Tài liệu giảng dạy môn Vật lý đại cương (Dành cho sinh viên ngành Dược)

Phụ lục TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH KHOA KHOA HỌC CƠ BẢN TÀI LIỆU GIẢNG DẠY MƠN VẬT LÍ ĐẠI CƯƠNG (Dành cho sinh viên ngành Dược) GV biên soạn: Thi Trần Anh Tuấn Trà Vinh, 8/2019 Lưu hành nội MỤC LỤC Nội dung Trang MỤC LỤC CHƢƠNG PHẦN CƠ-NHIỆT BÀI VAI TRÕ CỦA VẬT LÝ TRONG NGÀNH DƢỢC Mối liên hệ Vật lý học ngành Dược Các dạng lượng thể 3 S i n i c dạng lượng thể sống BÀI CÔNG CƠ HỌC VÀ CƠ NĂNG Công công suất Động th L c th trường th Cơ ịnh luật ảo toàn 10 BÀI 12 CƠ HỌC CHẤT LƢU 12 Tĩnh học chất lưu 12 Động l c học chất lưu lí tưởng ịnh lý 14 Phương trình Becnuli 15 Độ nhớt ịnh luật Poiseuille 15 Sức căng mặt c chất lỏng 17 Hiện tượng m o dẫn 19 BÀI 24 NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 24 Nhiệt ộ nhiệt lượng 24 Các ịnh luật c khí lý tưởng 26 Nguyên lý thứ c Nhiệt ộng l c học 27 Nguyên lý thứ h i c Nhiệt ộng l c học 28 CHƢƠNG 31 PHẦN ĐIỆN-QUANG 31 BÀI 31 DÕNG ĐIỆN KHÔNG ĐỔI 31 Khái niệm ại lượng ặc trưng 31 Các ịnh luật cho oạn mạch trở 32 Suất iện ộng c nguồn iện 33 BÀI 36 QUANG SÓNG VÀ DỤNG CỤ QUANG SÓNG 36 Thuy t sóng ánh sáng 36 Phản xạ khúc xạ sóng ánh sáng 37 Giao thoa ánh sáng 39 Cách tử nhiễu xạ ánh sáng 43 S tán sắc ánh sáng, qu ng ph ph k 44 S hấp thụ ánh sáng 46 BÀI 49 QUANG HẠT VÀ THUYẾT LƢỢNG TỬ 49 Các hiệu ứng thể tính chất hạt c ánh sáng 49 S phóng xạ 52 Tài liệu giảng dạy Môn: Vật lý đại cương ngành Dược học CHƢƠNG 55 PHẦN THỰC HÀNH 55 BÀI 55 CÁC PHÉP TÍNH SAI SỐ TRONG THỰC HÀNH 55 Các phép o lường 55 Vấn ề s i số 55 Giá trị trung ình 56 Độ ngờ (ký hiệu:) 56 Trình ày giá trị o ược 57 Phương pháp vẽ thị 58 Một số vấn ề sung 59 BÀI 60 XÁC ĐỊNH GIA TỐC TRỌNG TRƢỜNG BẰNG CON LẮC TOÁN HỌC VÀ CON LẮC THUẬN NGHỊCH 60 Những sở làm ài th c hành 60 Th c hành 63 BÀI 67 ĐO TỈ TRỌNG CỦA CHẤT LỎNG 67 Những sở làm ài th c hành 67 Th c hành 70 BÀI 72 ĐO NHIỆT NÓNG CHẢY CỦA NƢỚC ĐÁ 72 Những sở làm ài th c hành 72 Th c hành 73 BÀI 74 ĐO SỨC CĂNG BỀ MẶT CỦA CHẤT LỎNG 74 Những sở làm ài th c hành 74 Th c hành 76 BÀI 79 ĐO ĐỘ NHỚT CHẤT LỎNG 79 Những sở làm ài th c hành 79 Th c hành 80 BÀI 83 ĐO ĐIỆN TRỞ BẰNG CẦU DÂY 83 Những sở làm ài th c hành 83 Th c hành 84 BÀI 86 CÁC ĐỊNH LUẬT QUANG HÌNH HỌC 86 Những sở làm ài th c hành 86 Th c hành 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO 92 PHỤ LỤC 93 Phụ Lục A: An tồn phịng thí nghiệm 93 Phụ Lục B: Ghi chép th c tập 94 Phụ Lục C: S theo dõi th c tập 95 Phụ Lục D: Vi t tường trình th c tập 96 Tài liệu giảng dạy Môn: Vật lý đại cương ngành Dược học CHƢƠNG PHẦN CƠ-NHIỆT BÀI VAI TRÕ CỦA VẬT LÝ TRONG NGÀNH DƢỢC  Mục tiêu học tập: S u học xong - Trình ày ược tầm qu n trọng c ối với Dược học, ảo vệ sức khỏe cộng - Giải thích ược s i n i c ài này, người học có thể: vật lý ối với môn kho học khác, ặc iệt ồng thể, nhu cầu lượng c thể Mối liên hệ Vật lý học ngành Dƣợc Dược học hay dược lĩnh v c kho học ứng dụng liên qu n n phương pháp chữ ệnh, sử dụng chất lấy từ t nhiên h y t ng hợp ể chống lại ệnh tật ảo vệ thể Nhiệm vụ c người thầy thuốc (dược sĩ) nghiên cứu thuốc lĩnh v c gồm q trình nghiên cứu mối liên qu n giữ thuốc thể; cách vận dụng thuốc iều trị ệnh Để th c tốt nhiệm vụ này, òi hỏi người dược sĩ phải m hiểu tường tận s vận ộng c thể chuyển c dạng lượng cung cấp dược chất (thuốc) vào thể ể iều trị ệnh chẳng hạn như: phương pháp thuốc vào thể, tác dụng iều trị c thuốc, triệu chứng phụ không mong ợi, thời gi n uống thuốc nào, s u o lâu thuốc có tác dụng thuốc lưu hành, tồn lại thể o lâu, Quá trình vận hành mối liên hệ giữ thuốc với thể ã nêu ã ược giải thích nghiên cứu thơng qu ki n thức kho học ản ặc iệt vật lý học Vì vậy, từ lâu mơn vật lý ại cương ã ược vào giảng dạy trường ại học có liên qu n n ngành Dược, ể cung cấp cho sinh viên ki n thức kỹ cần thi t học môn thuộc kho học sở nghiệp vụ Các dạng lƣợng thể Các hệ thống sống trình tồn c ng trì hoạt ộng ịnh phải th c tr o i vật chất lượng với môi trường xung qu nh Như vậy: thể tồn h i q trình qu n trọng khơng thể tách rời nh u mà sung cho nh u, tạo iều kiện cho nh u, ồng thời t c ng thấy ược mối qu n hệ ặc iệt c chúng với môi trường Năng lượng ại lượng ặc trưng cho mức ộ vận ộng c vật chất Một vật trạng thái xác ịnh có lượng xác ịnh Khi vật khơng lập (nghĩ có tương tác với vật ên ngoài) S tr o i lượng th c ằng cách sinh công truyền nhiệt Năng lượng số o chung c chuyển ộng vật chất hình thức chuyển ộng khác Mỗi hình thức vận ộng cụ thể tương ứng với dạng lượng Cơ thể ược cấu tạo từ nguyên tử, phân tử vật chất ln vận ộng i n i Vì vậy, thể c ng có ầy dạng c lượng Tùy lúc, tùy nơi mà thể tồn dạng lượng s u ây: - Cơ năng: lượng c chuyển ộng học tương tác học, giữ vật phần tử c vật Cơ c hệ vật ằng t ng c ộng th hệ + Động năng: số o phần vận tốc c quy t ịnh Trong thể ộng gặp nơi ng có s chuyển ộng: s di chuyển c thể, s vận chuyển máu hệ tuần hoàn, s vận chuyển khí ường hơ hấp, s vận chuyển thức ăn ống tiêu hó , s vận chuyển vật chất qu màng t ào… + Thế năng: phần c hệ quy ịnh ởi tương tác giữ phần với nh u với trường l c Th ằng công mà l c th th c ược di chuyển hệ từ vị trí (cấu hình) ng xét tới vị trí (cấu hình) có th quy ước ằng Đối với thể, xét toàn ộ, tồn trường hấp dẫn c trái ất có th Giữ qu n, ộ phận thể c ng tồn th chúng t di chuyển vị trí tương ối ối Tài liệu giảng dạy Mơn: Vật lý đại cương ngành Dược học với nh u, th y i cấu hình trình th c chức c thể sống - Điện năng: Điện năng lượng liên qu n tới chuyển ộng c phần tử m ng iện ( iện tích), nhiều trường hợp ó electron Trong thể, iện có s vận chuyển thành dòng c ion qu màng t ào, s phát loại sóng iện từ vào không gian xung qu nh Điện làm cho hưng phấn ược dẫn truyền r t ào, ảm ảo cho s hoạt ộng c t Khơng có thể khơng thể tồn ược - Hóa năng: Hó năng lượng giữ cho nguyên tử, nhóm hó chức có vị trí khơng gi n ịnh ối với nh u phân tử Năng lượng ược giải phóng phân tử ị phá vỡ Độ lớn c lượng ược giải phóng tùy thuộc liên k t Hó gặp ất nơi có phân tử hó học, ó có khắp thể Hó c thể tồn nhiều hình thức: hó c chất tạo hình, hó c chất d trữ (như glycogen, lipid, protid), hó c chất ảm ảo hoạt ộng chức năng, hó c hợp chất giàu lượng… - Quang năng: dạng lượng liên qu n n ánh sáng, lượng mặt trời Cơ thể ti p nhận lượng từ lượng tử ánh sáng, sử dụng phản ứng qu ng hó nhằm tạo lượng cho thể, ti p nhận xử lý thơng tin, th c q trình sinh t ng hợp… - Nhiệt năng: Nhiệt dạng lượng gắn với chuyển ộng nhiệt h n loạn c phân tử cấu tạo nên vật chất Vì nhiệt cịn có tên gọi lượng chuyển ộng nhiệt S i n i từ dạng lượng khác s ng nhiệt ngược lại óng v i trò qu n trọng t nhiên Nhiệt tồn toàn ộ thể Nhiệt ảm ảo cho thể có nhiệt ộ ên cần thi t cho phản ứng chuyển hó diễn r ình thường Để trì hoạt ộng c thể giữ cho thể trạng thái cân ằng, thể ồng thời tồn h i trình : tạo r nhiệt cần thi t cho thể loại phần nhiệt r khỏi thể - Năng lƣợng hạt nhân: ược d trữ hạt nhân nguyên tử, ị phá vỡ lượng ược giải phóng Ở thể, kể n lượng xét tương tác c ức xạ hạt nhân, ti v trụ với thể sống ình thường ngày phải ti p xúc, sử dụng chúng với liều lượng c o nhằm mục ích khác nh u Sự biến đổi dạng lƣợng thể sống Các thể sống t cấu tạo nên chúng máy nhiệt mà máy chuyển hó , chúng i n i lượng c thức ăn thành nhiệt năng, năng, hó năng… mà dạng t ào, mô h y thể sinh vật sử dụng ược - Nhiệt năng: ể trì thân nhiệt giữ cho i n i S th y i lớn c thân nhiệt gây nên nhiều rối loạn ệnh lý - Cơ năng: hệ xương khớp tạo nên, ảm ảo tư th cần thi t hoạt ộng chức c thể trì s sống, ặc iệt ảm ảo khả l o ộng c người - Hóa năng: qu n trọng t chức sống Nó ảm ảo cấu trúc lượng cho vật chất chuyển ộng cho tượng thẩm thấu, khu ch tán, tr o i chất… Xét theo s i n i lượng thể t chi thành phần: lượng vào thể, lượng chuyển hóa thể lượng rời thể - Năng lƣợng v o thể: Ch y u hó c thức ăn, có chất cung cấp lượng cho thể protid, lipid, glucid Ngồi r cịn có lượng nhiệt, lượng c sóng iện từ… - Chu ển hóa lƣợng thể: Không giống với chức khác, thể khơng có riêng ộ máy chuyển hó lượng chung cho thể Các chất hấp thụ ược vận chuyển tới t ào, ây, chất th m gi vào phản ứng chuyển hó phức tạp Cùng với i n i hó học này, hó c chất hấp thụ c ng chuyển hó thành dạng lượng cần thi t cho thể Trong tất phản ứng chuyển hó o c ng có phần lượng c chất th m gi phản ứng i n i thành nhiệt Tài liệu giảng dạy Môn: Vật lý đại cương ngành Dược học - Năng lƣợng rời thể: Năng lượng rời thể dạng hó c ti t, ộng năng, iện nhiệt S sống s tồn c vật chất, lượng s tr o i, i n i c quy luật chặt chẽ i n ộng./ chất ài chúng theo  Câu hỏi (b i tập) củng cố: Nêu v i trị c mơn vật lý ối với ngành dược Phân tích lợi ích c ki n thức vật lý ã ược học với công việc c ản thân Nêu ịnh nghĩ kể tên dạng lượng có thể Giải thích s i n i dạng lượng thể Cho ví dụ phân tích v i trị tác dụng c s i n i ó Tài liệu giảng dạy Môn: Vật lý đại cương ngành Dược học BÀI CÔNG CƠ HỌC VÀ CƠ NĂNG  Mục tiêu học tập: S u học xong ài này, người học có thể: - Giải thích ược khái niệm lượng, dạng lượng; khái niệm công công suất - Áp dụng iểu thức th năng, ộng năng, ể giải toán chuyển ộng - Trình ày ược ịnh luật ảo tồn Áp dụng giải ài toán chuyển ộng Công v công suất 1.1 Công 1.1.1 Định nghĩa: “Công số o s truyền chuyển ộng, tức s truyền lượng từ vật s ng vật khác, thông qu tác dụng l c iểm ặt c l c di chuyển quãng ường ó” 1.1.2 Cơng lực - Trường hợp lực không đổi (F = số) Xét vật ng chuyển ộng theo ường thẳng vật thứ h i tác dụng lên l c F khơng i qng ường s Khi ó, t có cơng học c l c F quãng ường s là: Hình 1.2.1 (1.2.1) A  F s hay A  F s.cos   Ft s ( Ft  F cos  ) - N u:    90, A>0, l c F th c công dương, gọi công phát ộng - N u: 90    180 , A