Bài giảng Vật lý đại cương 1 - Bài mở đầu

BÀI MỞ ĐẦU

1

Nguyễn Xuân Thấu -BMVL

HÀ NỘI

2017

NỘI DUNG

- Mục đích. Đối tượng và phương pháp nghiên

cứu của Vật lý.

- Các đại lượng vật lý. Đơn vị và thứ nguyên.

- Lý thuyết sai số.

2

CẤU TRÚC CHƯƠNG TRÌNH

VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG 1

VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG 2

Nhiệt học

Cơ học

Điện học

Quang học sóng

Từ học

Thuyết tương đối hẹp

Quang lượng tử

Dao động và sóng

3

Cơ lượng tử

Vật lý nguyên tử

PHƯƠNG PHÁP HỌC TẬP

GIỜ LÝ THUYẾT:

Đi học đầy đủ, đúng giờ. Chú ý nghe giảng, ghi chép bài cẩn

thận.

TỰ HỌC Ở NHÀ:

Xem lại vở ghi lý thuyết, dùng tài liệu bổ sung những chỗ còn

thiếu. Làm bài tập về nhà đã được giao.

GIỜ BÀI TẬP:

4

Tích cực lên bảng chữa bài, các bạn sinh viên lên bảng nhiều, sẽ

được ưu tiên trong tính điểm quá trình.

GIÁO TRÌNH TÀI LIỆU

1. Giáo trình “Vật lý đại cương” – dùng cho các trường đại học

khối kỹ thuật, công nghiệp. Tập 1: “Cơ nhiệt” – Tác giả: Lương

Duyên Bình. NXB Giáo dục Việt Nam.

2. Giáo trình “Vật lý đại cương” – dùng cho các trường đại học

khối kỹ thuật, công nghiệp. Tập 2: “Điện, dao động, sóng” – Tác

giả: Lương Duyên Bình. NXB Giáo dục Việt Nam.

3. Bài tập “Vật lý đại cương”. Tập 1: “Cơ – nhiệt” – Tác giả:

Lương Duyên Bình. NXB Giáo dục Việt Nam.

4. Bài tập “Vật lý đại cương”. Tập 2: “Điện - dao động - sóng” –

Tác giả: Lương Duyên Bình. NXB Giáo dục Việt Nam.

5

5. Tập bài giảng, bài tập của thầy Nguyễn Xuân Thấu, được

update thường xuyên sau mỗi chương.

Theo dõi tại group facebook: “Vật lý đại cương MTA”

PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ

Gồm có điểm quá trình và điểm thi cuối kỳ

- Điểm quá trình gồm:

+ Điểm chuyên cần: Đi học đầy đủ, học tập nghiêm túc, tính hệ

số 0,1. (CC)

+ Điểm thường xuyên: Làm bài tập đầy đủ, có vở bài tập đạt

yêu cầu, xét cùng với điểm của các bài kiểm tra cuối chương, giữa

kỳ, tính hệ số 0,3. (TX)

- Điểm thi cuối kỳ: Là bài thi gồm có 30 câu trắc nghiệm & 4 bài tập

tự luận. Được tính hệ số 0,6. (ĐT). Nếu bài thi cuối kỳ được dưới 4,

thì điểm tổng kết giữ nguyên là điểm thi cuối kỳ (không qua).

- Điểm tổng kết: Điểm tổng kết = 0,1.CC+0,3TX+0,6ĐT

CẤM THI:

6

- 1 trong 2 hoặc cả 2 điểm CC & TX được điểm 0.

- Nghỉ quá số buổi quy định (20%).

THÔNG TIN GIẢNG VIÊN

TS. NGUYỄN XUÂN THẤU

Bộ môn Vật lý

Khoa Hóa – Lý Kỹ thuật

Email: [email protected]

Phone: 0962305507

7

Địa chỉ: Phòng 0807, nhà S1

1. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA VẬT LÝ

Đối tượng nghiên cứu của Vật lý học

- Nghiên cứu các dạng vận động của thế giới tự nhiên, thế giới vật

chất.

Theo Friedrich Engels thì “vận động bao gồm mọi biến đổi, mọi quá

trình xảy ra trong vũ trụ từ sự di chuyển giản đơn đến tư duy”

- Vật lý học là môn khoa học tự nhiên nghiên cứu các dạng vận động

tổng quát nhất của thế giới vật chất, từ đó suy ra những tính chất tổng

quát của thế giới vật chất, những kết luận tổng quát về cấu tạo và bản

chất của các đối tượng vật chất.

8

Mục đích của Vật lý học: nghiên cứu những đặc trưng tổng quát,

những quy luật tổng quát về cấu tạo và vận động của vật chất.

1. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA VẬT LÝ

Phương pháp nghiên cứu của Vật lý học

Vât lý học là một môn khoa học thực nghiệm. Phương pháp nghiên

cứu của Vật lý học bao gồm các khâu sau đây:

Rút ra các

Hệ thống

Quan sát

bằng giác

quan hoặc

máy móc

định luật vật

lý: thuộc

tính, mối

liên hệ.

Thí nghiệm

định tính,

định lượng

Giải thích

bằng giả

thuyết

các giả

thuyết 

Thuyết vật

lý

Ứng dụng

vào thực tế

9

 Phương pháp quy nạp (phương pháp thực nghiệm)

1. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA VẬT LÝ

Phương pháp nghiên cứu của Vật lý học

Các tiên đề

Mô hình

 Phương pháp diễn dịch

(phương pháp lý thuyết)

10

Định lý, lý thuyết

So sánh kết quả với thực nghiệm

1. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA VẬT LÝ

 Vật lý học là cơ sở của nhiều môn khoa học tự nhiên khác.

 Vật lý học có khả năng tiên đoán được sự diễn biến của quá trình

dựa vào những dữ liệu thực nghiệm đã thu thập được.

Vật lý học tác dụng to lớn trong cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật

ngày nay:

+ Khai thác sử dụng năng lượng mới, rẻ hơn, sạch hơn.

+ Nghiên cứu và chế tạo được các vật liệu mới

+ Tìm ra được các công nghệ mới…

11

1. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA VẬT LÝ

Học Vật lý để làm gì?

- Đối với sinh viên các trường kỹ thuật, học Vật lý để nắm được

những kiến thức cơ bản về Vật lý.

- Làm cơ sở để học và nghiên cứu các ngành kỹ thuật khác.

- Rèn luyện phương pháp suy luận khoa học, tư duy logic, phương

pháp nghiên cứu thực nghiệm, tác phong khoa học của 1 người kỹ

sư trong tương lai.

12

2. CÁC ĐẠI LƯỢNG VẬT LÝ

Các đại lượng Vật lý có thể là đại lượng vô hướng hoặc đại lượng véc-

tơ (hữu hướng)

Đại lượng vô hướng: Có giá trị không âm (như thể tích, khối lượng),

có giá trị âm hoặc dương (như điện tích, hiệu điện thế)…

Đại lượng hữu hướng (véc-tơ):

+ Điểm đặt

+ Phương, chiều

+ Độ lớn

13

Ví dụ: lực, cường độ điện trường, cảm ứng từ…

3. ĐƠN VỊ VÀ THỨ NGUYÊN CỦA CÁC ĐẠI LƯỢNG VẬT LÝ

Đơn vị vật lý: Đo một đại lượng vật lý là chọn 1 đại lượng cùng loại

làm chuẩn gọi là “đơn vị” rồi so sánh đại lượng phải đo với “đơn vị” đó,

giá trị đo sẽ bằng tỷ số giữa đại lượng phải đo/đại lượng “đơn vị”.

Gồm đơn vị cơ bản và đơn vị dẫn xuất: tập hợp các đơn vị cơ bản

và đơn vị dẫn xuất tương ứng hợp thành một hệ đơn vị.

Hệ đơn vị thống nhất thế giới: SI = système international

Đơn vị cơ bản:

Đơn vị phụ

- Độ dài: mét (m)

- Khối lượng: kilogam (kg)

- Thời gian: giây (s)

- Góc phẳng: radian (rad)

- Góc khối: steradian (sr)

14

- Cường độ dòng điện: Ampe (A)

- Độ sáng: Candela (Cd)

- Nhiệt độ tuyệt đối: Kelvin (K)

- Lượng chất: mol (mol)

3. ĐƠN VỊ VÀ THỨ NGUYÊN CỦA CÁC ĐẠI LƯỢNG VẬT LÝ

Đơn vị dẫn xuất:

- Diện tích: mét vuông (m²)

- Chu kỳ: giây (s)

- Thể tích: mét khối (m³)

- Tần số: héc (Hz)

- Vận tốc: mét trên giây (m/s)

- Gia tốc: mét trên giây bình

phương (m/s²)

- Lực: newton (N)

- Công suất: oát (W)

- Điện tích: cu-long (C)

- Năng lượng: jun (J)

- Áp suất: pascal (Pa)

- Hiệu điện thế: vôn (V)

- Cường độ điện trường: vôn trên mét (V/m)

15

- Điện dung: fara (F)

- Từ thông: vêbe (Wb)

- Cảm ứng từ: tesla (T)

- Độ tự cảm: henry (H)

3. ĐƠN VỊ VÀ THỨ NGUYÊN CỦA CÁC ĐẠI LƯỢNG VẬT LÝ

Thứ nguyên của một đại lượng là quy luật nêu lên sự phu thuộc của

đơn vị đo đại lượng đó vào các đơn vị cơ bản.

Thứ nguyên của 3 đại lượng cơ bản được ký hiệu như sau:

+ Thứ nguyên của khối lượng (Mass): [khối lượng] = M

+ Thứ nguyên của độ dài (Length): [độ dài] = L

+ Thứ nguyên của thời gian (Time):[thời gian] = T

Ví dụ 1: Thứ nguyên của vận tốc

v = s/t  [v] = [s]/[t] = L.T^-1, trong hệ SI, đơn vị là m/s

Ví dụ 2: Thứ nguyên của gia tốc:

16

a = v/t [a] = [v]/[t] = L.T^-2, trong hệ SI, đơn vị là m/s²

Ví dụ 3: Thứ nguyên của lực

F = m.a  [F] = [m].[a] = M.L.T^-2, trong hệ SI, đơn vị là kg.m/s²= N

3. ĐƠN VỊ VÀ THỨ NGUYÊN CỦA CÁC ĐẠI LƯỢNG VẬT LÝ

Thứ nguyên dùng để kiểm tra sự chính xác của các công thức vật lý,

dựa trên các quy tắc:

+ Các số hạng của 1 tổng đại số phải có cùng thứ nguyên;

+ Hai vế của cùng 1 công thức, một phương trình vật lý phải có cùng

thứ nguyên.

17

4. PHÉP ĐO CÁC ĐẠI LƯỢNG VẬT LÝ VÀ SAI SỐ

4.1. Phép đo các đại lượng vật lý

Người ta phân chia các phép đo vật lý thành hai loại, đó là phép đo

trực tiếp và phép đo gián tiếp.

Phép đo trực tiếp là phép đo mà kết quả của nó được đọc trực tiếp

ngay trên thang đo (hoặc trên bộ hiển thị số) của dụng cụ đo.

Phép đo gián tiếp là phép đo mà trong đó ta không thể đọc được kết

quả trên dụng cụ đo, mà phải tính ra kết quả đó theo một hệ thức nào

đó.

18

4. PHÉP ĐO CÁC ĐẠI LƯỢNG VẬT LÝ VÀ SAI SỐ

4.2. Sai số của phép đo các đại lượng vật lý

Kết quả đo bao giờ cũng có sai số.

 Phân loại theo quy luật xuất hiện của sai số:

- Sai số ngẫu nhiên: là sai số xuất hiện một cách ngẫu nhiên. Nó làm

cho kết quả đo khi thì lớn hơn, khi thì nhỏ hơn giá trị thực của đại

lượng cần đo.  đo nhiều lần.

- - Sai số hệ thống: là sai số lặp lại một cách có hệ thống. Đặc điểm

của sai số hệ thống là nó có tính quy luật. Sai số hệ thống làm cho

kết quả đo luôn lệch về một phía (lớn hơn hoặc nhỏ hơn) so với giá

trị thực cần đo. chỉnh lại dụng cụ đo.

19

4. PHÉP ĐO CÁC ĐẠI LƯỢNG VẬT LÝ VÀ SAI SỐ

4.2. Sai số của phép đo các đại lượng vật lý

 Phân loại nguyên nhân dẫn đến sai số:

- Sai số dụng cụ: là sai số phát sinh do những nguyên nhân liên quan

đến dụng cụ, thiết bị đo được sử dụng trong phép đo.

- Sai số không liên quan đến dụng cụ: (ví dụ do người đo)  nhiều

người đo, loại bỏ những giá trị quá lệch.

20

 Như vậy, khi thực hiện một phép đo vật lý, ta cần phải tính được sai

số dụng cụ và sai số ngẫu nhiên của phép đo.

Bài giảng Vật lý đại cương 1 - Bài mở đầu - Nguyễn Xuân Thấu