Tài liệu Bài thuyết trình: Lịch sử Vật lý thời kỳ thịnh vượng của chủ nghĩa tư bản (CNTB)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HUẾ KHOA VẬT LÝ Học phần: Lịch sử Vật lý Giảng viên hướng dẫn: Cô Lê Thị Cẩm Tú 1. 2. 3. 4. 5. Nguyễn Thị Thúy Hoanh Nguyễn Thị Toán Ngô Thị Kiều Trang Trần Thị Huyền Trang Đoàn Thị Ngọc Triều CẤU TRÚC Hoàn cảnh lịch sử Cơ học nửa đầu thế kỉ XIX Thành tựu Bước phát triển mới của quang học sóng Những bước đầu của điện động lực Định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng Kết luận I- HOÀN CẢNH LỊCH SỬ XÃ HỘI • Trong nửa đầu thế kỉ XIX Hà Lan, Anh, Pháp trở thành những nước TBCN phát triển nhất ở châu Âu • Chế độ phong kiến lần lượt bị đánh đổ tại nhiều nước ở châu Âu I- HOÀN CẢNH LỊCH SỬ KINH TẾ Ở thời kì thịnh vượng của CNTB nền kinh tế châu Âu phát triển mạnh và đạt đến trình độ của một nền đại công nghiệp Nền sản xuất châu Âu chuyển nhanh từ công trường thủ công sang phương thức sản xuất bằng máy.  Máy hơi nước đã được phát minh ở thế kỷ XVIII bởi James Watt đã được cải tiến trở thành máy phát động dùng phổ biến trong các nhà máy. I- HOÀN CẢNH LỊCH SỬ KINH TẾ Năm 1807 chiếc tàu thủy chạy bằng hơi nước đầu tiên xuất hiện ở Mỹ được chế tạo bởi Robert Fulton, đưa 40 hành khách du ngoạn khứ hồi từ New York tới Albany. I- HOÀN CẢNH LỊCH SỬ KINH TẾ Năm 1825, đường rây xe lửa đầu tiên (được thiết kế bởi Goerge Stephenson) được xây dựng ở Anh và sau một thời gian ngắn thì phát triển mạnh mẽ ở châu Âu và châu Mĩ. I- HOÀN CẢNH LỊCH SỬ KINH TẾ Các ngành luyện kim, mỏ, hóa chất, chế biến kim loại phát triển mạnh. Sau khi phát minh ra dòng điện, điện được áp dụng trong kĩ thuật  làm nảy sinh ngành điện kỹ thuật. Sau phát minh của Ơcxtet về mối quan hệ giữa dòng điện và từ trường - tác dụng điện từ của dòng điện  làm phát sinh ngành điện báo. I- HOÀN CẢNH LỊCH SỬ KHOA HỌC – GIÁO DỤC Giai cấp tư sản hiểu rõ vai trò của khoa học đối với sản xuất do đó tích cực thúc đẩy sự phát triển của khoa học và giáo dục bằng nhiều biện pháp tổ chức và tài chính  nền khoa học – giáo dục châu Âu phát triển mạnh. Cụ thể: Một mạng lưới các trường kĩ thuật được thành lập, đào tạo các kĩ sư và kĩ thuật viên. Các loại hội khoa học – kĩ thuật được chính phủ tài trợ để hoạt động. I- HOÀN CẢNH LỊCH SỬ KHOA HỌC – GIÁO DỤC Ở Anh đã thành lập “Viện Hoàng Gia”  phổ biến tri thức khoa học và vận dụng khoa học vào đời sống và “Hội Anh quốc hỗ trợ tiến bộ khoa học”  nhằm tài trợ và khuyến khích các nghiên cứu về khoa học tự nhiên. Ở Pháp, “Viện Pháp quốc” được thành lập, có nội quy tổ chức dân chủ và hướng mạnh vào các ngành khoa học toán – lí. Ngành giáo dục được tổ chức lại, nhà trường tách khỏi quyền lực của giáo hội, các môn khoa học tự nhiên và kĩ thuật chiếm vị trí quan trọng trong chương trình. I- HOÀN CẢNH LỊCH SỬ TƯ TƯỞNG Tư tưởng chống tôn giáo Tư tưởng tiên tiến của các nhà khai sáng và các nhà duy vật Pháp Tư tưởng vô thần Lòng tin vào trí tuệ con người Lòng tin vào khả năng nhận thức thế giới của con người Những tư tưởng này đã ảnh hưởng sâu sắc đến sự phát triển của vật lý học và khoa học tự nhiên nói chung. I- HOÀN CẢNH LỊCH SỬ Nhận xét: Hoàn cảnh xã hội, kinh tế, khoa học – giáo dục và tư tưởng lúc bấy giờ rất thuận lợi cho sự phát triển của vật lý học và khoa học nói chung  Vật lý học thời kỳ này đã đạt được nhiều bước tiến quan trọng với các phát minh của các nhà khoa học. Mặc dù vật lý học nửa đầu thế kỉ XIX có những xu hướng phát triển trái ngược nhau nhưng xu hướng duy vật là mạnh nhất. II- CƠ HỌC NỬA ĐẦU THẾ KỈ XIX Ngành cơ học lý thuyết (được nảy sinh vào thế kỉ XVIII từ những công trình của Ơle, Lagrănggiơ và các nhà cơ học khác) sang thế kỉ XIX đã tách khỏi vật lý học và phát triển một cách độc lập. Sự phát triển của cơ học lý thuyết cũng ảnh hưởng quan trọng đến vật lí học. Cơ học trong thời kì này có nhiều nhà khoa học với các thành tựu, phát minh của họ đó là: II- CƠ HỌC NỬA ĐẦU THẾ KỈ XIX  Năm 1803, Louis Poinsot (Poăng xô) (1777–1859) nhà toán học và vật lý học người Pháp đưa ra khái niệm ngẫu lực. Ông đã nghiên cứu:  Tính chất của ngẫu lực  Phép tổng hợp các lực tác động lên một vật  Điều kiện tổng quát của sự cân bằng II- CƠ HỌC NỬA ĐẦU THẾ KỈ XIX  Năm 1829, Jean-Victor Poncelet (Pông xơ lê) (1788 – 1867), nhà toán học người Pháp đã đưa vào cơ học khái niệm công. Năm 1835, Gustave de Coriolis (1792 – 1843) (Côriôlit) nhà toán học, kiêm vật lí học người Pháp đã phát minh ra gia tốc của các vật nằm trong một hệ quay, gọi là gia tốc Côriôlit và lực quán tính ứng với gia tốc này là lực Côriôlit. II- CƠ HỌC NỬA ĐẦU THẾ KỈ XIX Carl Friedrich Gauss (1777 – 1855) là một nhà toán học và nhà khoa học người Đức. Ông đã tìm ra phương pháp bình phương tối thiểu đóng vai trò quan trọng trong lý thuyết sai số và việc xử lý các số liệu thí nghiệm.  Năm 1834, William Rowan Hamilton đã công bố công trình: “Về một phương pháp tổng quát trong động lực học, nhờ đó mà việc nghiên cứu chuyển động của mọi hệ điểm hút nhau và đẩy nhau được quy về việc tìm ra và tính đạo hàm của hàm đặc trưng”. II- CƠ HỌC NỬA ĐẦU THẾ KỈ XIX William Rowan Hamilton (1805 – 1865) sinh ra tại Dublin, Ireland. Từ nhỏ ông đã thể hiện là người có trí tuệ siêu phàm: • Khi mới 5 tuổi, ông đã có thể nói thông thạo tiếng Latin, Hy Lạp và Do Thái. • Vào năm 13 tuổi, ông có thể nói được 13 thứ tiếng khác nhau, bao gồm tiếng Phạn, Ba Tư, Ý, Ả Rập, Syria, tiếng địa phương Ấn Độ… • Ở tuổi 15, Hamilton đã phát hiện ra các lỗi trong khi nghiên cứu về công trình của nhà toán học nổi tiếng người Pháp Pierre Simon. • Rowan Hamilton có nhiều đóng góp trong việc phát triển lý thuyết về động lực học. II- CƠ HỌC NỬA ĐẦU THẾ KỈ XIX Hamilton đề nghị một phương pháp trong đó để xác định chuyển động đối với mọi hệ chỉ cần giải một phương trình đặc trưng. Phương trình này được xác định bởi tích phân: 𝑡 𝑉= 2𝑇𝑑𝑡 0 Trong đó: 2𝑇 = 𝑚 𝑖 𝑣 2 là hoạt lực toàn phần 𝑖 Sau đó, ông lại thay hàm đặc trưng V bằng hàm chính S xác định bởi phương trình 𝑆= 𝑡 0 𝑇 + 𝑈 𝑑𝑡 Trong đó: 𝐻 = 𝑇 + 𝑈 là hàm Hamilton Hamilton cũng xây dựng được hệ các phương trình chính tắc: 𝜕𝐻 𝜕𝐻 𝑞𝑖 = 𝑝𝑖 = − 𝜕𝑝 𝑖 𝜕𝑞 𝑖 II- CƠ HỌC NỬA ĐẦU THẾ KỈ XIX Phương pháp của Hamilton sau này được Giacôbi (1804 – 1851) phát triển thêm. Đến TK XX, lý thuyết Hamilton – Giacôbi được áp dụng rộng rãi để giải các bài toán vật lý nguyên tử. Toán tử Hamilton 𝐻 = 𝑇 + 𝑈 là toán tử cơ bản của cơ học lượng tử. Sự tương tự quang – cơ mà Hamilton đề xuất cũng giữ vai trò quan trọng trong việc xây dựng cơ học sóng của Srôđingơ. II- CƠ HỌC NỬA ĐẦU THẾ KỈ XIX Kết luận: Như vậy, cơ học nửa đầu TK XIX chủ yếu là cơ học lý thuyết. Đó là sự kế thữa những thành tựu cơ học của TK XVIII và là bước đệm cho sự phát triển của cơ học sau này.