Bài 1: Khái quát về môn Vật lí

1. Đối tượng nghiên cứu của vật lí học và mục tiêu của môn Vật lí

Đối tượng nghiên cứu của Vật lí gồm: các dạng vận động của vật chất và năng lượng.

Mục tiêu của Vật lí là 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.

Qua học tập môn Vật lí, năng lực vật lí được hình thành, phát triển với các biểu hiện chính sau:

• 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.

2. Phương pháp nghiên cứu Vật lí

a. Phương pháp thực nghiệm

Aristotle, từ việc quan sát sự rơi của các vật nặng nhẹ khác nhau đã cho rằng: “Vật nặng rơi nhanh hơn vật nhẹ, vật càng nặng rơi càng nhanh”.

Aristotle cho rằng vật nặng rơi nhanh hơn vật nhẹ

Gần 20 thế kỉ sau, khi khoa học bắt đầu phát triển, Galilei (ở thành phố Pisa nước Italia) đã nghĩ đến việc kiểm tra xem ý kiến của Aristotle có đúng hay không. Ông cùng các học trò của mình mang lên tháp nghiêng Pisa hai quả cầu bằng kim loại, quả to nặng gấp khoảng 10 lần quả nhỏ và thả hai quả cầu xuống cùng một lúc.

Thí nghiệm của Galilei để kiểm tra xem có đúng vật nặng rơi nhanh hơn vật nhẹ không

Trước sự chứng kiến của hàng trăm người dân thành phố Pisa, cả hai quả cầu đều rơi nhanh như nhau, cùng chạm đất một lúc.

Thí nghiệm đã chứng tỏ ý kiến của Galilei là đúng: Sự rơi nhanh hay chậm không phụ thuộc vào vật nặng hay nhẹ.

Phương pháp Galilei dùng ở trên được gọi là phương pháp thực nghiệm và Galilei được coi là "cha đẻ" của phương pháp này. Sơ đồ của phương pháp thực nghiệm được mô tả như sau:

Nếu thí nghiệm chứng tỏ dự đoán là sai thì phải đưa ra dự đoán mới và làm thí nghiệm kiểm tra dự đoán này, hoặc xác định lại vấn đề cần nghiên cứu.

b. Phương pháp lí thuyết

Phương pháp lí thuyết sử dụng ngôn ngữ toán học và suy luận lí thuyết để phát hiện một kết quả mới. Kết quả này cần được kiểm chứng bằng thực nghiệm.

Hai phương pháp thực nghiệm và lí thuyết hỗ trợ cho nhau, trong đó phương pháp thực nghiệm có tính quyết định.

3. Vật lí với cuộc sống, khoa học, kĩ thuật và công nghệ

a. Vật lí với cuộc sống

Tri thức vật lí là cơ sở khoa học để chế tạo và giải thích nguyên tắc hoạt động của rất nhiều vật dụng trong cuộc sống.

Tri thức vật lí giúp hiểu cách hoạt động của lò vi sóng và vì sao không được cho vật kim loại vào lò

b. Vật lí với khoa học, kĩ thuật và công nghệ

Vật lí học có quan hệ mật thiết và là nền tảng cho nhiều ngành khoa học, kĩ thuật và công nghệ. Nhiều thành tựu của Vật lí học được ứng dụng rộng rãi, làm tiền đề cho các cuộc cách mạng công nghiệp.

• Vật lí với sự phát triển công nghệ nanô: các đối tượng có kích thước cỡ nanômét, cách kiểm soát năng lượng và chuyển động ở cấp độ nguyên tử đã được nghiên cứu. Từ đó, các nhà vật lí khám phá ra các quá trình mà các nguyên tử và phân tử có thể được sử dụng riêng lẻ để tạo nên những vật dụng siêu nhỏ không thể nhìn thấy bằng mắt thường, hoặc qua hầu hết các kính hiển vi. Những vật dụng siêu nhỏ như vậy đã góp phần thúc đẩy sự phát triển của ngành khoa học kĩ thuật và thay đổi đáng kể cuộc sống của chúng ta.​

Công nghệ nano trong công nghệ thông tin

• Vật lí với sự phát triển laser và y học: các nhà vật lí đã phát hiện ra tia laser, một loại bức xạ có độ đơn sắc, độ kết hợp và tính định hướng cao. Trong y học, dao mổ bằng tia laser là dụng cụ quan trọng trong phẫu thuật, nó có thể giúp bác sĩ thực hiện những vết mổ rất nhỏ, mau lành và không để lại sẹo trên da.​

Dao mổ laser

• Vật lí với sự phát triển giao thông: công nghệ chế tạo pin và acquy thế hệ mới có thể lưu trữ năng lượng nhiều hơn nhờ những thành tựu nghiên cứu Vật lí lượng tử và Vật lí bán dẫn. Từ đó thúc đẩy ngành sản xuất ô tô điện, các phương tiện giao thông thân thiện với môi trường.​

Ô tô điện do Việt Nam sản xuất

• Vật lí với sự phát triển bền vững: 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, từ đó giảm đáng kể nhu cầu sử dụng nhiên liệu hóa thạch, giảm ô nhiễm môi trường.​

Nhà sử dụng năng lượng mặt trời

1. Đối tượng nghiên cứu của Vật lí: Các dạng vận động của vật chất và năng lượng.

2. Mục tiêu nghiên cứu của Vật lí: 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.

3. Hai phương pháp nghiên cứu Vật lí: phương pháp thực nghiệm và phương pháp lí thuyết.

4. Ảnh hưởng của Vật lí ngày càng rộng khắp, bao trùm mọi lĩnh vực: đời sống, công nghiệp, nông nghiệp, nghiên cứu khoa học.