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. Phương pháp thực nghiệm
- Phương pháp thực nghiệm là phương pháp quan trọng của Vật lí.
- Thí nghiệm về sự rơi của vật được thực hiện bởi Galilei tại đỉnh tháp nghiêng Pisa cao 57m là một ví dụ minh họa cho phương pháp thực nghiệm.
- Sơ đồ minh họa phương pháp nghiên cứu khoa học:
- Phương pháp này được thực hiện theo các tiến trình gồm các bước sau:
+ Bước 1: Xác định vấn đề cần nghiên cứu
+ Bước 2: Quan sát, suy luận, thu thập thông tin
+ Bước 3: Đưa ra dự đoán, hình thành giả thuyết
+ Bước 4: Thí nghiệm kiểm tra giả thuyết
+ Bước 5: Kết luận
=> Phương pháp thực nghiệm dùng thí nghiệm để phát hiện kết quả mới giúp kiểm chứng, hoàn thiện, bổ sung hay bác bỏ giả thuyết nào đó. Kết quả mới này cần được giải thích bằng lí thuyết đã biết hoặc lí thuyết mới.
III. Phương pháp lý thuyết
- Trong quá trình nghiên cứu khoa học, việc hình thành các giả thuyết khoa học là vô cùng quan trọng. Lí thuyết vật lí được xây dựng dựa trên các quan sát ban đầu và trực giác của các nhà vật lí, trong nhiều trường hợp có tính định hướng và dẫn dắt cho thực nghiệm kiểm chứng.
- Việc hình thành lí thuyết dẫn dắt các thực nghiệm kiểm chứng phụ thuộc rất nhiều yếu tố, các dữ liệu quan sát ban đầu, trực giác của nhà khoa học, sự hoàn thiện của công cụ toán học, tính toán tỉ mỉ,…
- Thực nghiệm kiểm chứng càng nhiều, lí thuyết càng đúng, nhưng chỉ cần một thí nghiệm không phù hợp với lí thuyết, lí thuyết đó hoàn toàn bị bác bỏ.
Phương pháp lí thuyết sử dụng ngôn ngữ toán học và suy luận lí thuyết để phát hiện một kết quả mới. Kết quả mới này cần được kiểm chứng bằng thực nghiệm.
IV. Ảnh hưởng của vật lí đến một số lĩnh vực trong đời sống và kĩ thuật
- Thông tin liên lạc: Nền tảng internet kết hợp với điện thoại thông minh và một số thiết bị công nghệ đã tạo ra phương tiện thông tin liên lạc vô cùng hữu ích. Tin tức, tiếng nói, hình ảnh được truyền đi nhanh chóng. Nhờ đó, khoảng cách địa lí không còn là trở ngại.
- Y tế: Các phương pháp chẩn đoán và chữa bệnh có áp dụng kiến thức vật lí như: phép nội soi, chụp X-quang, chụp cắt lớp vi tính (CT), chụp cộng hưởng, xạ trị,…đã giúp cho việc chẩn đoán và chữa trị các bác sĩ đạt hiệu quả cao.
- Công nghiệp: Vật lí là động lực của các cuộc cách mạng công nghiệp. Nhờ vậy, nền sản xuất thủ công nhỏ lẻ được chuyển thành nền sản xuất dây chuyền, tự động hóa => giải phóng sức lao động của con người.
- Nông nghiệp: Việc ứng dụng những thành tựu của vật lý đã chuyển đổi quá trình canh tác truyền thống thành các phương pháp hiện đại với năng suất vượt trội nhờ vào máy móc cơ khí tự động hóa.
- Nghiên cứu khoa học: giúp cải tiến thiết bị và phương pháp nghiên cứu của rất nhiều ngành khoa học như: kính hiển vi điện tử, nhiễu xạ tia X, máy quang phổ,…
