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 92 SP. Vật lí K36 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 93 SP. Vật lí K36
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 94 SP. Vật lí K36 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 95 SP. Vật lí K36 - 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 96 SP. Vật lí K36 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 H Â N N G U Y Ê N T Ử P R Ô T Ô N 1 9 2 0 N O B E L H Ó A H Ọ C H A I N G U Y Ê N T Ử S Ố S Ố K H Ố I L Ự C H Ạ T N H Â N
SVTH: Tiêu Tín Nguyên 97 SP. Vật lí K36
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 98 SP. Vật lí K36
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
