I. Đối tượng nghiên cứu của Vật lí và mục tiêu của môn Vật lí
- Đối tượng nghiên cứu của Vật lí:
+ Vật lí là môn “khoa học tự nhiên” có đối tượng nghiên cứu tập trung vào các dạng vận động của vật chất và năng lượng.
+ Các nhà vật lí nghiên cứu các hiện tượng tự nhiên khác nhau. Họ xây dựng các mô hình và lý thuyết với mục đích giải thích, dự đoán tương tác giữa chất và năng lượng.
+ Các lĩnh vực nghiên cứu của Vật lí rất đa dạng, từ Cơ học, Điện học, Điện từ học, Quang học, Âm học, Nhiệt học, Nhiệt động lực học đến Vật lí nguyên tử và hạt nhân, Vật lí lượng tử, Thuyết tương đối.
- Mục tiêu của môn Vật lí: mô tả được quy luật vận động của thế giới vật chất quanh ta; khám phá ra quy luật tổng quát nhất chi phối sự vận động của vật chất và năng lượng, cũng như tương tác giữa chúng ở mọi cấp độ: vi mô, vĩ mô.
Việc học tập môn Vật lí giúp các em hình thành, phát triển năng lực vật lí với các biểu hiện chính sau đây:
+ Có được những kiến thức, kĩ năng cơ bản về vật lí
+ Vận dụng được kiến thức, kĩ năng đã học để khám phá, giải quyết các vấn đề có liên quan trong học tập cũng như trong đời sống.
+ Nhận biết được năng lực, sở trường của bản thân, định hướng nghề nghiệp.
II. Vai trò của vật lí đối với cuộc sống, khoa học, kĩ thuật và công nghệ
1. Vật lí với cuộc sống
- Trong cuộc sống, vật lí có ảnh hưởng rất rộng, là cơ sở khoa học để chế tạo và giải thích nguyên tắc hoạt động của rất nhiều vật dụng.
- Ví dụ:
+ Tri thức vật lí giúp mô tả cách dòng điện chạy qua các mạch của chiếc điện thoại thông minh có chức năng định vị toàn cầu (GPS).
+ Tri thức vật lí là cơ sở giúp bạn hiểu được cách hoạt động của lò vi sóng, giúp bạn biết vì sao không được cho vật kim loại vào lò và tại sao hoạt động của lò vi sóng có thể ảnh hưởng đến máy điều hòa nhịp tim.
….
2. Vật lí với khoa học, kĩ thuật và công nghệ
* Vật lí với sự phát triển công nghệ nanô
Các nhà vật lí đã đạt được những kết quả nghiên cứu đột phá về các đối tượng có kích thước cỡ nanômét, cách kiểm soát năng lượng và chuyển động ở cấp độ nguyên tử. Từ đó, giúp họ khám phá các quá trình mà các nguyên tử và phân tử có thể được sử dụng riêng lẻ như các khối xây dựng để có thể tạo nên những vật dụng siêu nhỏ không thể nhìn thấy bằng mắt thường hoặc thậm chí qua hầu hết các kính hiển vi.
* Vật lí với sự phát triển laser và y học
- Những nghiên cứu về bức xạ ánh sáng đã giúp các nhà vật lí phát hiện ra một loại bức xạ có độ đơn sắc, độ kết hợp và tính định hướng cao, đó là tia laser.
- Trong y học, dao mổ bằng tia laser là dụng cụ mang lại lợi ích to lớn trong phẫu thuật.
* Vật lí với sự phát triển giao thông
Những tiến bộ trong nghiên cứu Vật lí lượng tử và Vật lí bán dẫn đã góp phần tạo ra công nghệ chế tạo pin và acquy thế hệ mới có thể lưu trữ năng lượng nhiều hơn => thúc đẩy ngành sản xuất ô tô điện, tạo ra các phương tiện giao thông thân thiện với môi trường.
* Vật lí với sự phát triển bền vững
Những thành quả trong nghiên cứu vật lí bán dẫn và phát triển các loại vật liệu mới cho phép tạo ra những ngôi nhà sử dụng năng lượng mặt trời, nhờ đó giảm đáng kể nhu cầu sử dụng nhiên liệu hóa thạch, trong khi vẫn đảm bảo cho chủ nhân những tiện nghi tiên tiến.
III. Tìm hiểu thế giới tự nhiên dưới góc độ vật lí
- Quá trình nghiên cứu của các nhà khoa học nói và nhà vật lí nói riêng chính là quá trình tìm hiểu thế giới tự nhiên. Quá trình này có tiến trình gồm các bước như sau:
+ Quan sát hiện tượng để xác định đối tượng nghiên cứu
+ Đối chiếu các lí thuyết đang có để đề xuất giả thuyết nghiên cứu
+ Thiết kế, xây dựng mô hình lí thuyết hoặc mô hình thực nghiệm để kiểm chứng giả thuyết
+ Tiến hành tính toán theo mô hình lí thuyết hoặc thực hiện thí nghiệm để thu thập dữ liệu. Sau đó xử lí số liệu và phân tích kết quả để xác nhận, điều chỉnh, bổ sung hay loại bỏ mô hình, giả thuyết ban đầu
+ Rút ra kết luận
Trong mỗi bước của tiến trình, công cụ toán học có tính định hướng và hỗ trợ các tính toán, đặc biệt là đối với Vật lí hiện đại.
IV. Quy tắc an toàn trong phòng thực hành
- Đọc kĩ hướng dẫn sử dụng thiết bị và quan sát các chỉ dẫn, các kí hiệu trên các thiết bị thí nghiệm
- Kiểm tra cẩn thận thiết bị, phương tiện, dụng cụ thí nghiệm trước khi sử dụng
- Chỉ tiến hành thí nghiệm khi được sự cho phép của giáo viên hướng dẫn
- Tắt công tắc nguồn thiết bị điện trước khi cắm hoặc tháo thiết bị điện
- Chỉ cắm dây cắm của thiết bị điện vào ổ cắm khi hiệu điện thế của nguồn điện tương ứng với hiệu điện thế của dụng cụ.
- Phải bố trí dây điện gọn gàng, không bị vướng khi qua lại
- Không tiếp xúc trực tiếp với các vật và các thiết bị thí nghiệm có nhiệt độ cao khi không có dụng cụ bảo hộ.
- Không để nước cũng như các dung dịch dẫn điện, dung dịch dễ cháy gần thiế bị điện.
- Giữ khoảng cách an toàn khi tiến hành thí nghiệm nung nóng các vật, thí nghiệm có các vật bắn ra, tia laser.
- Phải vệ sinh, sắp xếp gọn gàng các thiết bị và dụng cụ thí nghiệm, bỏ chất thải thí nghiệm vào đúng nơi quy định sau khi tiến hành thí nghiệm.
V. Phép đo trực tiếp và phép đo gián tiếp
- Đo trực tiếp một đại lượng bằng dụng cụ đo, kết quả được đọc trực tiếp trên dụng cụ đo được gọi là phép đo trực tiếp.
- Đo một đại lượng không trực tiếp mà thông qua công thức liên hệ với các đại lượng có thể đo trực tiếp gọi là phép đo gián tiếp.
VI. Sai số phép đo
1. Sai số ngẫu nhiên
Sai số ngẫu nhiên là kết quả của những thay đổi trong các lần đo do các điều kiện thay đổi ngẫu nhiên (thời tiết, độ ẩm, thiết bị,…) gây ra. Sai số ngẫu nhiên có giá trị khác nhau tong các lần đo.
2. Sai số hệ thống
Sai số hệ thống là kết quả của sự sai lệch như nhau trong các lần đo, được tiến hành bằng cùng dụng cụ và phương pháp đo.
