm 2014).
[26] http://www.ebook.edu.vn/?page=1.25&view=3906 (Truy cập lúc 12 giờ ngày
04 tháng 4 năm 2014).
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
K36
cxxv
SP. Vật lí
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý
[27] http://www.youtube.com/watch?v=EZ9nME5drHg (Truy cập lúc 9 giờ ngày
01 tháng 5 năm 2014).
[28] http://www.youtube.com/watch?v=JPJABD4Cg-w (Truy cập lúc 10 giờ ngày
01 tháng 5 năm 2014).
[29] http://www.youtube.com/watch?v=JzZM1UyiSHw (Truy cập lúc 19 giờ ngày
02 tháng 5 năm 2014).
[30] http://www.youtube.com/watch?v=4YWFrmuYQRM (Truy cập lúc 20 giờ
ngày 02 tháng 4 năm 2014).
[31] http://www.youtube.com/watch?v=5z-Tv3LM2b4 (Truy cập lúc 19 giờ ngày
03 tháng 5 năm 2014).
[32] http://www.youtube.com/watch?v=8eUSNyN6bcM (Truy cập lúc 9 giờ ngày
03 tháng 4 năm 2014).
SVTH: Tiêu Tín Nguyên
K36
cxxvi
SP. Vật lí
[...]... Thị Bắc Lý trình nghiên cứu của các nhà khoa học; kiến thức về vật lí học; chuyện kể lịch sử vật lí; ) Bước 3: Xác định phương pháp để sử dụng lịch sử vật lí vào dạy học và hình thức tổ chức dạy học - Phương pháp: phát hiện và giải quyết vấn đề, làm việc nhóm, thực nghiệm, diễn giảng tích cực, - Xác định hình thức tổ chức một số hoạt động để sử dụng nội dung lịch sử vật lí vào dạy học và tổ chức HĐNK... lịch sử và mọi khoa học đều có tính lịch sử của nó Sự hiểu biết LSVLH có một ý nghĩa đáng kể đối với nhà nghiên cứu, người học và người dạy vật lí Có người cho rằng nhà vật lí học phải nghiên cứu và phát minh cho hiện tại và tương lai, không nên mất thì giờ vào việc nghiên cứu LSVLH, vì đó chỉ là nhiệm vụ của các nhà sử học Thực ra, khi bắt đầu một công trình nghiên cứu, nhà khoa học nào cũng phải điểm... của một nền vật lí học mới, vật lí học thực nghiệm chân chính, thay thế cho vật lí học của Aristotle Galileo (1564 – 1642) là nhà thiên văn học, nhà vật lí học Italia Lúc nhỏ gia đình nghèo, ông chưa học hết đại học, ông tự học và khi 25 tuổi được mời làm giáo sư đại học SVTH: Tiêu Tín Nguyên 20 SP Vật lí K36 Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý Đầu tiên ông đưa ra nguyên lí quán tính,... của khoa học, vật lí học là một trong những môn khoa học luôn luôn đứng ở hàng đầu, ở vị trí mũi nhọn Sự phát triển của vật lí học có ảnh hưởng sâu sắc đến sự phát triển chung của khoa học Ngược lại, những yêu cầu của sự phát triển khoa học nói chung cũng đề ra những yêu cầu, vạch ra những phương hướng nghiên cứu cho vật lí học [14, tr 5] 2.1 Những qui luật chung của sự phát triển vật lí học Việc tìm... toán học và sinh học, nhưng trong cuộc cách mạng khoa học bắt đầu từ thế kỉ XVII, KHTN đã trở thành một ngành nghiên cứu độc lập Vật lí học liên quan đến rất nhiều ngành nghiên cứu khác, như vật lí sinh học và hóa học lượng tử, và ranh giới giữa vật lí với các ngành khoa học khác không rõ ràng Nhiều ý tưởng mới trong vật lí xuất hiện để giải thích những cơ chế cơ bản trong ngành khoa học khác, hay những... Nguyên 13 SP Vật lí K36 Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý 2.4 Mối quan hệ giữa vật lí học và triết học Từ trước kia cho tới nay, giữa vật lí học và triết học luôn luôn có mối quan hệ tương hỗ chặt chẽ Triết học phải dựa vào những thành tựu của các khoa học cụ thể, và nhiều khi chỗ dựa đó chủ yếu là những thành tựu của vật lí học Ngược lại, vật lí học, cũng như các khoa học khác, lại... SP Vật lí K36 Luận văn tốt nghiệp GVHD: ThS - GVC Đặng Thị Bắc Lý PHẦN B NỘI DUNG CHƯƠNG 1 VỊ TRÍ, VAI TRÒ CỦA LỊCH SỬ VẬT LÍ HỌC NHỮNG QUI LUẬT CỦA SỰ PHÁT TRIỂN VẬT LÍ HỌC 1 VỊ TRÍ, VAI TRÒ Vật lí có lẽ là ngành khoa học ra đời sớm nhất khi bao gồm cả ngành thiên văn học Trong hai thiên niên kỉ gần đây, vật lí trở thành một phần của triết học tự nhiên cùng với hóa học, những nhánh cụ thể của toán học. .. vi mô và vĩ mô Ví dụ, vật lí nguyên tử và hạt nhân nghiên cứu vật chất ở cấp độ vi mô mà tại đó các nguyên tố hóa học được phân loại một cách cơ bản Vật lí hạt cơ bản nghiên cứu ở khoảng cách nhỏ hơn nữa về những thành phần cơ bản nhất của vật chất, nhánh vật lí này cũng được gọi là vật lí năng lượng cao bởi vì các nhà khoa học sử dụng máy gia tốc cho các hạt có năng lượng cao va chạm vào nhau để tìm... trọng yếu khi nghiên cứu sự phát triển của vật lí học Nhưng lịch sử các khoa học (trong đó có LSVLH) và khoa học về các khoa học còn là những ngành khoa học còn non trẻ, trong đó nhiều vấn đề chưa được giải quyết trọn vẹn Cho đến nay cũng đã có nhiều công trình nghiên cứu về những qui luật của sự phát triển vật lí học, nhưng vấn đề này còn phải được tiếp tục xây dựng thêm nữa Theo sự nghiên cứu của Spaski... cổ đại, khi vật lí học chưa tách ra thành một khoa học riêng biệt, mối quan hệ giữa khoa học và sản xuất rất lỏng lẻo, có lúc hầu như không có nữa, và điều đó đã dẫn đến sự bế tắc của khoa học và của vật lí học Trong các thế kỉ XVII, XVIII và một phần của thế kỉ XIX, khi vật lí học đã hình thành một cách độc lập, sự phát triển của vật lí học thường đi sau sự phát triển của kĩ thuật Vật lí học tổng quát
Ngày đăng: 12/10/2015, 16:59
Xem thêm: bước đầu nghiên cứu lịch sử vật lí phục vụ cho việc dạy học chương ix. vật lí 12 nâng cao, bước đầu nghiên cứu lịch sử vật lí phục vụ cho việc dạy học chương ix. vật lí 12 nâng cao
