Báo cáo tổng kết: Cải tiến chương trình giảng dạy Vật lý lý thuyết cho sinh viên khoa Vật lý, trường Đại học Sư phạm TP.HCM

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM TP. HCM

BÁO CÁO TỔNG KẾT

Đề tài nghiên cứu khoa học và công nghệ cấp trƣờng

Cải tiến chƣơng trình giảng dạy vật lý lý thuyết cho

sinh viên khoa Vật lý, trƣờng Đại học Sƣ phạm TP. HCM

Mã số: CS.2005.23.91

Chủ nhiệm đề tài: TS Đỗ Xuân Hội

TP. Hồ Chí Minh – 2008

DANH SÁCH NHỮNG NGƢỜI THAM GIA THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

PGS TS Nguyễn Khắc Nhẹp, Khoa Vật Lý, Trƣờng ĐHSP TP. HCM

TSKH Lê Văn Hoàng, Khoa Vật Lý, Trƣờng ĐHSP TP. HCM

ThS Lê Nam, Khoa Vật Lý, Trƣờng ĐHSP TP. HCM

CN Nguyễn Thành Trung, Khoa Vật Lý, Trƣờng ĐHSP TP. HCM

CN Nguyễn Ngọc Ty, Khoa Vật Lý, Trƣờng ĐHSP TP. HCM

TÓM TẮT

Trong công trình này, một chƣơng trình giảng dạy vật lý lý thuyết mới đƣợc đề nghị

sau khi các tác giả của công trình đã nghiên cứu, tham khảo một số chƣơng trình giảng dạy

các bộ môn này ở một số truờng đại học trong và ngoài nuớc, đáng kể là của Đại học Khoa

học tự nhiên (ĐHQG TP. HCM) va của MIT (Massachusetts Institute of Technology).

Chƣơng trình đƣợc xây dựng phù hợp với kế hoạch giảng dạy các bộ môn vật lý lý

thuyết do Bộ Giáo dục và Đào tạo quy định, đồng thời, đảm bảo cho sinh viên của Khoa vật

lý, trƣờng ĐHSP TP. HCM có đƣợc một kiến thức vững chắc, hiện đại của các bộ môn cơ

học lý thuyết, điện động lực học, cơ học lƣợng tử và vật lý thống kê.

Chƣơng trình đƣợc xây dựng cũng chú trọng đến nguyên lý kế thừa của giáo dục khi

mối quan hệ giữa nội dung của các học vật lý đại cƣơng và các môn học vật lý lý thuyết đƣợc

đặc biệt nêu rõ.

ABSTRACT

In this work, a new curriculum of theoretical physics is proposed after a careful study

of the ones taught at some Vietnamese and forein universities, notably the University of

Natural Science of HCM City (HCMC National University) and MIT.

The curriculum is constructed in good agreement with regulations of the Vietnamese

Minister of Education and Trainning, and insure at the same time that the students of the

faculty of physics of HCMC University of Education have the solid and modern knowledge

of theoretical mechanics, electrodynamics, quantum mechanics, and statistical physics.

In constructing the curriculum, the authors have considered carefully the principle of

inheritance of the general education when insisting on the relationship between the contents

of the general physics that the students have studied before and the ones of the theoretical

physics.

MỤC LỤC I. KHÁI NIỆM CHƢƠNG TRÌNH HỌC VẤN ........................................................................ 4

II. CÁC BỘ MÔN VẬT LÝ LÝ THUYẾT ............................................................................... 5

III. MỐI QUAN HỆ GIỮA CÁC BỘ MÔN VẬT LÝ LÝ THUYẾT VÀ VẬT LÝ ĐẠI CƢƠNG ..................................................................................................................................... 8

1. Cơ học đại cƣơng và cơ học lí thuyết cổ điển .................................................................... 8

2. Điện từ học đại cƣơng, quang học đại cƣơng, cơ học đại cƣơng và điện động lực học .. 10

3. Cơ học lƣợng tử và vật lý nguyên tử và hạt nhân ............................................................ 12

4. Vật lý thống kê và nhiệt học đại cƣơng ........................................................................... 14

IV. NỘI DUNG CÁC MÔN HỌC VẬT LÝ LÝ THUYẾT ĐƢỢC GIẢNG DẠY TẠI KHOA VẬT LÝ, TRƢỜNG ĐHSP TP. HCM .................................................................................... 16

1. Khái quát .......................................................................................................................... 16

2. Nội dung chƣơng trình vật lí lí thuyết .............................................................................. 16

V. HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI .............................................................................. 28

TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................................... 29

PHỤ LỤC A: CHƢƠNG TRÌNH VẬT LÝ ĐẠI CƢƠNG ..................................................... 30

PHỤ LỤC B: CHƢƠNG TRÌNH VẬT LÝ LÝ THUYẾT ..................................................... 44

PHỤ LỤC C: CHƢƠNG TRÌNH MIT (2005) ....................................................................... 49

PHỤ LỤC D: CHƢƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC PIERRE & MARIE CURIE (PARIS VI, PHÁP) .................................................................................................................................................. 54

PHỤ LỤC E: CHƢƠNG TRÌNH GIẢNG DẠY VẬT LÝ LÝ THUYẾT KHOA VẬT LÝ, TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN (ĐHQG TP.HCM) ...................................... 60

I. KHÁI NIỆM CHƢƠNG TRÌNH HỌC VẤN

Có nhiều định nghĩa khác nhau về chương trình học vấn ( curriculum ). Theo nghĩa rộng thì chƣơng trình học vấn có thể đƣợc hiểu nhƣ "là tất cả những hoạt động của người học

đã được kế hoạch hoá và được chỉ đạo bởi nhà trường nhằm đạt được những mục tiêu của ngành giáo dục " ( Hilda Taba, Curriculum development: Theory and practice, New York,

Harcount Brace Jovanovich, 1962) hoặc là "một loạt các hoạt động nhằm giúp phát hiện những khả năng của mỗi người học hoặc có chủ đích làm hoàn thiện người học " ( Franklin

Bobbitt, How to Make a Curriculum, New York, Houghton Mifflin, 1924 ). Tuy nhiên, ở đây, ta có thể hiểu một cách đơn giản hơn rằng chƣơng trình học vấn là một hệ thống những khoa

học hoặc môn học mà sinh viên cần phải đƣợc trang bị nhằm mục đích có thể thực hiện tốt nhất công việc của mình sau khi tốt nghiệp đại học.

Theo định nghĩa trên thì chƣơng trình học vấn của khoa Vật lý, trƣờng Đại học Sƣ phạm TP. HCM phải đƣợc kiến tạo sao cho đạt đƣợc yêu cầu là sinh viên của Khoa, một khi

đã tốt nghiệp trƣớc hết là phải đủ khả năng để giảng dạy bộ môn vật lý ở một trƣờng trung học phổ thông. Khái niệm " đủ khả năng " ở trên nhất thiết phải đƣợc hiểu theo nghĩa là sinh

viên mới tốt nghiệp không những có một kiến thức vững chắc về vật lý mà còn phải đƣợc trang bị các phƣơng pháp và các kỹ năng giảng dạy hiệu quả, và quan trọng là phải có thể tiếp

tục tự đào tạo để đáp ứng những thay đổi không ngừng của yêu cầu giáo dục trong nhà trƣờng phổ thông.

Để sinh viên của khoa có thể hoàn thành đƣợc vai trò của mình trong tƣơng lai, khoa Vật lý, trƣờng ĐHSP TP. HCM đã lên kế hoạch xây dựng chƣơng trình giảng dạy phù hợp

với các yêu cầu mới của ngành giáo dục đại học mà giảng dạy theo tín chỉ sẽ là một trong những yêu cầu quan trọng nhất. Theo kế hoạch trên, tổ bộ môn vật lý lý thuyết của khoa đã

đƣợc giao nhiệm vụ thiết kế một chƣơng trình giảng dạy các môn học vật lý lý thuyết nhằm đáp ứng tốt nhất cá yêu cầu chung của khoa.

Trên cơ sở chƣơng trình giảng dạy đã đƣợc thực hiện từ trƣớc của các môn vật lý lý thuyết ( xem Phụ lục B ), đồng thời, có tham khảo chƣơng trình giảng dạy các môn vật lý đại

cƣơng cho các năm thứ nhất và năm thứ hai đại học ( xem Phụ lục A ), các thành viên của tổ bộ môn đã cùng nhau thực hiện công trình nghiên cứu khoa học " CẢI TIẾN CHƢƠNG

TRÌNH GIẢNG DẠY VẬT LÝ LÝ THUYẾT CHO SINH VIÊN KHOA VẬT LÝ, TRƢỜNG ĐHSP TP. HCM ".

II. CÁC BỘ MÔN VẬT LÝ LÝ THUYẾT

Vật lí lý thuyết là ngành học có mục đích tìm hiểu thế giới tự nhiên bằng cách thiêt lập một mô hình toán học trừu tƣợng của thực tại, sử dụng để lí luận, giải thích, và tiên đoán các hiện tƣợng vật lí nhờ vào một lí thuyết vật lí.

(Một lý thuyết vật lý có thể đƣợc hiểu theo Stefan Havvking, là một hệ thống các kiên thức có thế đáp ứng đƣợc hai yêu cầu : thứ nhất, phải mô tả chính xác đƣợc một loạt những quan sát trên cơ sở một mô hình bao gồm một số yếu tố nhiệm ý. thứ nhì, phải đƣa ra một số tiên đoán về kết quả của những quan sát thực hiện đƣợc trong tƣơng lai).

Có bốn môn học cơ sở của vật lí lí thuyết (không kể lí thuyết tương đối tổng quát và lí thuyết tương đối hẹp - môn học sau này đƣợc giảng dạy nhƣ là phần tiếp theo của giáo trình đện động lực học) là cơ học cổ điển, điện động lực học, cơ học lượng tử, và vật lí thống kê đƣợc giảng dạy trong khoa Vật lí, trƣờng Đại học Sƣ phạm TP. HCM.

Cơ học cổ điển có mục đích khảo sát chuyển động của các vật thể vĩ mô, từ viên đạn cho đến tên lửa, hành tinh, sao, và thiên hà. Là một trong những khoa học có từ lâu đời nhất và có đối tƣợng nghiên cứu rộng rãi nhất trong khoa học và công nghệ, môn cơ học cung cấp cho chúng ta những kết quả rất chính xác.

Cơ học Lagrange là phƣơng pháp tiếp cận khác của cơ học, có cùng đối tƣợng nghiên cứu nhƣ cơ học cổ điển, nhƣng sử dụng lộ trình được cực tiếu hoa để tìm phƣơng trình quỹ đạo của vật thể. Cơ học Hamilton cũng là một cách tiếp cận khác, sử dụng các phương trình chính tắc liên quan đến các hàm năng lƣợng để giải quyết bài toán cơ học.

Trƣờng điện từ đƣợc khảo sát bởi môn điện động lực học cổ điển. Môn học này trình bày lí thuyết về tƣơng tác điện từ trong một thể thống nhất, bởi vì các lực điện trƣờng và lục từ trƣờng xuất hiện đồng thời. Sự thống nhất điện từ đƣợc biểu thị bởi các phương trình Maxwell. Các phƣơng pháp nghiên cứu lí thuyết của điện động lực học cổ điển dẫn đến các hệ quả quan trọng, ví dụ nhƣ sự khám phá ra một trong hai bản chất của ánh sáng, bản chất sóng, và dẫn đến sự khảo sát sóng điện từ, hoặc là dẫn đến sự phát triên của lí thuyết tương đối hẹp.

Môn cơ học lượng từ đƣợc xem nhƣ cơ bản hơn các môn cơ học cổ điển và điện động lực học, theo nghĩa là môn học này cung cấp cho chúng ta một mô tả chính xác của nhiều hiện tƣợng ở cấp độ nguyên tử và hạ nguyên tử, mà hai môn học sau này không thể giải thích. Đƣợc trang bị bởi các công cụ toán học chặt chẽ, cơ học lƣợng tử cho phép ta tiên đoán các trạng thái của các hạt vi mô, hay ít nhất, các dụng cụ đo lƣờng các trạng thái này. Cấu trúc của các hệ vật lí vi mô nhƣ nguyên tử, phân tử chỉ có thể đƣợc mô tả thích hợp bởi cơ học lƣợng tử, điều mà cơ học cổ điển và điện động lực học hoàn toàn bất lực. Trong cơ học lƣợng tử, mỗi trạng thái vật lí đƣợc xem nhƣ là một vectơ trang thái, hay cụ thể hơn, một hàm sóng (cũng đƣợc gọi là vân đạo-orbital đối với trƣờng hợp elctron trong nguyên tử). Đối tƣợng toán học trừu tƣợng này cho phép la tính toán đƣợc xác suất của nhiều quá trình thực nghiệm cụ thể.

Môn vật lí lí thuyết khác mà các sinh viên đƣợc học là môn vật lí thống kê. Trong

môn học này, lí thuyết thống kê, công cụ toán học để xử lí những trƣờng hợp số đông, đƣợc

áp dụng trong lĩnh vực cơ học, là môn học liên quan đến chuyển động của các hạt hay vật thể

khi chịu tác dụng của các lực. Vật lí thống kê cung cấp cơ sở để hiểu đƣợc mối quan hệ giữa

các hệ vi mô và quá trình vĩ mô, đƣợc quan sát thấy trực tiếp bới con ngƣời, do đó, có thể giải

thích đƣợc các hiện tƣợng nhiệt động lực nhƣ là kết quả tự nhiên của sự phối họp giữa cơ học

và thống kê học. Cơ học thống kê và nhiệt động lực học liên hệ nhau qua khái niệm trung tâm

là en tropy. Tuy nhiên, nếu khái niệm en tropy đƣợc định nghĩa một cách kinh nghiệm trong

nhiệt động lực học thì trong cơ học thống kê, đƣợc định nghía nhƣ hàm của phân bố các trạng

thái vi mô.

Mối quan hệ giũa vật lí lí thuyết với vật lí đại cƣơng là sự mở rộng, tổng quát hóa các

khái niệm, định luật, và tính chất của hệ vật lí, đồng thời, các phƣơng pháp mới cũng đƣợc

khảo sát nhằm giới thiệu cho sinh viên có đƣợc các quan điểm rộng hơn, các công cụ nghiên

cứu khoa học đa dạng, phong phú hơn.

(Xem SƠ ĐỒ 1)

SƠ ĐỒ 1

III. MỐI QUAN HỆ GIỮA CÁC BỘ MÔN VẬT LÝ LÝ THUYẾT VÀ VẬT

LÝ ĐẠI CƢƠNG

1. Cơ học đại cƣơng và cơ học lí thuyết cổ điển

Trong khi sinh viên tìm thấy trong môn cơ học đại cƣơng cách trình bày truyền thống:

từ động học chất điểm đến động lực học chất điểm với sự giới thiệu các định luật Newton,

các định luật bảo toàn động lƣợng và định luật bảo toàn năng lƣợng. Sau đó, trƣờng hấp dẫn

và cơ học vật rắn đƣợc giới thiệu. Cách trình bày này đồng quy với chƣơng trình vật lí giảng

dạy ở bậc phổ thông và nhƣ vậy, có thể xem nhƣ thích hợp với sinh viên đại học sƣ phạm.

Trong môn cơ học lý thuyết, cơ học Newton đƣợc trình bày một cách tổng hợp : tính

chất của chuyển động đƣợc suy ra từ mối quan hệ hàm giữa lực và thời gian, vị trí, hay vận

tốc của chất điểm. Phƣơng pháp tiếp cận cơ học giải tích đƣợc trình bày tiếp theo đó : bao

gồm hệ hình thức Lagrange và hệ hình thức Hamilton. Chuyển động trong trƣờng xuyên tâm

dƣới tác dụng của lực hấp dẫn đƣợc xem là một ứng dụng quan trọng, cũng nhằm mục đích

chứng minh các định luật Kepler để suy ra các tính chất của chuyển động của các thiên thể,

và giải thích một số hiện tƣợng liên quan đến lực hấp dẫn nhƣ hiện tƣợng thủy triều. Các dao

động nhỏ đƣợc khảo sát nhằm mục đích kép: ứng dụng cụ thể của cơ học trong một lớp quan

trọng của chuyển động để giúp sinh viên đào sâu, nắm vững hơn phƣơng pháp cơ học

Newton, mặt khác, để chuẩn bị kiến thức để sinh viên có thể theo dõi dễ dàng hơn các môn

học khác của vật lý lý thuyết: cơ học lƣợng tử, vật lý thống kê, và vật lý chất rắn. Chuyển

động trong hệ quy chiểu phi quán tính cũng đƣợc đề cập, đặc biệt chú ý đến những trƣờng

hợp chƣa đƣợc giải quyết triệt để trong chƣơng trình cơ học đại cƣơng nhƣ trƣờng hợp lực

Coriolis chẳng hạn. Cuối cùng, chuyển động của vật rắn đƣợc khảo sát với công cụ toán học

cao và phức hợp hơn so với công cụ đƣợc sử dụng ở trình độ đại cƣơng; các khảo sát Euler

của chuyển động quay đƣợc giới thiệu với sinh viên nhằm cung cấp cho sinh viên một cái

nhìn tổng quát hơn.

(Xem SƠ ĐỒ 2)

SƠ ĐỒ 2

2. Điện từ học đại cƣơng, quang học đại cƣơng, cơ học đại cƣơng và điện

động lực học

Cũng tƣơng tự mối tƣơng quan giữa cơ học đại cƣơng và cơ học lí thuyết cổ điển, ta

nhận thấy có một mức độ nâng lên tổng quát và đào sâu kiến thức một cách rõ rệt giữa môn

điện và từ đại cƣơng và điện động lực học cổ điển. Trong khi cách trình bày, bố cục của nội

dung các chƣơng trong điện và từ học đại cƣơng rất chú trọng đến trình tự lịch sử của môn

học cũng nhƣ sự phân bố kiến thức ở chƣơng trình vật lý bậc phổ thông trung học và nhƣ

vậy, điều tất yếu là lí thuyết về trƣờng điện từ thống nhất chỉ đƣợc đề cập đến ở phần cuối

cùng của môn học, thì trong môn điện động lực học, sinh viên đƣợc giới thiệu ngay từ đầu sự

thống nhất về trƣờng điện từ trong chân không và trong môi trƣờng vật chất. Sau đó, các

trƣờng hợp đặc biệt về sự độc lập đối với thời gian của điện trƣờng và từ trƣờng (và trƣờng

hợp chuẩn dừng sau đó) mới đƣợc khảo sát riêng rẽ. Sau đó một chƣơng đƣợc dành riêng cho

lý thuyết sóng điện từ và một chƣơng về hiện tƣợng bức xạ điện từ đƣợc giới thiệu cho sinh

viên. Đặc biệt, trong chƣơng trƣớc, mối quan hệ giữa điện từ học và quang học sóng (hiện

tƣợng phản xạ, hiện tƣợng khúc xạ) cũng đƣợc khảo sát nhằm bổ sung và tổng quát hoá.

Tƣơng tự nhƣ vậy, ta cũng thấy mối quan hệ giữa điện động lực học và cơ học đại cƣơng qua

chƣơng cuối cùng, nghiên cửu về lý thuyết tƣơng đối hẹp, là sự tiếp tục của phần động lực

học tƣơng đối tính trong học phần cơ học đại cƣơng. Điều này là hoàn toàn hợp lý nếu ta nhớ

lại một trong những nguyên tắc đầu tiên, quan trọng là tính lặp lại của việc giảng dạy một

kiến thức.

(Xem SƠ ĐỒ 3)

SƠ ĐỒ 3

3. Cơ học lƣợng tử và vật lý nguyên tử và hạt nhân

Theo chƣơng trình chính thức của khoa Vật lý, trƣờng Đại học Sƣ phạm TP.HCM, môn học vật lý nguyên tử và hạt nhân đƣợc bố trí thành một môn học chuyên đề, theo tinh thần của một môn học đại cƣơng, trong đó, các kiến thức sơ bộ về cơ học sóng đƣợc giới thiệu với sinh viên thông qua một số các dữ kiện thực nghiệm đƣợc trình bày theo quan điểm lịch sử; các ý tƣởng của Thompson, Rutherford, Bohr, và De Broglie đƣợc trình bày lần lƣợt để dẫn đến sự cần thiết phải sáng tạo ra một môn khoa học mới là cơ học lượng tử, cụ thể là phƣơng trình Schrodinger. Các ví dụ đơn giản nhất của chuyển động một chiều là chuyển động trong hố thế, qua hàng rào thế của một hạt vi mô đƣợc khảo sát sơ lƣợc và hai ứng dụng quan trọng nhất đƣợc nhấn mạnh là chuyển động trong trƣờng hấp dẫn xuyên tâm của một hay nhiều electron trong nguyên tử. Liên kết phân tử cũng đƣợc trình bày. Qua môn học này, sinh viên sƣ phạm đƣợc trang bị một kiến thức đại cƣơng về cấu trúc của nguyên tử và phân tử, cần thiết để có thể giảng dạy những kiến thức óc liên quan ở chƣơng trình phổ thông trung học.

Theo cách trình bày truyền thống của môn cơ học lƣợng tử, các ý tƣởng vật lý ban đầu làm phát sinh ngành khoa học này cũng đƣợc giới thiệu ngay trong chƣơng đầu cho sinh viên. Tuy nhiên, điều khác biệt nổi bật của nội dung của hai môn học đƣợc nhận thấy ngay ở chƣơng thứ hai của chƣơng trình cơ học lƣợng tử. Ở đây, tƣ tƣởng của một môn học vật lý lý thuyết đƣợc soi sáng bởi một hệ thống kiến thức thuần tuý toán học, đƣợc sử dụng nhƣ công cụ duy nhất để có thể hiểu đƣợc nội dung của môn học cơ học lƣợng tử này: phép tính toán tử, bài toán trị riêng, trạng thái vật lý của một hệ vật lý đƣợc biểu thị bởi một vectơ trong không gian vectơ trạng thái; là một tổng quát hoá khái niệm hàm sóng mà sinh viên đã gặp trong giáo trình vật lý nguyên tử và hạt nhân đại cƣơng. Phần các tiên đề của cơ học lượng tử đƣợc thảo luận nhƣ là một minh chứng cho tinh thần của một môn vật lý lý thuyết, phƣơng trình Schrodinger đƣợc trình bày nhƣ một "nguyên tắc cơ bản", và nguyên lý bất định Heisenberg cũng đƣợc chứng minh.

Sau những áp dụng đầu tiên và quan trọng của phƣơng trình Shrodinger trong chuyển động một chiều (đƣợc đào sâu bởi việc sử dụng công cụ toán học phức hợp hơn), một lần nữa, một cách trình bày trừu tƣợng và cô đọng của phƣơng trình trị riêng dƣới dạng công cụ đại số tuyến tính đƣợc giới thiệu: đó là dạng ma trận của bài toán trị riêng. Ký hiệu Dirac cũng đƣợc đƣa vào để phát biểu các nguyên tắc của cơ học lƣợng tử dƣới dạng cô đọng và tiện lợi hơn.

Cũng nhằm minh họa các nguyên lý chung của môn học vào những tình huống cụ thể và thực tế, phần lý thuyết nhiễu loạn dừng và phụ thuộc thời gian đƣợc trình bày một cách tổng quan.

Một đặc tính nội tại của hạt vi mô là spin đƣợc đƣa vào từ những dữ kiện thực nghiệm, phát xuất từ tính spin của electron trong nguyên tử và cuối cùng, các tính chất của hệ nhiều hạt fermion và boson và ứng dụng đầu tiên cũng đƣợc khảo sát cho nguyên tử hêli. (Xem SƠ ĐỒ 4)

SƠ ĐỒ 4

4. Vật lý thống kê và nhiệt học đại cƣơng

Trong chƣơng trình nhiệt học đại cƣơng, khái niệm trung tâm của nhiệt học là nhiệt

độ đƣợc giới thiệu đầu tiên và sau đó là phát biểu của các nguyên lý của nhiệt động lực học.

Chỉ sau đó, mối quan hệ giữa entropy và các nguyên lý này mới đƣợc khảo sát. Cuối cùng,

một số tính chất của chất khí, chất lỏng, và chất rắn đƣợc đề cập. Tính thống kê của hệ nhiều

hạt chỉ đƣợc trình bày thông qua lý thuyết động học phân tử, và dĩ nhiên, chỉ ở mức độ thông

báo.

Trong một quan điểm tổng quát hơn và cơ bản hơn, đồng thời đối tƣợng cũng nhƣ

mục đích nghiên cứu của môn vật lý thống kê cũng đƣợc xác định là thiết lập mối quan hệ

giữa những tính chất vi mô - vốn là đối tƣợng của môn cơ học lƣợng tử với những đặc tính vĩ

mô, khái niệm trọng tâm của vật lý hệ nhiều hạt, là số trạng thái vi mô khả dĩ đƣợc đề cập

đến ngay từ chƣơng đầu tiên, và sau đó là phần nhắc lại những kiến thức cần thiết của xác

suất và thống kê mà sinh viên năm thứ tƣ khoa Vật lý, trƣờng ĐHSP TP. HCM đã đƣợc học

trong một học phần trƣớc đó. Tiếp theo, khái niệm entropy thống kê tổng quát trong lý thuyết

thông tin và khái niệm entropy nhiệt động lực đƣợc định nghĩa nhƣ một trƣờng hợp riêng của

ngành vật lý thống kê. Với phƣơng pháp đƣợc đặt ra để nghiên cứu môn học là phƣơng pháp

vật lý lý thuyết, các tiên đề cơ bản của vật lý thống kê đƣợc phát biểu và trên cơ sở đó, các

phân bố thống kê vi chính tắc, chính tắc, và chính tắc lớn lần lƣợt đƣợc khảo sát. Các ứng

dụng của các phân bố cổ điển cũng nhƣ phân bố lƣợng tử đƣợc chú ý thích đáng, xem nhƣ là

các minh hoa sinh động của sự thành công của khoa học vật lý thống kê, trong đó, các thống

kê lƣợng tử Fermi-Dirac và Bose-Einstein đƣợc đặc biệt chú ý. Thứ nhất, vì đó là những ví

dụ quan trọng nhất để khảo sát các mô hình gắn với các thực thể vật lý nhƣ hệ khí electron

trong kim loại hoặc hệ khí photon cân bằng.

Đặc biệt, sự khác biệt nổi bật giữa vật lý thống kê và nhiệt học đại cƣơng là trong

môn học trƣớc, phần nhiệt động lực chỉ đƣợc xem nhƣ là các hệ quả đƣơng nhiên của hệ

thống các tiên đề của cơ học thống kê, trong khi đối với môn học sau, thì các nguyên lý của

nhiệt động lực học phải đƣợc chấp nhận.Ngoài ra, trong khi các định luật của khí lý tƣởng

đƣợc xem nhƣ các định luật thực nghiệm trong môn nhiệt học thì, khi học vật lý thống kê,

sinh viên sẽ thấy đó cũng chỉ là những hệ quả hoàn toàn chứng minh được. Cũng vậy, khi

nghiên cứu hệ khí photon cân bằng, sinh viên sẽ có dịp thấy đƣợc rằng sau định luật Planck

đã đƣợc suy ra từ những nguyên tắc chung của cơ học thống kê, một loạt các định luật thực

nghiệm nhƣ định luật Rayleigh-Jeans. định luật Wien, định luật dời chuyển Wien, và định

luật Stefan-Boltzmann đều đƣợc chứng minh nhƣ chỉ là các hệ quả tất yếu.

(Xem Sơ Đồ 5)

SƠ ĐỒ 5

IV. NỘI DUNG CÁC MÔN HỌC VẬT LÝ LÝ THUYẾT ĐƢỢC GIẢNG

DẠY TẠI KHOA VẬT LÝ, TRƢỜNG ĐHSP TP. HCM

1. Khái quát

Trên cơ sở của các nhận định trên, về lí do tự tồn tại nhƣ một bộ môn khoa học góp

phân nâng cao khả năng lí luận của ngƣời học, về mục đích mở rộng và đào sâu những kiến

thức mà sinh viên đã học ở các bộ môn vật lí đại cƣơng để có đƣợc một kiến thức vững vàng

khi trở thành ngƣời giáo viên giảng dạy chƣơng trình vật lí phổ thông sau này, cũng nhƣ

hƣớng dẫn cho sinh viên phƣơng pháp luận của các ngành vật lí lí thuyết, tổ bộ môn vật lí lí

thuyết, khoa vật lí, trƣờng ĐHSP TP. HCM, đã tổ chức thảo luận, tham khảo tƣ liệu trong

nƣớc cũng nhƣ tƣ liệu nƣớc ngoài, soạn thảo một chƣơng trình giảng dạy các môn học vật lí

lí thuyết bao gồm cơ học lí thuyết, điện động lực học, cơ học lƣợng tử, và vật lí thống kê đáp

ứng những yêu cầu của Bộ Giáo dục & Đào tạo, đồng thời, phù hợp với tình hình thực tế

giảng dạy của khoa liên quan tới nhân lực, vật lực, thời gian,...

Chƣơng trình đề nghị này đã lƣu tâm thích đáng đến tính liên tục với chƣơng trình vật

lí đại cƣơng đã đƣợc giảng dạy cho sinh viên trong các học phần trƣớc, tính kế thừa trong

mỗi môn học của chƣơng trình vật lí lí thuyết, nhƣng đồng thời, cũng quan tâm thích đáng

đến tính độc lập trong phân bố kiến thức của mỗi môn học, hầu mỗi môn học có thể sẽ đƣợc

giảng dạy sau này theo hệ thống tín chỉ.

2. Nội dung chƣơng trình vật lí lí thuyết

Chƣơng trình sau đây đƣợc trích từ chƣơng trình giảng dạy của khoa vật lí, trƣờng

ĐHSP TP. HCM.

ĐỀ CƢƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN: CƠ HỌC LÝ THUYẾT 1. Số đơn vị học trình: 4 đvht 2. Trình độ: cho sinh viên năm thứ ba 3. Phân bổ thời gian: - Lý thuyết: 40 tiết - Bài tập : 20 tiết 4. Điều kiện tiên quyết: 5. Mục tiêu học phần: Một mặt làm cho sinh viên hiểu sâu thêm phần cơ học đại cƣơng nhằm phục vụ tốt cho việc giảng dạy phần cơ ở trƣờng THPT, mặt khác làm cơ sở để sv học tiếp các môn vật lý lý thuyết khác nhƣ điện động lực,vật lý thống kê, cơ lƣợng tử.

6. Mô tả vắn tắt nội dung học phần: Hệ thống lại các kiến thức cơ bản của cơ học

làm cơ sở cho hai mục tiêu chính:

- Xây dựng các phép tính quan trọng trong trƣờng xuyên tâm và giả thuyết bài toán

tìm quỹ đạo khi chuyển động trong trƣờng

- Xây dựng các cơ sở của phần cơ giải tích , các hàm Lagrange, Hamilton và ứng

dụng các phƣơng trình tƣơng ứng để thành lập PTVP của cơ hệ có nhiều bậc tự do

Chƣơng I : Phƣơng trình Newton: 9 (6,3)

7. Nhiệm vụ của sinh viên - Dự lớp - Bài tập - Seminar 8. Tài liệu học tập: - Sách, giáo trình chính:  Nguyễn Hữu Mình, Giáo trình cơ học lý thuyết, NXBGD, 1986 - Sách tham khảo:  Lê Minh Hoa, Giáo trình cơ học lý thuyết, ĐHSP TP.HCM, 2002  Landau - Lifshit, Cơ lý thuyết, NXB MOSCOW, 1975 (Bản tiếng Nga)  L. Chow, Classical Mechanics, Jonh Wiley & Sons, 1995  M. Olsson, Classical Mechanics, Me Graw - Hill, 1995 9. Tiêu chuẩn đánh giá sinh viên: - Kiểm tra giữa học phần: 30% - Thi kết thúc học phần: 70% 10. Thang điểm: 10 11. Nội dung chi tiết học phần : 1.1 Chuyển động dƣới tác dụng của lực là hàm của thời gian 1.2 Chuyển động dƣới tác dụng của lực là hàm của vận tốc 1.3 Chuyển động dƣới tác dụng của lực là hàm của vị trí hạt ⃗⃗ = ⃗⃗ (r) 1.4 Chuyển động của hệ có khối lƣợng thay đổi (Rocket - Motion) (Chuyển động của

Chƣơng 2: Phƣơng trình Lagrange: 12 (7, 5)

tên lửa) 2.1 Tọa độ suy rộng

2.2 Phép biến phân trong cơ học - Nguyên lý tác dụng tối thiểu Hamilton (nguyên lý

Hamilton) và các phƣơng trình Lagrange

Chƣơng 3: Chuyển động trong trƣờng xuyên tâm: 9 (5,4)

Chƣơng 4: Dao động : 10 (6,4)

2.3 Các phƣơng trình chính tắc Hamilton 2.4 Ngoặc Poisson 3.1 Bài toán hai vật 3.2 Chuyển động trong trƣờng xuyên tâm nói chung - Các dạng quỹ đạo 3.3 Các định luật Kepler 4.1 Dao động chịu tác dụng của lực ma sát 4.2 Dao động cƣỡng bức có ma sát 4.3 Dao động phi tuyến của con lắc toán học - Tích phân ellipse 4.4 Tọa độ chuẩn - Các kiểu dao động chuẩn (Normal Modes) Chƣơng 5: Chuyển

động trong hệ qui chiếu không quán tính: 10 (6, 4)

Chƣơng 6: Chuyển động của vật rắn: 6 (6,0)

5.1 Chuyển động trong hệ qui chiếu có gia tốc tịnh tiến 5.2 Chuyển động trong hệ qui chiếu quay - Lực quán tính ly tâm, lực Coriolis 5.3 Chuyển động của vật ở gần bề mặt quả đất 5.4 Con lắc Foucault 6.1 Khối tâm - Động lƣợng toàn phần - Momen động lƣợng toàn phần -Momen xoắn

(Total torque)

Chƣơng 7: Hấp dẫn Newton: 4 (4,0)

6.2 Các góc Euler 6.3 Hiệu ứng Gyrocope - Con quay hồi chuyển 6.4 Tenxơ mômen quán tính 6.5 Các phƣơng trình Euler cho vật rắn 7.1 Lực hút của vật hình cầu - Định lý Newton 7.2 Hiện tƣợng thủy triều - Ảnh hƣởng của Mặt Trăng và Mặt Trời lên thủy triều 7.3 Vận tốc vũ trụ cấp I, II, III (7,9km/s; 1l,2km/s; 16,6km/s) ĐỀ CƢƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN: ĐIỆN ĐỘNG LỰC HỌC 1. Số đơn vị học trình: 5 đvht 2. Trình độ: cho sinh viên năm thứ ba 3. Phân bổ thời gian: - Lý thuyết: 50 tiết - Bài tập: 25 tiết 4. Điều kiện tiên quyết: Các môn học cần học trƣớc là: Giải tích vectơ, Điện từ học,

Cơ học lý thuyết.

5. Mục tiêu của học phần: Cho sinh viên một bức tranh tƣơng đối hoàn chỉnh về điện từ trƣờng cùng các quy luật biến đổi; tƣơng tác giữa các điện từ trƣờng với vật chất; bản chất của sóng điện từ. Ngoài ra, cơ sở của lý thuyết tƣơng đối hẹp cũng đƣợc xây dựng nhƣ một hệ quả của lý thuyết điện từ.

6. Mô tả vắn tắt nội dung học phần: 7. Nhiệm vụ của sinh viên: - Dự lớp - Bài tập - Seminar 8. Tài liệu học tập: - Sách, giáo trình chính:  Nguyễn Văn Hùng, Điện động lực học, NXB ĐHQGHN, 2002  Phạm Văn Đổng và Hoàng Lan, Giáo trình điện động lực và lý thuyết tương đối, Tài

liệu lƣu hành nội bộ trƣờng ĐHSP TP HCM, 2002

- Sách tham khảo:  Bo Thidé, Electromagnetic Field theory, Upsilon book, 2004.  Henk Van Elst, Electromagnetism, University of London, 2004.  David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker, Cơ sở vật lý - tập IV và tập V,

NXBGD, 2002.

Chƣơng 2: Những định luật của trƣờng điện từ trong môi trƣờng: 12 (8,4)

9. Tiêu chuẩn đánh giá sinh viên: - Kiểm tra giữa học phần: 30% - Thi kết thúc học phần: 70% 10. Thang điểm : 10 11. Nội dung chi tiết học phần: Chƣơng 1: Những định luật của trƣờng điện từ trong chân không: 12 (9,3) 1.1 Điện trƣờng 1.2 Từ trƣờng 1.3 Lực Lorenzt 1.4 Phƣơng trình liên tục 1.5 Định luật Faraday. Định luật Ampere 1.6 Dòng điện dịch 1.7 Hệ phƣơng trình Maxvvell 1.8 Định luật bảo toàn năng lƣợng. Định luật bảo toàn xung lƣợng 1.9 Khối lƣợng điện từ 2.1 Véctơ phân cực điện 2.2 Dòng điện trong môi trƣờng. Dòng điện dịch 2.3 Véctơ nhiễm từ 2.4 Véctơ cảm ứng điện 2.5 Véctơ cƣờng độ từ trƣờng 2.6 Các điều kiện biên trên mặt phân cách môi trƣờng 2.7 Hệ phƣơng trình Maxwell cho môi trƣờng vật chất Chƣơng 3: Trƣờng tĩnh diện: 10 (7, 3) 3.1 Hệ phƣơng trình Maxwell mô tả điện trƣờng tĩnh 3.2 Thế vô hƣớng

Chƣơng 4: Từ trƣờng dừng: 8 (6, 2)

Chƣơng 5: Trƣờng điện từ chuẩn dừng: 8 (6,2)

Chƣơng 6: Sóng điện từ: 8 (6, 2)

Chƣơng 8: Điện động lực học tƣơng đối tính: 10 (8, 2)

3.3 Phƣơng trình Poisson 3.4 Vật dẫn trong điện trƣờng. Ma trận điện dung 3.5 Năng lƣợng hệ điện tích 3.6 Thế năng hệ điện tích trong điện trƣờng tĩnh 3.7 Lực tác dụng lên hệ điện tích đặt trong điện trƣờng tĩnh 4.1 Hệ phƣơng trình Maxwell mô tả từ trƣờng dừng. Thế véctơ 4.2 Thế điện động ngoại lai 4.3 Năng lƣợng của dòng dừng. Hệ số hỗ cảm, hệ số tự cảm 4.4 Thế véctơ và từ trƣờng của dòng kín 4.5 Năng lƣợng của dòng kín đặt trong từ trƣờng ngoài. Lực tác dụng lên dòng kín 5.1 Điều kiện chuẩn dừng 5.2 Các điều kiện chuẩn dừng 5.3 Hệ dây dẫn có cảm ứng điện từ 5.4 Mạch điện có điện dung và tự cảm 5.5 Dòng Foucault 5.6 Hiệu ứng mặt ngoài 6.1 Hệ phƣơng trình Maxwell mô tả sóng điện từ tự do 6.2 Sóng phẳng. Sóng phẳng phân cực thẳng 6.3 Sóng phẳng đơn sắc trong môi trƣờng 6.4 Phản xạ, khúc xạ sóng điện từ trên mặt phân cách 6.5 Biên độ của sóng phản xạ, khúc xạ. Hệ số truyền qua Chƣơng 7: Bức xạ sóng điện từ: 7 (5,2) 7.1 Trƣờng bức xạ. Thế vô hƣớng và thế vectơ 7.2 Thế trễ 7.3 Bức xạ của lƣỡng cực điện - Tính thế 7.4 Bức xạ của lƣỡng cực điện - Tính các vectơ trƣờng 8.1 Không - Thời gian bốn chiều Mincốpxki 8.2 Khối lƣợng , xung lƣợng tƣơng đối tính 8.3 Phƣơng trình chuyển động tƣơng đối tính 8.4 Hệ thức giữa khối lƣợng, năng lƣợng, xung lƣợng 8.5 Thế bốn chiều và mật độ dòng bốn chiều 8.6 Các công thức biến đổi của các véctơ trƣờng 8.7 Các bất biến của trƣờng điện từ 8.8 Hiệu ứng Doppler 8.9 Chuyển động của điện tích trong trƣờng điện từ

27. ĐỀ CƢƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN: CƠ HỌC LƢỢNG TỬ 1. Số đơn vị học trình: 5 đvht 2. Trình độ: cho sinh viên năm thứ tƣ 3. Phân bổ thời gian - Lý thuyết: 50 tiết - Bài tập: 25 tiết 4. Điều kiện tiên quyết: Học xong các học phần toán cao cấp, vật lý đại cƣơng, các

phƣơng pháp toán lý, cơ học lý thuyết, điện động lực, vật lý nguyên tử hạt nhân.

5. Mục tiêu học phần - Giải thích đƣợc những bế tắc của vật lý cổ điển - Nắm vững công cụ toán học trong cơ học lƣợng tử là lý thuyết toán tử và các hàm

đặc biệt, đa thức cổ điển.

- Giải chính xác hoặc giải gần đúng một số bài toán trị riêng đơn giản; cụ thể là giải phƣơng trình sóng Schrodinger dừng và và không dừng khi chƣa chú ý đến spin và cả spin cho các bài toán trị riêng

6. Mô tả vắn tắt nội dung học phần: Thiết lập một hệ thống các tiên đề trong cơ học lƣợng tử, nhờ công cụ toán học là lý thuyết toán tử cũng nhƣ một số hàm đặc biệt, các đa thức cổ điển để giải các bài toán một chiều nhƣ giếng thế thành cao vô hạn, dao động tử điều hoà, nguyên tử hiđrô...Bƣớc đầu tìm hiểu lý thuyết biểu diễn, lý thuyết nhiễu loạn, cơ học lƣợng tử của electron có tính đến spin và bài toán nguyên tử Hêli.

7. Nhiệm vụ của sinh viên - Dự lớp - Bài tập - Seminar 8. Tài liệu học tập: - Sách, giáo trình chính:  Nguyễn Khắc Nhạp, Cơ học lượng tử, Trƣờng ĐHSP TP.HCM, 2002. - Sách tham khảo:  Nguyễn Xuân Hãn, Cơ học lượng tử, NXBĐHQG Hà Nội, 1995  Nguyễn Hoàng Phƣơng, Nhập môn cơ học lượng tử, NXBGD, 1998 9. Tiêu chuẩn đánh giá sinh viên - Kiểm tra giữa học phần: 30% - Thi kết thúc học phần: 70% 10. Thang điểm: 10

Chƣơng 1 : Cơ sở vật lý của cơ học lƣợng tử: 7 (4,3)

Chƣơng 4: Chuyển động của hạt trong trƣờng xuyên tâm: 18 (12,6)

Chƣơng 5: Lý thuyết biểu diễn: 10 (7,3)

11. Nội dung chi tiết học phần: 1.1 Lƣỡng tính sóng hạt. Giả thiết de Broglie 1.2 Nguyên lý bất định 1.3 Hàm sóng - Hàm trạng thái của hạt. Nguyên lý chồng chất trạng thái Chƣơng 2 : Công cụ toán học của cơ học lƣợng tử: 15 (10,5) 2.1 Toán tử 2.2 Hàm riêng và trị riêng của toán tử 2.3 Các tính chất của hàm riêng và trị riêng 2.4 Các tiên đề của cơ học lƣợng tử 2.5 Sự xác định chính xác và đồng thời các đại lƣợng vật lý 2.6 Hệ thức bất định Heisenbeng 2.7 Phƣơng trình Schrôdinger - Các trạng thái dừng 2.8 Mật độ xác suất và mật độ dòng xác suất. Phƣơng trình liên tục. 2.9 Phƣơng trình chuyển động Heisenbeng 2.10 Các phƣơng trình chuyển động lƣợng tử. Định lý Ehsenfest Chƣơng 3 : Chuyển động một chiều: 14 (9,5) 3.1 Giếng thế chữ nhật một chiều có thành cao vô hạn 3.2 Hố thế có độ sâu vô hạn 3.3 Hàng rào thế. Hiệu ứng đƣờng ngầm 3.4 Dao động tử điều hòa 4.1 Toán tử mômen xung lƣợng 4.2 Hàm riêng và trị riêng của toán tử mômen xung lƣợng. Đa thức Legendre. 4.3 Hàm cầu. Tính chẩn lẽ của hàm cầu 4.4 Bài toán Kepler. Năng lƣợng của nguyên tử hyđrô 4.5 Hàm xuyên tâm. Đa thức Lagueƣe 4.6 Mô men từ của nguyên tử hyđrô 5.1 Các ký hiệu của Dirac 5.2 Các biểu diễn khác nhau của vectơ trạng thái 5.3 Biểu diễn ma trận của toán tử 5.4 Bài toán trị riêng của toán tử dƣới dạng ma trận 5.5 Dạng ma trận của phƣơng trình Heisenberg 5.6 Một vài ứng dụng của lý thuyết biểu diễn Chƣơng 6: Lý thuyết nhiễu loạn: 7 (5,2) 6.1 Công thức tổng quát của lý thuyết nhiễu loạn 6.2 Nhiễu loạn khi không có suy biến 6.3 Nhiễu loạn khi có suy biến 6.4 Nhiễu loạn phụ thuộc thời gian

6.5 Xác suất dời chuyển lƣợng tử

Chƣơng 7: Spin và hệ hạt đồng nhất: 4 (3,1)

ĐỀ CƢƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN: VẬT LÝ THỐNG KÊ

7.1 Sự tồn tại spin của electron 7.2 Cơ học lƣợng tử của electron có tính đến spin 7.3 Nguyên lý đồng nhất. Các trạng thái đối xứng và phản đối xứng 7.4 Các hàm sóng của hệ Bôzôn và hệ Fecmiôn. Nguyên lý Pauli 7.5 Nguyên tử Heli 1. Số đơn vị học trình: 4 đvht 2. Trình độ: cho sinh viên năm thứ tƣ 3. Phân bổ thời gian: - Lý thuyết: 40 tiết - Bài tập: 20 tiết 4. Điều kiện tiên quyết: Học xong các học phần Toán cao cấp; Xác suất-Thống kê;

Nhiệt động lực học và vật lý phân tử; Cơ học lý thuyết và cơ luỢng tử.

5. Mục tiêu của học phần: Cung cấp kiến thức cơ bản về vật lý hệ nhiều hạt và các

ứng dụng cổ điển cũng nhƣ ứng dụng lƣợng tử

6. Mô tả vắn tắt nội dung học phần: Tiên đề cơ bản của cơ học thông kê - Các phân bô vi chính tắc, chính tắc và chính tắc lớn- các ứng dụng cổ điển và lƣợng tử của phân bố chính tắc- cơ sở của nhiệt động lực học - các phân bố Fermi-Dirac và Bose-Einstein - các khí lý tƣởng Fermion và Boson

7. Nhiệm vụ của sinh viên: - Dự lớp - Bài tập - Seminar 8. Tài liệu học tập: - Sách, giáo trình chính:  Đỗ Xuân Hội, Vật lý thống kê và nhiệt động lực thống kê, Trƣờng ĐHSP TP HCM,

2005

- Sách tham khảo:  Vũ Thanh Khiết, Giáo trình nhiệt động lực học và vật lý thống kê, NXBĐHQG Hà

Nội, 1996

 F.Reif, Fundamentals of statistical and thermal phỵsics, NXB Mc Graw- Hill, 1965  B. Diu et al, Physique statistique, NXB Hermann,1989 9. Tiêu chuẩn đánh giá sinh viên : - Kiểm tra giữa học phần: 30% - Thi kết thúc học phần: 70% 10. Thang điểm : 10

Chƣơng 1 : Mô tả thống kê hệ vĩ mô: 10 (7,3)

1.1.1 Trạng thái vĩ mô của moat hệ vật lý 1.1.2 Trạng thái vi mô lƣợng tử của moat hệ vật lý 1.1.3 Trạng thái vi mô cổ điển 1.1.4 Mật độ trạng thái

1.4.1 Khái niệm và tính chất 1.4.2 Entropi thống kê trong cơ học thống kê Chƣơng 2: Phân bố vi chính tắc. tiên đề cơ bản của cơ học thống kê: 6 (4,2)

2.1.1 Các đại lƣợng đặc trƣng của một hệ vĩ mô 2.1.2 Hệ cô lập ở trạng thái cân bằng

2.2.1 Phân bố chính tắc 2.2.2 Định lý liouville 2.2.3 Toán tử Liouville 2.2.4 Entropi vi chính tắc 2.2.5 Phân bố thống kê của biến số nội

2.3.1 Nhiệt độ vi chính tắc 2.3.2 Áp suất vi chính tắc 2.3.3 Thế hóa học vi chính tắc 2.3.4 Đại lƣợng cƣờng tính và quá trình bất thuận nghịch

Chƣơng 3: Phân bố chính tắc. ứng dụng: 10 (6,4)

11. Nội dung chi tiết học phần: 1.1 Những trạng thái vĩ mô khả dĩ 1 .2 Phƣơng pháp thống kê cho hệ vĩ mô 1.2.1 Hàm phân bố thống kê 1.2.2 Giá trị trung bình của một biến ngẫu nhiên 1.2.3 Thăng giáng của một đại lƣợng ngẫu nhiên 1.2.4 Phân bố nhị thức 1.2.5 Phân bố Gauss( phân bố chuẩn ) 1.3 Tập hợp thống kê. Nguyên lý ergodic 1.3.1 Trị trung bình theo thời gian 1.3.2 Trị trung bình theo tập hợp 1.3.3 Nguyên lý ergodic 1.4 Entropi thông kê 2.1 Trạng thái cân bằng của một hệ vĩ mô 2.2 Tiên đề cơ bản của cơ học thông kê. Toán tử liouville 2.3 Các đại lƣợng vi chính tắc 2.4 Quá trình thuận nghịch và quá trình bất thuận nghịch 3.1 Hệ cân bằng với hệ điều nhiệt 3.1.1 Khái niệm hệ điều nhiệt 3.1.2 Thừa số Bollzmann trong phân bố chính tắc

3.1.3 Phân bố thống kê của năng lƣợng 3.1.4 Các đại lƣợng đặc trƣng cho hệ chính tắc

3.2.1 Khái niệm giới hạn nhiệt động lực 3.2.2 Phân bố chính tắc ở giới hạn nhiệt động lực 3.2.3 Sự tƣơng đƣơng giữa các phân bố ở giới hạn nhiệt động lực

3.3.1 Hàm tổng thống kê cổ điển 3.3.2 Phân bố Maxwell 3.3.3 Định lý phân bố đều 3.3.4 Khí lý tƣởng(seminar) 3.3.5 Khí Van Der Waals(seminar)

3.2 Giới hạn nhiệt động lực 3.3 Ứng dụng cho hệ cổ điển 3.4 Ứng dụng cho hệ lƣợng tử 3.4.1 Hệ dao động tử điều hòa lƣợng tử tuyến tính 3.4.2 Hệ Rotato lƣợng tử 3.4.3 Nhiệt dung riêng của khí lý tƣởng lƣỡng nguyên tử 3.4.4 Nhiệt dung của vật rắn : mô hình cổ điển và mô hình Einstein

Chƣơng 4: Nhiệt động lực thống kê: 6 (4,2)

4.1.1 Công và nhiệt lƣợng 4.1.2 Khái niệm nhiệt độ 4.1.3 Khái niệm Entropi 4.1.4 Khái niệm nhiệt dung

4.2.1 Các nguyên lý của nhiệt động lực học 4.2.2 Hệ thức cơ bản của nhiệt động lực học 4.2.3 Các hàm nhiệt động lực

4.3.1 Khái niệm 4.3.2 Khảo sát thống kê cổ điển 4.3.3 Các định luật thực nghiệm của khí lý tƣởng

4.1 Các đại lƣơng nhiệt động lực học 4.2 Cơ sở của nhiệt động lực học 4.3 Khảo sát nhiệt động lực khí lý tƣởng cổ điển (Seminar) 4.4 Lý thuyết động học chất khí(seminar) 4.4.1 Phân bố Gauss của vận tốc 4.4.2 Phân bố thống kê của độ lớn vận tốc

Chƣơng 5: Phân bố chính tắc lớn. Các thống kê lƣợng tử: 8 (5,3)

5.1 Phân bố chính tắc lớn 5.1.1 Khái niệm hệ trữ hạt 5.1.2 Thừa số Boltzmann 5.1.3 Phân bố thống kê của một biến số nội 5.1.4 Các đại lƣợng đặc trƣng của phân bố chính tắc lớn

5.3.1 Hàm tổng thống kê lớn 5.3.2 Các đại lƣợng đặc trƣng

5.2 Phân bố chính tắc lớn ở giới hạn nhiệt động lực 5.3 Biểu diễn số chiếm đóng 5.4 Các thống kê lƣợng tử 5.4.1 Thống kê Fermi - Dirac 5.4.2 Thống kê Bose - Einstein 5.4.3 Thống kê Maxwell - Boltzmann

Chƣơng 6: Thống kê lƣợng tử : khí fermi lý tƣởng: 7 (5,2)

6.1.1 Khái niệm khí Fermi lý tƣởng 6.1.2 Các đại lƣợng đặc trƣng 6.1.3 Trƣờng hợp phổ năng lƣợng phân bố liên tục

6.2.1 Khí Fermi lý tƣởng hoàn toàn suy biến 6.2.2 Khí Fermi lý tƣởng suy biến 6.2.3 Điều kiện áp dụng cho phép tính gần đúng nhiệt độ không

6.3.1 Mô hình các electron tự do độc lập trong kim loại 6.3.2 Các đại lƣợng đặc trứng 6.3.3 Hiệu ứng nhiệt ion. Định luật Richarson - Dushman(seminar) Chƣơng 7: Thống kê lƣợng tử: khí bose lý tƣởng: 7 (5,2)

7.1.1 Sự biến thiên của số hạt trung bình 7.1.2 Các đại lƣợng đặc trƣng 7.1.3 Trƣờng hợp hệ nhiệt động lực. Nhiệt độ Bose

6.1 Tính chất tổng quát 6.2 Khí Fermi lý tƣởng ở nhiệt độ thấp 6.3 Khí electeon trong kim loại 7.1 Tính chất tổng quát 7.2 Hiện tƣợng ngƣng tụ Bose-Einstein 7.2.1 Khái niệm 7.2.2 Ý nghĩa vật lý của hiện tƣợng ngƣng tụ Bose - Einstein 7.2.3 Các đại lƣợng đặc trƣng 7.3 Khí photon. Nhiệt động lực học về bức xạ 7.3.1 Khái niệm photon 7.3.2 Tính chất thống kê của hệ các photon 7.3.3 Các định luật về bức xạ 7.3.4 Các đại lƣợng nhiệt động lực của bức xạ nhiệt

Chƣơng 8: Đại cƣơng về các hiện tƣợng vận chuyển: 6 (4,2)

8.1.1 Thời gian tán xạ 8.1.2 Tiết diện tán xạ

8.1 Khái niệm về hiện tƣợng vận chuyển 8.2 Tính nhớt của chất lƣu 8.2.1 Định nghĩa hệ số nhớt

8.2.2 Phép tính hệ số nhớt

8.3.1 Hệ số truyền nhiệt 8.3.2 Phép tính hệ số truyền nhiệt

8.3 Hiện tƣợng truyền nhiệt 8.4 Hiện tƣợng truyền điện

V. HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI

Thiết lập chƣơng trình giảng dạy luôn là nhiệm vụ quan trọng đầu tiên phải thực hiện trong bất cứ một nhà trƣờng nào, vì lẽ đơn giản là trƣớc tiên, nhà trƣờng phải xác định đƣợc là sẽ đào tạo những phẩn chất gì, và để đạt mục đích đó thì cần phải tiến hành những công việc gì. Đồng thời, ngƣời thầy giáo phải biết mình phải dạy những gì cho học sinh hay sinh viên trƣớc khi bắt đầu chuẩn bị bài giảng và lên lớp.

Tuy nhiên, một chƣơng trình giảng dạy không thể đƣợc hoàn thành và sẽ giữ không thay đổi trong một thời gian quá dài đƣợc. Những yêu cầu đào tạo không ngừng thay đổi do xã hội tiến triển làm cho một chƣơng trình giảng dạy nào đó cũng phải đƣợc liên tục cập nhật, điều chỉnh để thích ứng với tình hình mới.

Dĩ nhiên, các môn học vật lý lý thuyết cũng không nằm ngoài thông lệ đó. Và nhƣ vậy, đề tài nghiên cứu khoa học này có những bƣớc phát triển tiếp theo mà ta có thể phác họa nhƣ sau :

• Thứ nhất, phải có những thông tin phản hồi từ phía các sinh viên về chƣơng trình, nội dung giảng dạy. Điều này có thể thực hiện đƣợc qua các phiếu thăm dò gửi cho sinh viên và nhất là các bài kiểm tra kiến thức mà sinh viên phải làm qua các kỳ thi. Qua việc điều tra trên, ta sẽ nhận đƣợc những thông tin từ phía đối tƣợng thu nhận kiến thức, về mức độ khó của một vấn đề, về những chi tiết cần làm rõ thêm khi giảng dạy,...để có thể tiếp tục cải tiến chƣơng trình trong thời gian tới.

• Thứ hai, nhƣ ở trên đã đƣợc trình bày, các chƣơng trình phải đƣợc cải tiến sau một thời gian nhất định, không những trên bình diện cập nhật kiến thức mà còn về mức độ hệ thống hoá, bổ sung kiến thức mới, lƣợc bỏ kiến thức không còn phù hợp,... hoặc để thích nghi với những yêu cầu mới của tổng thể nền giáo dục đại học, ví dụ nhƣ áp dụng phƣơng pháp giảng dạy mới (học theo dự án - project based learning, dạy học trên cơ sở vấn đề - problem based learning,..) hay dạy học theo tín chỉ,...

TÀI LIỆU THAM KHẢO

• Chƣơng trình giảng dạy vật lý, Khoa vật lý, trƣờng ĐHSP TP. HCM, 1995 • Chƣơng trình giảng dạy vật lý tại MIT (2005) • Chƣơng trình giảng dạy vật lý tại UNIVERSITE PIERRE & MARIE CURIE, PARIS VI

(2005)

• Chƣơng trình giảng dạy vật lý tại Khoa Vật lý, Đại học Khoa học Tự nhiên TP HCM (2005)

PHỤ LỤC A: CHƢƠNG TRÌNH VẬT LÝ ĐẠI CƢƠNG

ĐỀ CƢƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN: CƠ HỌC 1

1. Số đơn vị học trình: 3 đvht 2. Trình độ: cho sinh viên năm thứ nhất 3. Phân bổ thời gian: - Lý thuyết: 23 tiết - Bài tập : 22 tiết 4. Nội dung chi tiết của học phần

Chƣơng 1: Mở đầu vật lí học: 2 (2, 0) 1.1 Đối tƣợng, phƣơng pháp nghiên cứu của vật lí học. Quan hệ giữa Vật lí học và các

ngành khoa học, kỹ thuật khác. 1.2 1.2. Đo lƣờng, đơn vị và thứ nguyên của các đại lƣợng Vật lí. Hệ đơn vị quốc tế SI. 1.3 1.3. Nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu của học phần Cơ học.

Chƣơng 2 : Động học chất điểm: 12 (6, 6) 2.1 Chuyển động cơ học. Chất điểm. Hệ quy chiếu. Không gian và thời gian trong cơ học cổ điển. 2.2 2.2. Phƣơng trình chuyển động và phƣơng trình quỹ đạo trong các hệ tọa độ thƣờng dùng: tự nhiên, vuông góc, cầu, trụ.

2.3 Vận tốc: vận tốc ƣung bình, vận tốc tức thời. Tốc độ trung bình. 2.4 Gia tốc: gia tốc trung bình, gia tốc tức thời. Gia tốc tiếp tuyến và gia tốc pháp tuyến.

2.5.1 Chuyển động thẳng đều và chuyển động thẳng biến đổi đều. Rơi tự do,

2.5 Các chuyển động cơ học đơn giản ném lên thẳng. 2.5.2 Chuyển động tròn đều và biến đổi đều. Môi liên hệ giữa vận tốc góc, gia tốc góc với vận tốc dài, gia tốc dài. 2.5.3 Chuyển động ném ngang và ném xiên. Chuyển động cycloid. Chƣơng 3: Động lực học chất điểm: 13 (7, 6)

3.1 Tƣơng tác và khái niệm lực 3.2 Các lực trong tự nhiên. Các lực thƣờng gặp trong cơ học: lực hấp dẫn, trọng lực,

lực đàn hồi, lực ma sát, lực căng, phản lực của giá đỡ, lực cản của môi tròng.

3.3.1 Định luật I Newton. Hệ quy chiếu quán tính 3.3.2 Định luật II Newton. Khối lƣợng, động lƣợng. Dạng tổng quát của định

3.3.3 Định luật III Newton. Tác dụng và phản tác dụng

3.3 Các định luật cơ bản của cơ học Newton luật. 3.4 Nguyên lí tƣơng đối Galilê: Phép biến đổi Galilê. Nguyên lí tƣơng đối Galilê. 3.5 Các bài toán cơ bản của động lực học chất điểm: Bài toán thuận và bài toán ngƣợc. Trình tự chung để giải bài toán động lực học

3.6 Một số ví dụ áp dụng 3.6.1 Bài toán mặt phẳng nghiêng

3.6.2 Bài toán có ròng rọc tĩnh, ròng rọc động 3.6.3 Bài toán trong thang máy. Trọng lực và trọng lƣợng. Phi trọng lƣợng 3.6.4 Chuyển động của máy bay trên vòng tròn chết. Siêu trọng lƣợng. 3.6.5 Chuyển động của vệ linh, vệ tinh địa tĩnh. Chƣơng 4: Động lực học cơ hệ và các định luật bảo toàn: 18 (9, 9)

4.1 Cơ hệ: Nội lực và ngoại lực. Hệ phƣơng trình chuyển động của cơ hệ. 4.2 Định lí biến thiên và bảo toàn động lƣợng cơ hệ. 4.3 Động lƣợng chất điểm. Xung lƣợng của lực. Động lƣợng cơ hệ. Định lý biến thiên. Định luật bảo toàn động lƣợng cơ hệ. Khối tâm cơ hệ. Định lí biến thiên và định luật bảo toàn chuyển động khối tâm cơ hệ.

ĐỀ CƢƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN : CƠ HỌC 2

4.4 Chuyển động của vật có khối lƣợng biến thiên. 4.5 Định lý biến thiên và định luật bảo toàn mômen động lƣợng cơ hệ 4.6 Mômen lực và mômen động lƣợng của chất điểm, của cơ hệ 4.7 Định lý biến thiên và định luật bảo toàn mômen động lƣợng cơ hệ. Các ví dụ 4.8 Công. Công suất 4.9 Động năng. Định lý động năng 4.10 Lực thế. Thế năng. Định lí biến thiên và định luật bảo toàn cơ năng của cơ hệ. 4.11 Va chạm không đàn hồi và va chạm đàn hồi 1. Số đơn vị học trình: 3 đvht 2. Trình độ: cho sinh viên năm thứ nhất 3. Phân bổ thời gian: - Lý thuyết: 23 tiết - Bài tập :22 tiết 4. Nội dung chi tiết của học phần: Chƣơng 1: Trƣờng hấp dẫn: 8 (4, 4)

1.1 Định luật vạn vật hấp dẫn. Xác định hằng số hấp dẫn G 1.2 Cƣờng độ trƣờng hấp dẫn. Thế hấp dẫn. Thế năng trong trƣờng hấp dẫn 1.3 Chuyển động trong trƣờng hấp dẫn. Ba định luật Kepler. 1.4 Chuyển động quanh Trái đất. Các vận tốc vũ trụ. Một số ví dụ áp dụng. Chƣơng 2: Chuyển động trong hệ quy chiếu không quán tính: 7 (4, 3)

2.1 Vận tốc và gia tốc của chuyển động tƣơng đối 2.2 Phƣơng trình chuyển động của chất điểm trong hệ quy chiếu không quán tính. Các

lực quán tính tịnh tiến, lực quán tính li tâm và lực Coriolis.

2.3 Chuyển động của chất điểm đối với Trái đất. Một số ví dụ áp dụng.

Chƣơng 3: Chuyển động của vật rắn: 12 (6, 6) 3.1 Các dạng chuyển động của vật rắn: tịnh tiến, quay quanh trục cố định, song phẳng, lăn không trƣợt. 3.2 Các phƣơng trình động lực học của chuyển động vật rắn. Phƣơng trình chuyển động của khối tâm. Phƣơng trình chuyển động quay của vật rắn.

3.3 Mômen quán tính của một số vật. Định lí Huygens - Steiner. 3.4 Động năng vật rắn. Cơ năng vật rắn. 3.5 Mômen động lƣợng vật rắn. Định lí biến thiên và định luật bảo toàn mômen động lƣợng vật rắn.

3.6 Chuyên động con quay. 3.7 Hệ lực cân bằng. Tĩnh học vật rắn. 3.8 Ma sát tĩnh, ma sát trƣợt, ma sát lăn. 3.9 Cơ học của vật rắn biến dạng. Chƣơng 4: Cơ học chất lƣu: 8 (4, 4)

4.1 Áp suất trong chất lỏng. Định luật Pascal. Lực đẩy Archimede 4.2 Đƣờng dòng, ống dòng. Phƣơng trình liên tục 4.3 Phƣơng trình Bernoulli và một số ứng dụng 4.4 Chuyển động của chất lƣu thực. Lực nhớt Chƣơng 5: Thuyết tƣơng đối hẹp: 10 (5, 5)

5.1 Giới hạn ứng dụng của cơ học cổ điển Newton 5.2 Các tiên đề của thuyết tƣơng đối hẹp 5.3 Phép biến đổi Lorentz. Định lý tổng hợp vận tốc. Sự co chiều dài. Sự chậm lại của đồng hồ chuyển động.

5.4 Định luật cơ bản của động lực học tƣơng đối tính. 5.5 Năng lƣợng ƣơng thuyết tƣơng đối. Quan hệ giữa khối lƣợng và năng lƣợng của hạt. ĐỀ CƢƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN: NHIỆT HỌC

1. Số đơn vị học trình: 4 đvht 2. Trình độ: cho sinh viên năm thứ nhất 3. Phân bổ thời gian: - Lý thuyết: 30 tiết - Bài tập : 30 tiết 4. Nội dung chi tiết học phần: Chƣơng 1: Nhiệt độ: 5 (3,2)

1.1 Nhiệt độ 1.2 Nguyên lý 0 nhiệt động lực học 1.3 Đo nhiệt độ. Thang nhiệt độ Kelvin, thang Celsius, thang Fahrenheit và thang nhiệt độ quốc tế Chƣơng 2: Nhiệt và nguyên lý i nhiệt động lực học: 8(4,4)

2.1 Nội năng của hệ nhiệt động. Nhiệt và công 2.2 Biểu thức của nhiệt và công trong quá trình biến đổi trạng thái 2.3 Nguyên lí I của nhiệt động lực học 2.4 Nhiệt dung và ẩn nhiệt 2.5 Áp dụng nguyên lí I trong các quá tình của khí lí tƣởng Chƣơng 3: Thuyết động học chất khí: 9 (5,4)

3.1 Chuyển động nhiệt, số Avogadro 3.2 Khí lí tƣởng: Mô hình và phƣơng trình trạng thái 3.3 Áp suất, nhiệt độ theo quan điểm thuyết động học phân tử 3.4 Động năng của chuyển động tịnh tiến. Phƣơng trình cơ bản của thuyết động học phân tử. Các định luật của khí lí tƣởng.

3.5 Định luật phân bố phân tử theo vận tốc Maxvvell 3.6 Định luật phân bố phân tử theo thế năng của Boltzmann 3.7 Bậc tự do. Sự phân bố đều năng lƣợng theo bậc tự do 3.8 Nhiệt dung của khí lí tƣởng 3.9 Công và nhiệt lƣợng nong các quá trình biên đổi đặc biệt

3.10 Sự giãn đoạn nhiệt của khí lí tƣởng. Phƣơng trình đoạn nhiệt Chƣơng 4: Các hiện tƣợng động học trong chất khí: 6(3,3)

4.1 Va chạm phân tử, quãng đƣờng tự do trung bình 4.2 Hiện tƣợng khuếch tán, dẫn nhiệt, nội ma sát 4.3 Phƣơng trình truyền, mối liên hệ giữa các hệ số truyền 4.4 Tính chất của khí kém. Cách tạo chân không cao Chƣơng 5: Entropy và nguyên lí nhiệt động lực học: 10 (5,5)

5.1 Quá trình thuận nghịch và bất thuận nghịch 5.2 Chu trình. Chu trình Carnot 5.3 Động cơ nhiệt và máy lạnh chạy theo chu trình carnot 5.4 Hai cách phát biểu nguyên lí lí của Thompson và Clausius 5.5 Định lí Carnot về động cơ nhiệt 5.6 Entropy. Quy luật tăng entropy trong quá trình bất thuận nghịch. Cách phát biểu

thứ 3 về nguyên lí lí của nhiệt động lực học 5.7 Ý nghĩa vật lí của Entropy. Chƣơng 6: Khí thực và hơi: 6 (3,3)

6.1 Lực và thế năng tƣơng tác phân tử 6.2 Phƣơng trình trạng thái của khí thực Van - der - Waals 6.3 Đƣờng đẳng nhiệt Van - der - Waals và đƣờng đẳng nhiệt thực nghiệm 6.4 Trạng thái tới hạn 6.5 Nội năng của khí thực. Hiệu ứng Joule - Thompson Chƣơng 7: Chất rắn: 5 (3,2)

7.1 Chất kết tinh và chất vô định hình 7.2 Các đặc trƣng của tinh thể và mạng tinh thể 7.3 Chuyển động nhiệt trong tinh thể. Nhiệt dung 7.4 Biến dạng của vật rắn 7.5 Sự nở vì nhiệt của vật rắn

Chƣơng 8: Chất lỏng: 6 (3,3) 8.1 Mô hình cấu trúc chất lỏng. Trật tự gần trong chất lỏng 8.2 Áp suất nội tạng trong chất lỏng. Hiện tƣợng sức căng mặt ngoài 8.3 Hiện tƣợng dính ƣớt và không dính ƣớt 8.4 Áp suất phụ dƣới mặt cong. Hiện tƣợng mao dẫn Chƣơng 9: Sự chuyển pha: 6 (3,3)

9.1 Khái niệm về pha và sự chuyển pha 9.2 Chuyển pha loại 1. Phƣơng trình Clapeyron - Clausius. Giải thích các hiện tƣợng chuyển pha loại 1 (bay hơi, ngƣng tụ, thăng hoa, nóng chảy, kết tinh) 9.3 Đồ thị pha và giản đồ pha (đƣờng nóng chảy, bay hơi, thăng hoa). Điểm tạm dừng ba ĐỀ CƢƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN: ĐIỆN VÀ TỪ 1

1. Số đơn vị học trình: 3 đvht 2. Trình độ: cho sinh viên năm thứ nhất 3. Phân bố thời gian: - Lý thuyết: 23 tiết - Bài tập : 22 tiết 4. Nội dung chi tiết học phần

Chƣơng 1: Điện trƣờng trong chân không : 14 (7, 7) 1.1 Hai loại điện tích, điện tích nguyên tố. Định luật bảo toàn điện tích. Vật dẫn và điện môi 1.2 Định luật Coulomb.

1.3 Điện trƣờng. Cƣờng độ điện trƣờng. Nguyên lí chồng chất điện trƣờng. Đƣờng sức điện. 1.4 Tính điện trƣờng của hệ điện tích điểm và hệ điện tích phân bố liên tục, vòng mảnh lích điện đều, đĩa tròn tích điện đều.

1.5 Định lí Gauss: thông lƣợng điện trƣờng, định lí Gauss và ứng dụng để tính điện trƣờng của vật tích điện có đối xứng phang, trụ, cầu. Liên hệ giữa định lí Gauss và định luật Coulomb. 1.6 Điện thê: công của lực điện trƣờng tĩnh điện, điện thế của điện tích điểm, của hệ điện lích điểm, của hệ điện tích phân bố liên tục. 1.7 Liên hệ giữa cƣờng độ điện trƣờng và điện thế: Mặt đẳng thế. Liên hệ giữa E và u, thí dụ áp dụng. 1.8 Lƣỡng cực điện: điện trƣờng của lƣỡng cực điện, lƣỡng cực điện trong điện trƣờng.

Chƣơng 2: Vật dẫn điện: 4 (2, 2) 2.1 Sự cân bằng điện trong vật dẫn. Vật dẫn trong điện trƣờng. Hƣởng ứng tĩnh điện. Màn chắn tĩnh điện. 2.2 Điện dung: điện dung của vật dẫn cô lập, điện dung của hệ hai vật dẫn và nhiều vật dẫn. 2.3 Tụ điện phẳng, tụ điện trụ, tụ điện cầu. Ghép các tụ điện.

Chƣơng 3: Năng lƣợng điện trƣờng:5 (3, 2) 3.1 Năng lƣợng của hệ điện tích: thế năng tƣơng tác của hai điện tích điểm, của hệ điện tích điểm, năng lƣợng của hệ điện tích, của vật tích điện. 3.2 Năng lƣợng điện trƣờng: năng lƣợng của tụ điện đã tích điện, năng lƣợng và mật độ năng lƣợng điện trƣờng.

Chƣơng 4: Điện môi: 6 (3,3) 4.1 Các loại điện môi: Hiện tƣợng phân cực điện môi, phân tử có cực, phân tử không có cực. 4.2 Sự phân cực điện môi: véc tơ phân cực, liên hệ giữa véc tơ phân cực và điện tích liên kết, điện trƣờng trong điện môi.

4.3 Véc tơ cảm ứng điện. Định lý Gauss trong điện môi. 4.4 Điều kiện biên đối với điện trƣờng tại mặt phân cách giữa hai điện môi. 4.5 Tính chất của một số điện môi tinh thể: xenhét điện, áp điện. Chƣơng 5: Dòng điện không đổi: 6 (3, 3)

5.1 Dòng điện, mật độ dòng điện, lực lạ, suất điện động 5.2 Định luật Ohm cho đoạn mạch đồng chất dạng thƣờng, dạng vi phân. Điện ƣở, điện trở suất. Sự phụ thuộc điện trở vào nhiệt độ. Đo R, U, I. 5.3 Định luật Ohm tổng quát, định luật Ohm cho đoạn mạch kín, suất phản điện, đo suất điện động.

5.4 Năng lƣợng và công suất của mạch điện. Định luật Joule - Lenz. 5.5 Các quy tắc Kirchhoff. Chƣơng 6: Dòng điện trong kim loại, bán dẫn, chất điện phân, chất khí: 10 (5, 5) 6.1 Lí thuyết điện tử cổ điển về tính dẫn điện của kim loại 6.2 Hiện tƣợng ở bề mặt kim loại và chỗ tiếp xúc giữa các kim loại, công thoát, sự phát xạ nhiệt electron, sự phát quang electron. Hiệu điện thế tiếp xúc. Hiện tƣợng nhiệt điện. 6.3 Dòng điện trong chất điện phân. Định luật Ohm trong chất điện phân. Định luật Faraday về điện phần, các nguồn hóa điện.

6.4 Dòng điện trong chất khí - Cấc dạng phóng điện trong chất khí. Plasma. 6.5 Quan điểm hiện đại về tính dẫn điện của vật rắn, phân biệt kim loại, điện môi và bán dẫn theo lí thuyết vùng năng lƣợng. Bán dẫn riêng, bán dẫn pha tạp. Lớp chuyển tiếp p - n.

ĐỀ CƢƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN: ĐIỆN VÀ TỪ 2

1. Số đơn vị học trình: 3 đvht 2. Trình độ: cho sinh viên năm thứ nhất 3. Phân bổ thời gian - Lý thuyết: 23 tiết - Bài tập :22 tiết 4. Nội dung chi tiết học phần:

Chƣơng 1: Từ trƣờng trong chân không: 14 (7, 7) 1.1 Tƣơng tác từ. Từ trƣờng. Vectơ cảm ứng từ. Đƣờng cảm ứng từ. 1.2 Định luật Biot - Savart - Laplace. Từ trƣờng của dòng điện thẳng, của dòng điện tròn, của ống dây.

1.3 Tác dụng của từ trƣờng lên dòng điện. Công thức Ampère. Lực tác dụng giữa hai dòng điện thẳng. Định nghĩa đơn vị A. Dòng điện kín trong từ trƣờng đều và không đều. Điện kê. Động cơ điện.

1.4 Định lí Gauss với từ trƣờng. Từ thông. Tính chất xoáy của từ trƣờng. 1.5 Định lí Ampère về dòng toàn phần, ứng dụng để tính từ trƣờng của dòng điện thẳng và của ống dây tròn. 1.6 Công dịch chuyển dòng điện kín trong từ trƣờng. Thế năng của lƣỡng cực từ trong từ trƣờng.

Chƣơng 2: Chuyển động của hạt tích điện trong điện trƣờng và từ trƣờng: 10 (5, 5)

2.1 Lực Lorentz. Chuyển động của hạt tích điện ƣơng điện ƣƣờng và trong từ trƣờng. 2.2 Hiệu ứng Han và ứng dụng. 2.3 Sự làm lệch chuyển động của hạt tích điện bằng điện trƣờng và từ trƣờng. Xác định điện tích và khối lƣợng của electron. Xác định tỉ số e/m của các ion. Khối phổ kí. 2.4 Máy gia tốc hạt: máy Van de Graaff, xyclotron, xincrotron. Chƣơng 3: Từ trƣờng trong vật chất: 8 (4, 4)

3.1 Sự nhiễm từ của vật chất. Phân loại các vật từ. 3.2 Véc tơ cảm ứng từ trong vật từ. Véc tơ từ hóa. Hệ số nhiễm từ. 3.3 Momen từ của electron, của nguyên tử. Nguyên tử trong từ trƣờng. 3.4 Vật nghịch từ và thuận từ ƣong từ trƣờng. 3.5 Định lí Ampere về dòng toàn phần đối với từ trƣờng trong vật chất. 3.6 Sắt từ: nhiệt độ Curie, từ trễ, từ giảo. Thuyết miền từ hóa tự nhiên 3.7 Điều kiện biên đối với từ trƣờng tại mặt phân cách hai từ môi 3.8 Siêu dẫn. Nhiệt độ tới hạn. Hiệu ứng Meissner 3.9 Mạch từ, nam châm điện. Tạo ra từ trƣờng mạnh. Chƣơng 4 : cảm ứng điện từ : 8 (4, 4)

4.1 Hiện tƣợng cảm ứng điện từ. Định luật Lenz. Định luật Faraday 4.2 Hiện tƣợng tự cảm 4.3 Hiện tƣợng hỗ cảm, năng lƣợng của hệ hai dòng điện 4.4 Dòng Foucault, hiệu ứng mặt ngoài 4.5 Ứng dụng của hiện tƣợng cảm ứng điện từ 4.6 Năng lƣợng từ trƣờng. Mật độ năng lƣợng từ trƣờng 4.7 Mạch RC và LC. Chƣơng 5: Cơ sở lý thuyết Maxwell về điện từ trƣờng: 5 (3, 2)

5.1 Điện ƣƣờng xoáy. Phƣơng trình Maxwell - Faraday 5.2 Dòng điện dịch. Phƣơng trình Maxwell - Ampère 5.3 Hệ phƣơng trình Maxwell.

ĐỀ CƢƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN: DAO ĐỘNG VÀ SÓNG

1. Số đơn vị học trình: 3 đvht 2. Trình độ: cho sinh viên năm thứ hai 3. Phân bổ thời gian: - Lý thuyết: 23 tiết - Bài tập, bài tập lớn, xêmine, thảo luận : 22 tiết 4. Nội dung chi tiết của học phần

Chƣơng 1: Dao động điều hòa: 8 (4,4) 1.1 Dao động cơ học: Khái niệm về dao động. Dao động điều hòa: Phƣơng trình động lực học, nghiệm của phƣơng trình, năng lƣợng của dao động điều hòa. 1.2 Dao động điện từ: Phƣơng trình điện động lực học của mạch LC, nghiệm của

phƣơng trình, năng lƣợng của dao động điện từ, sự tƣơng tự với dao động cơ học. 1.3 Biểu diễn dao động điều hòa: Bằng véc tơ quay và bằng số phức 1.4 Tổng hợp hai dao động điều hòa: Cùng phƣơng cùng tần số, cùng phƣơng có tần số gần nhau, có phƣơng vuông góc và có cùng tần số, sự phân cực dao động.

Chƣơng 2: Dao động tắt dần: 7 (4, 3) 2.1 Phƣơng trình vi phân của dao động tắt dần (Cơ và điện từ), ảnh hƣởng của ma sát hoặc điện trở tới chế độ tắt dần. 2.2 Dao động tắt dần khi ma sát (hoặc điện trở) nhỏ, hệ số tắt dần, giảm lƣợng log của sự tắt dần, hệ số phẩm chất. 2.3 Dao động duy trì: Sự duy trì dao động của con lắc đồng hồ, của mạch RLC, hệ tự dao động.

Chƣơng 3: Dao động cƣỡng bức: 9 (5, 4) 3.1 Phƣơng trình vi phân của dao động cƣỡng bức (cơ và điện từ), nghiệm của phƣơng trình, dao động cƣỡng bức trong giai đoạn ổn định.

3.2 Sự cộng hƣởng: cộng hƣởng li độ, cộng hƣởng vận tốc. 3.3 Khảo sát dao động điện cƣỡng bức: Giản đồ véc tơ, biểu diễn bằng số phức, định luật Ohm cho đoạn mạch RLC dƣới dạng phức.

Chƣơng 4: Sóng cơ học: 14 (7,7) 4.1 Khái niệm chung: Sự lan truyền dao động trong môi trƣờng liên tục, tính đàn hồi của môi trƣờng, sóng dọc và sóng ngang.

4.2 Phƣơng trình (biểu thức) của sóng và phƣơng trình truyền sóng: Vận tốc truyền sóng, véc tơ sóng, phƣơng trình (biểu thức) của sóng phang hình sin và của sóng cầu, phƣơng trình truyền sóng (D' Alembert). 4.3 Vận tốc pha của sóng: Định nghĩa, vận tốc pha của sóng dọc trong chất khí và chất lỏng, vận tốc pha của sóng trong chất rắn. 4.4 Năng lƣợng của sóng: Mật độ năng lƣợng của sóng, trƣờng hợp của sóng phang dọc, vận tốc truyền năng lƣợng của sóng, véc tơ mật độ dòng năng lƣợng. 4.5 Nguyên lí chồng chập sóng, bó sóng, vận tốc nhóm. Sự rã của bó sóng khi lan truyền trong môi trƣờng tán sắc. 4.6 Sự giao thoa sóng: Sóng kết hợp, sự giao thoa của hai sóng kết hợp, sự chồng chập của hai sóng không kết hợp.

4.7 Sóng dừng, điều kiện để có sóng dừng, phân biệt sóng dừng và sóng chạy. 4.8 Sóng âm: Đặc tính sinh lí của sóng âm, độ cao, độ to, âm sắc. 4.9 Hiệu ứng Doppler trong âm học, sơ lƣợc về sóng xung kích. 4.10 Siêu âm và một vài ứng dụng.

Chƣơng 5: Sóng điện từ: 7 (4, 3) 5.1 Từ phƣơng trình Maxwell suy ra sự tồn lại của sóng điện từ, tính chất của sóng điện từ.

5.2 Năng lƣợng của sóng điện từ: Mật độ năng lƣợng, véc tơ Oumov- Poinling, áp suất sóng diện từ.

5.3 Thí nghiệm Lebedev, thang sóng điện từ. 5.4 Sự phản xạ và khúc xạ sóng điện từ ở biên giới hai môi trƣờng, các định luật phản xạ và khúc xạ. 5.5 Hiệu ứng Doppler, hiệu ứng Doppler ngang, một số ứng dụng. ĐỀ CƢƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN: QUANG HỌC

1. Số đơn vị học trình: 5 2. Trình độ: cho sinh viên năm thứ hai 3. Phân bổ thời gian: - Lý thuyết: 39 tiết - Bài tập, bài tập lớn, xêmine, thảo luận : 36 tiết 4. Nội dung chi tiết của học phần: Chƣơng 1: Thuyết điện từ ánh sáng: 3 (2, 1)

1.1 Đại cƣơng về thuyết điện từ ánh sáng 1.2 Các phƣơng pháp đo vận tốc ánh sáng 1.3 Vận tốc pha và vận tốc nhóm của ánh sáng 1.4 Thang sóng điện từ Chƣơng 2: Các đại lƣợng trắc quang: 2 (1, 1)

2.1.1 Dòng quang năng 2.1.2 Hàm số thị kiến. Quang thông 2.1.3 Cƣờng độ sáng 2.1.4 Độ chói 2.1.5 Độ trƣng 2.1.6 Độ rọi

2.1 Các đại lƣợng trắc quang 2.2 Đơn vị đo các đại lƣợng trắc quang 2.2.1. Đơn vị cƣờng độ sáng 2.2.2. Đơn vị quang thông 2.2.3. Đơn vị độ chói 2.2.4. Đơn vị độ trƣng 2.2.5. Đơn vị độ rọi Chƣơng 3: Sự giao thoa ánh sáng: 12 (6, 6)

3.1 Hiện tƣợng giao thoa của hai sóng kết hợp 3.1.1. Sóng ánh sáng. Nguyên lí chồng chất 3.1.2. Khái niệm về sóng ánh sáng kết hợp và không kết hợp 3.1.3. Sự giao thoa của hai sóng ánh sáng kết hợp, vị trí các cực đại cực tiểu. Hình dạng các vân giao thoa 3.1.4. Giao thoa với ánh sáng trắng

3.2 Phƣơng pháp tạo ra các sóng kết hợp 3.2.1. Phƣơng pháp chung 3.2.2. Khe Young 3.2.3. Lƣỡng lăng kính Fresnel 3.2.4. Gƣơng Lloyd 3.3 Ảnh hƣởng của kích thƣớc và độ đơn sắc của nguồn lên hiện tƣợng giao thoa 3.4 Giao thoa từ bản mỏng

3.4.1. Bản mỏng có độ dày không đổi, vân cùng độ nghiêng 3.4.2. Bản mỏng có độ dày thay đổi, vân cùng độ dày 3.4.3. Vân nêm và vân tròn Nevvton

3.5.1. Hiện tƣợng giao thoa nhiều chùm tia 3.5.2. Mẩu Fabry - Perot 3.5.3. Các đặc trƣng của giao thoa nhiều chùm lia 3.5.4. Giao thoa kế Michelson và ứng dụng

3.5 Hiện tƣợng giao thoa nhiều chùm tia. Giao thoa kế Michelson 3.6 Một số ứng dụng của hiện tƣợng giao thoa 3.6.1. Kiểm tra các bề mặt phẳng, mặt cong 3.6.2. Đo chiết suất chất lỏng, chất khí 3.6.3. Đo chiều dài 3.6.4. Khử phản xạ Chƣơng 4: Sự nhiễu xạ ánh sáng: 12 (6, 6)

4.4.2. Nhiễu xạ qua một màn tròn không trong suốt

4.5.1. Nhiễu xạ qua một khe hẹp 4.5.2. Nhiễu xạ qua hai khe hẹp và qua nhiều khe hẹp 4.5.3. Cách tử nhiễu xạ 4.5.4. Quang phổ cho bởi cách tử nhiễu xạ. Máy quang phổ cách tử.

4.1 Hiện tƣợng nhiễu xạ ánh sáng. Nguyên lí Huygens - Fresnel 4.2 Sự phân loại hiện tƣợng nhiễu xạ và phƣơng pháp xác định sóng tổng hợp 4.3 Phƣơng pháp đới cầu Fresnel 4.4 Nhiễu xạ của sóng cầu (nhiễu xạ Fresnel) 4.4.1. Nhiễu xạ qua một lỗ tròn 4.5 Nhiễu xạ của sóng phang (nhiễu xạ Fraunhoffer) 4.6 Nhiễu xạ qua một lỗ tròn và năng suất phân giải của các dụng cụ quang học 4.7 Nhiễu xạ tia X trên mạng tinh thể 4.8 Holography Chƣơng 5: Sự phân cực ánh sáng: 8 (4, 4)

5.4.1.Tính lƣỡng chiết tự nhiên của tinh thể và sự phân cực vì lƣỡng chiết. 5.4.2. Mặt sóng trong tinh thể đơn trục. 5.4.3. Tia thƣờng và tia bất thƣờng 5.4.4. Một vài loại kính phân cực

5.1 Khái niệm về ánh sáng tự nhiên và ánh sáng phân cực 5.2 Hiện tƣợng phân cực ánh sáng khi truyền qua bản tuamalin. Định luật Malus. 5.3 Hiện tƣợng phân cực ánh sáng do phản xạ và khúc xạ. Định luật Brewster. 5.4 Sự truyền ánh sáng qua tinh thể. Phân cực vì lƣỡng chiết. 5.5 Hiện tƣợng lƣỡng chiết nhân tạo 5.6 Hiện tƣợng quay mặt phẳng phân cực và ứng dụng 5.7 Ánh sáng phân cực elip và ánh sáng phân cực tròn. Bản 1/4 bƣớc sóng, bản 1/2 bƣớc sóng và bản toàn sóng. 5.8 Sự giao thoa của ánh sáng phân cực. Thí nghiệm Arago - Fresnel

Chƣơng 6: Quang hình học: 15 (8, 7) 6.1 Sự chuyển từ quang sóng sang quang hình học. Các khái niệm và định luật cơ bản của quang hình học

6.2 Hiện tƣợng phản xạ toàn phần 6.3 Sợi quang, cáp quang và thông tin bằng sóng ánh sáng dùng sợi quang 6.4 Nguyên lý Fermal 6.5 Lƣỡng chất phẳng, bản mặt song song, lăng kính

6.6 Mặt cầu khúc xạ. Gƣơng cầu, gƣơng phẳng 6.7 Thấu kính mỏng 6.8 Hệ quang học đồng trục 6.9 Mắt và một số quang cụ 6.10 Quang sai của các hệ quang học Chƣơng 7: Sự tán sắc, hấp thụ và tán xạ ánh sáng: 7 (4, 3)

7.1.1. Hiện tƣợng hấp thụ ánh sáng 7.1.2. Định luật Bouguer - Lambert 7.1.3. Định luật Lambert - Beer 7.1.4. Sự hấp thụ lọc lựa 7.1.5. Môi trƣờng có hệ số thụ âm

7.2.1. Hiện tƣợng tán sắc ánh sáng 7.2.2. Lý thuyết cổ điển về sự tán sắc ánh sáng 7.2.3. Quan sát thực nghiệm về tán sắc thƣờng và tán sắc dị thƣờng 7.2.4. Máy quang phổ lăng kính

7.1 Sự hấp thụ ánh sáng 7.2 Sự tán sắc ánh sáng 7.3 Sự tán xạ ánh sáng 7.3.1. Tán xạ trong môi trƣờng vẩn, tán xạ Tyndall 7.3.2. Tán xạ phân tử Chƣơng 8: Bức xạ nhiệt: 6 (3, 3)

8.1.1. Bức xạ nhiệt và các dạng bức xạ khác 8.1.2. Các đại lƣợng đặc trƣng của hiện tƣợng bức xạ nhiệt 8.1.3. Định luật Kirchhoff 8.1.4. Khảo sát bức xạ của vật đen tuyệt đối bằng thực nghiệm

8.2.1. Định luật Stefan - Boltzmann 8.2.2. Định luật dịch chuyển của Wien

8.3.1. Công thức Rayleigh - Jeans và Wien 8.3.2. Thuyết lƣợng tử năng lƣợng của Planck 8.3.3. Công thức Planck và các hệ quả 8.1 Bức xạ nhiệt 8.2 Các định luật bức xạ của vật đen tuyệt đối 8.3 Thuyết lƣợng tử năng lƣợng của Planck. Công thức Planck 8.4 Sơ lƣợc bức xạ của vật không đen. Nguồn sáng nhiệt. Chƣơng 9: Lí thuyết hạt về ánh sáng và cơ sở của quang học phi tuyến: 10 (5, 5)

9.1 Thuyết photon của Einstein 9.2 Hiện tƣợng quang điện. Các định luật quang điện 9.3 Công thức Einstein. Giải thích các định luật quang điện. Thí nghiệm kiểm chứng công thức Einstein.

9.4 Hiệu ứng quang điện trong 9.5 Hiệu ứng Compton 9.6 Áp suất ánh sáng 9.7 Kết luận về lƣỡng tính sóng hạt của ánh sáng 9.8 Đại cƣơng về quang học phi tuyến 9.9 Một số hiện tƣợng quang học phi tuyến 9.9.1. Hiện tƣợng tự hội tụ 9.9.2. Hiện lƣợng hấp thụ đa photon

ĐỀ CƢƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN: VẬT LÝ NGUYÊN TỬ VÀ HẠT NHÂN

1. Số đơn vị học trình: 5 đvht 2. Trình độ: cho sinh viên năm thứ hai 3. Phân bổ thời gian - Lý thuyết: 38 tiết - Bài tập : 37 tiết 4. Nội dung chi tiết của học phần: Chƣơng 1: Mẫu nguyên tử theo lí thuyết cổ điển: 6 (3,3)

1.1 Mẫu nguyên tử Thomson và thí nghiệm tán xạ hạt a trên lá kim loại 1.2 Lí thuyết tán xạ hạt oe ƣên nguyên tử - Công thức Rutheríord 1.3 Mẩu nguyên tử hành tinh. Đánh giá kích thƣớc nguyên tử 1.4 Quy luật quang phổ hydrô. 1.5 Thuyết Bohr. 1.6 Cấu trúc nguyên tử hydrô và các ion đồng dạng hydrô theo lí thuyết Bohr. 1.7 Sự kích thích nguyên tử. Thí nghiệm Franck và Hertz Chƣơng 2: Cơ sở của cơ học lƣợng tử: 9 (5,4)

2.1 Mở đầu. Những hạn chế của cơ học cổ điển 2.2 Tính nhị nguyên (sóng, hạt) của hạt vi mô. Giả thuyết De Broglie 2.3 Thí nghiệm nhiễu xạ chùm elecƣon và nguyên lý bất định Heisenberg 2.4 Hàm sóng của hạt vi mô. Đoán nhận ý nghĩa thông kê của hàm sóng 2.5 Phƣơng trình Schrodinger 2.6 Hạt trong hố thế năng. Vƣợt qua rào thế Chƣơng 3: Nguyên tử hyđrô trong cơ học lƣợng tử: 8 (4,4)

3.1 Phƣơng trình Schrodinger cho nguyên tử hydrô và các ion đồng dạng hydrô 3.2 Trạng thái electron trong nguyên tử . Hệ lƣợng tử số 3.3 Phân bố xác suất tìm thấy electron trong nguyên tử 3.4 Spin của electron. Thí nghiệm Stern - Gerlack 3.5 Mô men từ và mô men từ riêng của electron 3.6 Tƣơng tác Spin quỹ đạo 3.7 Nguyên tử trong từ trƣờng ngoài. Hiệu ứng Zeeman thƣờng và dị thƣờng Chƣơng 4: Nguyên tử nhiều electron theo cơ học lƣợng tử: 8 (4,4)

4.1 Bài toán cấu trúc nguyên tử nhiều electron và phƣơng pháp giải quyết 4.2 Nguyên lí Pauli và cấu trúc vỏ điện tử của nguyên tử phức tạp 4.3 Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học của Mendeleev 4.4 Trạng thái cơ bản của nguyên tử và quy tắc Hund 4.5 Tia Rơnghen (tia X) Chƣơng 5: Phân tử : 5 (3,2)

5.1 Các dạng liên kết phân tử 5.2 Các mức năng lƣợng điện tử của phân tử 5.3 Các mức năng lƣợng dao động của phân tử 5.4 Các mức năng lƣợng quay của phân tử Chƣơng 6: Sơ lƣợc về laser: 3 (2,1)

6.1 Phát xạ tự phát và phát xạ cƣỡng bức 6.2 Sự đảo lộn mật độ trạng thái và hấp thụ âm 6.3 Nguyên lí hoạt động của laser 6.4 Một số tính chất của bức xạ laser và ứng dụng

Chƣơng 7: Đại cƣơng về hạt nhân. Năng lƣợng liên kết hạt nhân: 4 (2,2) 7.1 Các đặc trƣng cơ bản của hạt nhân. (Khối lƣợng điện tích, Spin, mô men từ, mô men điện, tính chẵn lẻ)

7.2 Năng lƣợng liên kết hạt nhân 7.3 Lí thuyết sơ cấp về deutron 7.4 Các đặc tính của lực hạt nhân. Thế tƣơng tác nuclôn - nuclôn Chƣơng 8: Cấu trúc hạt nhân: 4 (2,2)

8. 1 Công thức Weizacker về khối lƣợng hạt nhân 8.2 Các mẫu hạt nhân (đại cƣơng) 8.3 Mẫu giọt hạt nhân 8.4 Mẫu lớp (vỏ) hạt nhân Chƣơng 9: Hiện tƣợng phóng xạ: 7 (4,3)

9.1 Định luật phân rã phóng xạ. Họ phóng xạ 9.2 Phân rã α. Phân rã β. Bức xạ 9.3 Tƣơng tác của tia bức xạ với môi trƣờng vật chất 9.4 Phƣơng pháp và dụng cụ ghi nhận tia bức xạ 9.5 Hiệu ứng Mossbauer Chƣơng 10: Phản ứng hạt nhân: 6 (3,3)

10.1 Các phản ứng hạt nhân. Phân loại. 10.2 Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân 10.3 Tiết diện hiệu dụng của phản ứng hạt nhân 10.4 Cơ chế phản ứng hạt nhân 10.5 Các máy gia tốc hạt 10.6 Phản ứng nhiệt hạch Chƣơng 11: Nơtrôn. Phản ứng phân chia hạt nhân: 6 (4,2)

11.1 Các đặc trƣng của nơtrôn 11.2 Nguồn nơtrôn 11.3 Cơ chế phân chia hạt nhân 11.4 Điều kiện phân chia hạt nhân. Các hiện tƣợng kèm theo phản ứng phân chia 11.5 Phản ứng dây chuyền 11.6 Vai trò của nơtrôn trễ 11.7 Nhà máy điện nguyên tử

Chƣơng 12: Các hạt cơ bản: 10 (5,5) 12.1Tính chất và phân loại các hạt cơ bản theo khối lƣợng (lêptôn, hađrôn, mêsôn, hypêrôn và các hạt cộng hƣởng)

12.2 Các tƣơng tác cơ bản 12.3 Các đặc trƣng và các định luật bảo toàn trong các hạt cơ bản 12.4 Spin đồng vị - sắp xếp các hạt theo đa tuyến đồng vị 12.5 Đối xứng unita và các siêu đa tuyến 12.6 Cấu trúc quark. Ba thế hệ 12.7 Sơ lƣợc về phƣơng hƣớng phát triển lí thuyết hạt cơ bản ĐỀ CƢƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN: ĐIỆN KỸ THUẬT

1. Số đơn vị học trình: 3 đvht 2. Trình độ: cho sinh viên năm thứ hai 3. Phân bổ thời gian: - Lý thuyết: 35 tiết - Bài tập: 10 tiết

4. Nội dung chi tiết học phần: Chƣơng 1: Phần mở đầu: 5 (5.0)

1.1 Đại cƣơng về môn điện kỹ thuật 1.2 Dòng điện hình sin 1.3 Phƣơng pháp biểu diễn các đại lƣợng hình sin bằng giản đồ véctơ 1.4 Phƣơng pháp biểu diễn các đại lƣợng hình sin bằng số phức Chƣơng 2: Mạch điện xoay chiều ba pha: 8 (6,2)

2.1 Hệ thống ba pha 2.2 Nối các cuộn dây máy phát theo hình sin 2.3 Nối các phụ tải theo hình sin 2.4 Nối các phụ tải theo hình lam giác 2.5 Công suất mạch ba pha Chƣơng 3: Máy biến thế: 8 (6,2)

3.1 Vai trò của máy biến thế 3.2 Nguyên tắc hoạt động của máy biến thế một pha 3.3 Chế độ chạy không tải của máy biến thế 3.4 Từ thông ƣong máy biến thế khi có tải 3.5 Chế độ có tải của máy biến thế 3.6 Mất mát năng lƣợng trong máy biến thế và hiệu suất 3.7 Máy biến thế ba pha 3.8 Các máy biến thế đặc biệt Chƣơng 4: Máy điện xoay chiều: 8 (6,2)

4.1.1 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ ba pha 4.1.2 Từ trƣờng quay của dòng điện ba pha 4.1.3 Nguyên lý làm việc của ĐCKĐB 4.1.4 Các đại lƣợng trong Rôto 4.1.5 Quan hệ sức từ động trong quá trình làm việc 4.1.6 Moment quay 4.1.7 Mở máy động cơ không đồng bộ 4.1.8 Động cơ không đồng bộ 1 pha

4.1 Máy điện không đồng bộ 4.2 Máy điện đồng bộ 4.2.1 Cấu tạo và nguyên lý 4.2.2 Phản ứng phần cứng trong máy điện đồng bộ 4.2.3 Đặc tính của máy phát điện đồng bộ 4.2.4 Động cơ đồng bộ Chƣơng 5: Máy điện một chiều: 8 (6,2)

5.1 Cấu tạo và nguyên lý của máy điện một chiều 5.2 Dây quấn phần ứng 5.3 Sức điện động sinh ra trong dây quấn phần ứng 5.4 Mômen quay và công suất trong máy điện một chiều 5.5 Phản ứng phần ứng 5.6 Tia lửa điện trên vành đổi chiều 5.7 Sự phân loại và đặc điểm chung của MĐ1C 5.8 Máy phát điện kích từ độc lập, song song, nối tiếp, hỗn hợp. 5.9 Động cơ điện một chiều 5.10 Động cơ điện kích từ song song, nối tiếp, hỗn hợp 5.11 Điều chỉnh tốc độ của động cơ điện một chiều 5.12 Tổn hao và hiệu suất

Chƣơng 6: Đo điện: 8 (6,2)

6.1 Những khái niệm 6.2 Cơ cấu đo kiểu từ - điện 6.3 Cơ cấu đo kiểu điện - từ 6.4 Cơ cấu đo kiểu điện động 6.5 Cơ cấu đo kiểu cảm ứng 6.6 Đo dòng điện và điện áp 6.7 Đo điện trở 6.8 Đo công suất 6.9 Đo điện năng

PHỤ LỤC B: CHƢƠNG TRÌNH VẬT LÝ LÝ THUYẾT

TẠI KHOA VẬT LÝ TRƢỜNG ĐHSP TP.HCM TRƢỚC 2006 CƠ HỌC LÝ THUYẾT

Tổng số : 75 tiết Lý thuyết : 48 tiết Bài tập : 27 tiết

Chƣơng 1 : Động học chất điểm { 5t} 1/ Những khái niệm cơ bản {1t }. 2/ phƣơng trình chuyển động, vận tốc, gia tốc {4t }.

3/Chuyển động tƣơng đối. Định lý cộng vận tốc {1t }.

Chƣơng 2 : Động lực học chất điểm {15t} 1/ Những khái niệm và các định luật cơ bản { 1t }. 2/ Hai bài toán cơ bản của động lực học chất điểm { 4t}. 3/ Chuyển động của chất điểm trong hệ quy chiếu không quán tính {3t} 4/ Chuyển động của chất điểm trong trƣờng xuyên tâm {4t}. 5/ Chuyển động của chất điểm trong trƣờng xuyên tâm đầy {2t}Ƣ. 6/ Sự va chạm đàn hồi giữa hai hạt {1t}.

Chƣơng 3 : Động lực học cơ hệ {5t} 1/ Phƣơng trình chuyển động của hệ chất điểm trong hệ quy chiếu quán tính. 2/Khối tâm và các định lý chuyển động của khối tâm {1t}. 3/Moment quán tính của hệ đối với một trục {1t}. 4/Chuyển động của vật có khối lƣợng không đổi. Bài toán Xionkipxki {1t}. 5/ Chuyển động của cơ hệ trong hệ quy chiếu không quán tính {1t}. 6/Định luật bảo toàn cơ năng {1t}.

Chƣơng 4 : Những cơ sở của cơ học giải tích {14t} 1/ Cơ hệ holonom {1t}. 2/ Cơ hệ phi holonom {1t}. 3/ Nguyên lý độ dời khả dĩ {1t}.

4/Các phƣơng trình Lagrange loại 1 {1t}. 5/Các phƣơng trình Lagrange loại

2. Hàm Lagrange {2t}. 6/ Các phƣơng trình Lagrange đối với hệ phi holonom {1t}, 7/ Nguyên lý Hamilton {2t}. 8/ Định luật bảo toàn và biến đổi cơ năng {2t}. 9/ Các phƣơng trình chính tắc Hamilton {1t}, 10/ Móc Poisson {1t}. 11/Các phép biến đổi chính tắc và định lý Liouville {1t}.

Chƣơng 5 : Dao động nhỏ {4t} 1/ Dao động tự do của hệ bảo toàn có một bậc tự do {1t}. 2/ Dao động tự do của hệ bảo toàn có 2 bậc tự do {1t}. 3/ Dao động tự do của hệ bảo toàn có nhiều bậc tự do {1t}. 4/Dao động tắt dần. Dao động cƣỡng bức {1t}.

Chƣơng 6: Động học và động lực học vật rắn {4t} 1/ Moment động của vật rắn. 2/ Moment quán tính của vật rắn dõi với các trục song

song. Định lý Huyghens. 3/Ellipsoide quán tính. Các trục quán tính {2t}. 4/

Chuyển động của vật rắn quanh 1 điểm cố định. Phƣơng trình động lực học Euler {1t}. 5/ Con quay đối xứng {1t}.

ĐIỆN ĐỘNG LỰC VÀ THUYẾT TƢƠNG ĐỐI

Tổng số : 75 tiết Lý thuyết : 48 tiết Bài tập : 27 tiết

Chƣơng 1 : Những định luật tổng quát của trƣờng điện từ trong chân không {6t} 1/ Điện trƣờng. 2/Từ trƣờng {1t}. 3/ Lực Lorentz. 4/ Định luật bảo toàn điện tích {1t}. 5/ Định luật Gauss đối với điện trƣờng và từ trƣờng. 6/ Định luật Faraday về cảm ứng điện từ {1t}, 7/ Dòng điện dịch và sự mở rộng của định luật Ampère về lƣu thông của véctơ cảm ứng từ. 8/ Hệ phƣơng trình Maxwell {1t}. 9/ Định luật bảo toàn năng lƣợng {1t}. 10/ Định luật bảo toàn xung lƣợng. 11/ Khối lƣợng điện từ {1t}.

Chƣơng 2 : Những định luật tổng quát của trƣờng điện từ trong môi trƣờng liên

tục {7t}

1/Trƣờng điện từ vĩ mô và các đại lƣợng vĩ mô. 2/ Véctơ phân cực {1t}. 3/ Dòng điện trong môi trƣờng {1t}. 4/ Véctơ nhiễm từ {1t}. 5/Véctơ cảm ứng điện. 6/ Véctơ cƣờng độ từ trƣờng {1t}, 7/ Các điều kiện biên trên mặt phân cách 2 môi trƣờng {2t}. 8/ Hệ phƣơng trình Maxwell trong môi trƣờng {1t}.

Chƣơng 3 : Trƣờng tĩnh điện {4t} 1/ Hệ phƣơng trình Maxwell mô tả trƣờng tĩnh điện và trƣờng từ dừng. 2/ Thế vô hƣớng, thế vectơ. 3/ Phƣơng trình Poisson. Phƣơng trình Laplace {1t}. 4/ Vật dẫn đặt trong điện trƣờng. Điện dung của vật dẫn cô lập {1t}. 5/Hệ vật dẫn đặt trong điện trƣờng. Ma trận điện dung {1t}. 6/ Năng lƣợng hệ điện tích. 7/ Thế năng hệ điện tích đặt trong trƣờng ngoài. 8/ Lực cơ học tác dụng lên hệ điện tích đặt trong trƣờng ngoài {1t}.

Chƣơng 4 : Từ trƣờng dừng {4t} 1/ Hệ phƣơng trình Maxwell mô tả từ trƣờng dừng. Thế vectơ. 2/ Thế điện động ngoại lai {1t}. 3/Năng lƣợng dòng dừng. Hệ số hỗ cảm, tự cảm {1t}. 4/ Từ trƣờng dòng nguyên tố {1t}. 5/ Năng lƣợng dòng nguyên tố đặt trong từ trƣờng ngoài. Lực tác dụng lên dòng nguyên tố {1t}.

Chƣơng 5 : Trƣờng chuẩn dừng {4t} 1/ Các phƣơng trình trƣờng chuẩn dừng. 2/ Hệ dây dẫn có cảm ứng điện từ {1t}. 3/

Mạch điện có điện dung, tự cảm {1t}. 4/ Dòng Foucault {1t}. 5/ Hiệu ứng da {1t}.

Chƣơng 6 : Sự truyền sóng điện từ tự do {7t} 1/ Các phƣơng trình mô tả trƣờng điện từ tự do. 2/ Sóng phẳng. Sóng phẳng phân cực thắng {1,5}. 3/ Sóng phẳng đơn sắc trong môi trƣờng điện môi {1,5t}. 4/ Sóng điện từ trong môi trƣờng điện dẫn {1t}. 5/ Sự phản xạ, khúc xạ sóng điện từ {3t}.

Chƣơng 7 : Lý thuyết bức xạ sóng điện từ {4t} 1/ Trƣờng điện từ bức xạ. Thế vô hƣớng và thế vectơ {1t}. 2/ Thế trễ {1t}. 3/ Bức xạ

lƣỡng cực điện {2t}.

Chƣơng 8 : Thuyết tƣơng đối {12t} 1/ Nguyên lý tƣơng đối Galilée {1t}. 1/ Nguyên lý tƣơng đối Einstein {1t}. 3/ Khoảng 4 chiều. Bất biến khoảng 4 chiều {1t}. 4/ Phép biến đổi Lorentz {2t}. 5/Không - thời gian 4 chiều { 1t}. 6/ Cơ học tƣơng đối tính {3t}. 7/ Điện động lực tƣơng đối tính {3t}.

CƠ HỌC LƢỢNG TỬ

Tổng số : 90 tiết Lý thuyết : 60 tiết Bài tập 30 tiết

Chƣơng 1: Những khái niệm cơ bản của cơ học lƣợng tử {12t} 1/ Nguyên lý bất định {1t}. 2/ Nguyên lý chồng chất trạng thái {1t}. 3/ Hàm riêng và trị riêng của toán tử {3t}. 4/ Các tiên đề trong cơ học lƣợng tử {3t}. 5/ Điều kiện để hai đại lƣợng vật lý có giá trị đồng thời xác định {2t}. 6/ Hệ thức bất định đối với các đại lƣợng vật lý {2t}.

Chƣơng 2 : Phƣơng trình Schrodinger {6t} 1/ Phƣơng trình Schrodinger phụ thuộc thời gian {1t}. 2/ Phƣơng trình liên tục {2t}.

3/ Trạng thái dừng {1t}. AI Phƣơng trình Heisenberg {2t}.

Chƣơng 3 : Những ứng dụng đơn giản của cơ học lƣợng tử {10t} 1/ Hạt trong giếng thể chữ nhật {2t}. 2/ Sự phản xạ và sự truyền qua hàng rào thể

{2t}. 3/ hiệu ứng đƣờng ngầm {2t}. 4/ Dao động từ điều hòa {4t}. Chƣơng 4 : Thế xuyên tâm. Nguyên tử hydro {8t} 1/ Toán tử moment xung lƣợng {1t}. 2/ Trị riêng của toán tử moment xung lƣợng {1Ít}. 3/ Bài toán Kepler đối với nguyên tử hydro {1t}. 4/ Năng lƣợng của nguyên tử hydro {2t}. 5/ Phổ và hàm sóng của nguyên tử hydro {2t}. 6/Moment từ quỹ đạo. Manheton Bohr {1t}.

Chƣơng 5 : Lý thuyết biểu diễn {6t} 1/ x-biểu diễn p-biểu diễn, E- biểu diễn {1t}. 2/ Biểu diễn ma trận của toán tử {1t). 3/ Hàm riêng và trị riêng của toán tử dƣới dạng ma trận {2t}. 4/ Dạng ma trận của phƣơng trình Schrodinger tổng quát và của phƣơng trình Heisenberg {2t}.

Chƣơng 6 : Lý thuyết nhiễu loạn {8t} 1/ Nhiễu loạn khí không có suy biến {2t}. 2/ Nhiễu loạn khi có suy biến {2t}. 3/ Hiệu

ứng Stark {2}. 4/ Chuyển đổi lƣợng tử dƣới tác dụng của nhiễu loạn tuần hoàn {2t}.

Chƣơng 7 : Spin và hệ hạt đồng nhất {10t} 1/ Hiệu ứng Zeeman đơn giản {2t}. 2/ Cơ học lƣợng tử của electron có tính đến spin {3t}. 3/ Phƣơng trình Pauli {1t}. 4/ Toán tử moment xung lƣợng toàn phần {1t}. 5/ Nguyên lý không phân biệt của các hạt đồng nhất {1t}. 6/ Trạng thái đối xứng và phản đối xứng {2t}.

VẬT LÝ THỐNG KÊ

Tổng số : 75 tiết Lý thuyết : 52 tiết Bài tập : 23 tiết Chƣơng 1 : Xác xuất và hàm phân số {6t} 1/ Xác xuất của biến cố ngẫu nhiên {1t}. 2/ Hàm phân bố {1t}. 3/ Các tính chất của xác xuất. Công thức cộng và nhân xác xuất {1t}. 4/ Các đại lƣợng trung bình : Trị trung bình, phƣơng sai {1t}. 5/ Các ví dụ về các đại lƣợng phân bố {1t}. 6/ Hàm phân bố cho đại lƣợng ngẫu nhiên nhiều thành phần {1t}.

Chƣơng 2 : Các thế nhiệt động {2t} 1/ Nguyên lý 1 và 2 nhiệt động lực học {1t}. 2/ Các thế nhiệt động. 3/ Sự phụ thuộc

của thế nhiệt động vào số hạt {1t}.

Chƣơng 3 : Không gian pha {4t} 1/ Không gian pha {1t}. 2/ Cách mô tả thống kê hệ nhiều hạt {1t}. 3/ Định lý

Liouville {1t}. 4/Cân bằng thống kê {1t}.

Chƣơng 4 : Phân bố vi chính tắc, chính tắc (Gibbs) {5t} 1/ Phân bố vì chính tắc {1t}. 2/ Phân bố chính tắc {1t}. 3/ Mối liên hệ giữa phân bố chính tắc và vi chính tắc {1t}. 4/ Ý nghĩa vật lý các thông số của phân bố chính tắc {1t}. 5/ Thiết lập phƣơng trình cơ bản nhiệt động lực học {1t}.

Chƣơng 5 : Phân bố Maxwell - Boltzmann {2t} l/Phân bố Maxwell {1t}. 2/ Phân bố Boltzmann {1t}. Chƣơng 6 : Áp dụng phân bố chính tắc vào hệ khí lý tƣởng {2t} 1/ Tích phân trạng thái {1t). 2/ Năng lƣợng tự do f. Nội năng u. Áp suất p. Entropi

s{1t}.

Chƣơng 7 : Sự phân bố đều năng lƣợng {3t} 1/ Định lý phân bố đều động năng theo các bậc tự do {1t}. 2/ Định lý Viriat {1t}. 3/

Nhiệt dung : khi loãng, vật rắn {1t}.

Chƣơng 8 : Các phân bố lƣợng tử {7t} 1/ Vài nguyên lý căn bản cơ học lƣợng tử {1t}. 2/ Phƣơng pháp các ô của Boltzmann {1t}. 3/ Thống kê Maxvvell - Boltzmann {1t}. 4/ Thống kê Boze -Einstein {1t}. 5/ Thống kê Fermi - Dirac {1t}.

Chƣơng 9 : Áp dụng thống kê Maxwell - Boltzmann {6t} 1/ Dao động từ lƣợng tử {1t}. 2/ Rotator lƣợng tử {1t}. 3/ Nhiệt dung của chất khí

{1t}. 4/Nhiệt dung của vật rắn {3t}.

Chƣơng 10 : Áp dụng thống kê Boze - Einstein {7t} 1/ Số hạt trung bình. số hạt toàn phần {1t}. 2/ Thể hóa học của khí Boze {1t}. 3/ Sự ngƣng tụ của khí Boze {1t}. 4/ Áp suất của khí Boze {1t}. 5/ Bức xạ cân bằng xem nhƣ khí photon {1t}.

Chƣơng 11 : Áp dụng thống kê Fermi - Dirac {5t} 1/ Sự phân bố các hạt Fermi ở nhiệt độ thấp {1t}. 2/ Sự suy biến. Nội năng của chất

khí Fermi suy biến {1t}. 3/ Khí electron trong kim loại {3t).

PHỤ LỤC C: CHƢƠNG TRÌNH MIT (2005)

8.01 Physics I Introduces classical mechanics. Space and time: straight-line kinematics; motion in a plane; forces and static equilibrium; particle dynamics, with force and conservation of momentum; relative inertial frames and non-inertial force; work, potential energy and conservation of energy; kinetic theory and the ideal gas; rigid bodies and rotational dynamics; vibrational motion; conservation of angular momentum; central force motions; fluid mechanics. Subject taught using the TEAL (Technology-Enabled Active Learning) format which features small group interaction via table-top experiments utilizing laptops for data acquisition and problem solving workshops.

8.011 Physics I Introduces classical mechanics. Space and time: straight-line kinematics; motion in a plane; forces and equilibrium; experimental basis of Newton's laws; particle dynamics; universal gravitation; collisions and conservation laws; work and potential energy; vibrational motion; conservative forces; inertial forces and non- inertial frames; central force motions; rigid bodies and rotational dynamics.

8.012 Physics I Elementary mechanics, presented in greater depth than in 8.01. Newton's laws, concepts of momentum, energy, angular momentum, rigid body motion, and non-inertial systems. Uses elementary calculus freely. Concurrent registration in a math subject more advanced than 18.01 is recommended. In addition to the theoretical subject matter, several experiments in classical mechanics are performed by the students in the laboratory.

8.01L Physics I Introduction to classical mechanics (see description under 8.01). Includes components of the TEAL (Technology-Enabled Active Learning) format. Material covered over a longer interval so that the subject is completed by the end of the IAP. Substantial emphasis given to reviewing and strengthening necessary mathematics tools, as well as basic physics concepts and problem-solving skills. Content, depth, and difficulty is otherwise identical to that of 8.01. The class is designated as 8.01 on students' transcript. Enrollment limited to 100 students via lottery. 8.02 Physics II Introduction to electromagnetism and electrostatics: electric charge, Coulomb's law, electric structure of matter; conductors and dielectrics. Concepts of electrostatic field and potential, electrostatic energy. Electric currents, magnetic fields and Ampere's law. Magnetic materials. Time-varying fields and Faraday's law of induction. Basic electric circuits. Electromagnetic waves and Maxwell's equations. Subject taught using the TEAL (Technology Enabled Active Learning) format which utilizes small group interaction and current technology. The TEAL/Studio Project at MIT is a new approach to physics education designed to help students develop much better intuition about, and conceptual models of, physical phenomena.

8.022 Physics II Parallel to 8.02, but more advanced mathematically. Some knowledge of vector calculus assumed. Maxwell's equations, in both differential and integral form. Electrostatic and magnetic vector potential. Properties of dielectrics and magnetic materials. In addition to the theoretical subject matter, several experiments in electricity and magnetism are performed by the students in the laboratory. Credit cannot also be received for 8.02X.

8.03 Physics III Mechanical vibrations and waves; simple harmonic motion, superposition, forced vibrations and resonance, coupled oscillations, and normal modes; vibrations of continuous systems; reflection and refraction; phase and group velocity. Optics; wave solutions to Maxwell's equations; polarization; Snell's Law, interference, Huygens's principle, Fraunhofer diffraction, and gratings.

8.033 Relativity Normally taken by Physics majors in their sophomore year. Einstein's postulates; consequences for simultaneity, time dilation, length contraction, and clock synchronization; Lorentz transformation; relativistic effects and paradoxes: Minkowski diagrams: invariants and four-vecotrs: momentum, energy, and mass; particle collisions. Relativity and electricity; Coulomb's law; magnetic fields. Brief

introduction to Newtonian cosmology. Introduction to some concepts of general relativity; principle of equivalence. The Schwarzchild metric; gravitational red shift; particle and light trajectories; geodesies; Shapiro delay.

8.04 Quantum Physics I Experimental basis of quantum physics: photoelectric effect, Compton scattering, photons, Franck- Hertz experiment, the Bohr atom, electron diffraction, deBroglie waves, and wave-particle duality of matter and light. Introduction to wave mechanics: Schroedinger's equation, wave functions, wave packets, probability amplitudes, stationary states, the Heisenberg uncertainty principle, and zero-point energies. Solutions to Schroedinger's equation in one dimension: transmission and reflection at a barrier, barrier penetration, potential wells, the simple harmonic oscillator. Schroedinger's equation in three dimensions: central potentials and introduction to hydrogenic systems. 8.044 Statistical Physics I Introduction to probability, statistical mechanics, and thermodynamics. Random variables, joint and conditional probability densities, and functions of a random variable. Concepts of macroscopic variables and thermodynamic equilibrium, fundamental assumption of statistical mechanics, microcanonical and canonical ensembles. First, second, and third laws of thermodynamics. Numerous examples illustrating a wide variety of physical phenomena such as magnetism, polyatomic gases, thermal radiation, electrons in solids, and noise in electronic devices. Concurrent enrollment in 8.04 is recommended.

8.05 Quantum Physics II Together 8.05 and 8.06 cover quantum physics with applications drawn from modern physics. General formalism of quantum mechanics: states, operators, Dirac notation, representations, measurement theory. Harmonic oscillator: operator algebra, states. Quantum mechanics in three-dimensions: central potentials and the radial equation, bound and scattering states, qualitative analysis of wavefunctions. Angular momentum: operators, commutator algebra, eigenvalues and eigenstates, spherical harmonics. Spin: Stern-Gerlach devices and measurements, nuclear magnetic resonance, spin and statistics. Addition of angular momentum: Clebsch- Gordan series and coefficients, spin systems, and allotropic forms of hydrogen.

8.06 Quantum Physics III Continuation of 8.05. Units: natural units, scales of microscopic phenomena, applications. Time- independent approximation methods: degenerate and nondegenerate perturbation theory, variational method, Born-Oppenheimer approximation, applications to atomic and molecular systems. The structure of one- and two-electron atoms: overview, spin-orbit and relativistic corrections, fine structure, variational approximation, screening, Zeeman and Stark effects. Charged particles in a magnetic field: Landau levels and integer quantum hall effect. Scattering: general principles, partial waves, review of one-dimension, low-energy approximations, resonance, Born approximation. Time-dependent perturbation theory. Students research and write a paper on a topic related to the content of 8.05 and 8.06. 8.07 Electromagnetism II Survey of basic electromagnetic phenomena: electrostatics, magnetostatics; electromagnetic properties of matter. Time-dependent electromagnetic fields and Maxwell's equations. Electromagnetic waves, emission, absorption, and scattering of radiation. Relativistic electrodynamics and mechanics.

8.08 Statistical Physics II Probability distributions for classical and quantum systems. Microcanonical, canonical, and grand canonical partition-functions and associated thermodynamic potentials. Conditions of thermodynamic equilibrium for homogenous and heterogenous systems. Applications: non-interacting Bose and Fermi gases; mean field theories for real gases, binary mixtures, magnetic systems, polymer solutions; phase and reaction equilibria, critical phenomena. Fluctuations, correlation functions and susceptibilities, and Kubo formulae. Evolution of distribution functions: Boltzmann and Smoluchowski equations.

8.09 Classical Mechanics II Formal introduction to classical mechanics, Euler-Lagrange equations, Hamilton's equations of motion used to describe central force motion, scattering, perturbation theory and Noether's theroem. Extension to continuous and relativistic systems and classical electrodynamics. Undergraduate Laboratory and Special Project Subjects8.13 Experimental Physics I

8.14 Experimental Physics II Four fundamental laboratory experiments are carried out each term, covering most aspects of modern

physics relating to names such as Rutherford, Franck-Hertz, Hall, Ramsauer, Doppler, Fraunhofer, Faraday,

Mossbauer, Compton, and Stem-Gerlach. Stresses basic experimental techniques and data analysis, and written

and oral presentation of experiment results. Second term requires knowledge of quantum mechanics at the 8.05

level. 12 units may be applied to the General Institute Laboratory Requirement.

8.18 Special Problems in Undergraduate Physics

Opportunity for undergraduates to engage in experimental or theoretical research under the supervision

of a staff member. Specific approval required in each case.

8.19 Readings in Physics

Supervised reading and library work. Choice of material and allotment of time according to individual

needs. For students who want to do work not provided for in the regular subjects. Specific approval required in

each case.

Elective Subjects

8.20 Introduction to Special Relativity

Introduces the basic ideas and equations of Einstein's special theory of relativity. Topics include

Lorentz transformations, length contraction and time dilation, four vectors, Lorentz invariants, relativistic

energy and momentum, relativistic kinematics, Doppler shift, space-time diagrams, relativity paradoxes, and

some concepts of general relativity. Subject intended for freshman and sophomore levels. Not usable as a

restricted elective by Physics majors. Credit cannot be received for 8.20 if credit for 8.033 is or has been

received in the same or prior terms.

8.224 Exploring Black Holes: General Relativity and Astrophysics

Study of physical effects in the vicinity of a black hole as a basis for understanding general relativity,

astrophysics, and elements of cosmology. Extension to current developments in theory and observation. Energy

and momentum in flat space-time; the metric; curvature of space-time near rotating and nonrotating centers of

attraction; trajectories and orbits of particles and light; elementary models of the Cosmos. Weekly meetings

include an evening seminar and recitation. The last third of the semester is reserved for collaborative research

projects on topics such as the Global Positioning System, solar system tests of relativity, descending into a black

hole, gravitational lensing, gravitational waves, Gravity Probe B, and more advanced models of the cosmos.

Subject has online components that are open to selected MIT alumni. Alumni wishing to participate should

contact Professor Bertschinger at edbert@mit.edu. Enrollment limited to 40.

8.225J Einstein, Oppenheimer, Feynman: Physics in the 20th Century

Aims to understand the changing roles of physics and of physicists over the course of the 20th century.

Examines the changing ideas within modern physics, ranging from relativity theory and quantum mechanics to

solid-state physics, nuclear and elementary particles, and cosmology. Simultaneously these ideas are situated

within shifting institutional, cultural, and political contexts. Enrollment limited.

8.231 Physics of Solids I

Introduction to the basic concepts of the quantum theory of solids. Topics: periodic structure and

symmetry of crystals; diffraction; reciprocal lattice; chemical bonding; lattice dynamics, phonons, thermal

properties; free electron gas; model of metals; Bloch theorem and band structure, nearly free electron

approximation; tight binding method; Fermi surface; semiconductors, electrons, holes, impurities; optical

properties, excitons; and magnetism.

8.242 Quantum Electronics and Laser Spectroscopy

Fundamental processes in lasers and their applications to studying physical properties of atoms and

molecules. Interaction of classical and quantum systems with electromagnetic radiation. The physics of two-

level atoms. Laser oscillators. Techniques in nonlinear spectroscopy, such as stimulated Raman effect, free

induction decay, optical nutation, photon echoes, and CARS. Studenta required to carry out a laboratory project.

Familiarity with Maxwell's equations and the Schroedinger equation is required.

8.251 String Theory for Undergraduates

Introduction to the main concepts of string theory to undergraduates. Since string theory is quantum

mechanics of a relativistic string, the foundations of the subject can be explained to students exposed to both

special relativity (8.033) and basic quantum mechanics (8.05). Subject develops the aspects of string theory and

makes it accessible to students familiar with basic electromagnetism (8.02) and statistical mechanics (8.044).

This includes the study of D-branes and string thermodynamics.

8.261 J Introduction to Computational Neuroscience

Mathematical introduction to the biophysics and circuits underlying neural computation. Topics

include: neuronal excitability, dendrites and cable theory, models of synaptic transmission, single-neuron

dynamics, oscillators and sequence generation, computation and dynamics in simple neuronal networks.

Concepts applied to simple computing circuits in the behaving animal.

8.276 Nuclear and Particle Physics

A modern view of the fundamental structure of matter. Starting from a model that views quarks as

basic building blocks of mesons and baryons, the properties and interactions of these particles are established.

Quantum numbers and multiplet structure of particle families. Nuclei as multibaryon systems: stability,

radioactive decay, and reactions. Current topics in nuclear and particle physics research at MIT.

8.282J Introduction to Astronomy

Quantitative introduction to physics of the solar system, stars, interstellar medium, the galaxy, and

universe, as determined from a variety of astronomical observations and models. Topics: planets, planet

formation; stars, the Sun, "normal" stars, star formation; stellar evolution, supernovae, compact objects (white

dwarfs, neutron stars, and black holes), plusars, binary x-ray sources; star clusters, globular and open clusters;

interstellar medium, gas, dust, magnetic fields, cosmic rays; distance ladder; galaxies, normal and active

galaxies, jets; gravitational lensing; large scaling structure; Newtonian cosmology, dynamical expansion and

thermal history of the universe; cosmic microwave background radiation; big bang nucleosynthesis. No prior

knowledge of astronomy necessary. Not usable as a restricted elective by Physics majors.

8.284 Modern Astrophysics

Applications of physics (Newtonian, statistical, and quantum mechanics) to fundamental processes that

occur in celestial objects. Includes main-sequence stars, collapsed stars (white dwarfs, neutron stars, and black

holes), pulsars, supernovae, the interstellar medium, galaxies, and as time permits, active galaxies, quasars, and

cosmology. Observational data discussed. No prior knowledge of astronomy is required.

8.286 The Early Universe

Introduction to modern cosmology. First half deals with the development of the big bang theory from

1915 to 1980, and latter half with recent impact of particle theory. Topics: special relativity and the Doppler

effect, Newtonian cosmological models, introduction to non-Euclidean spaces, thermal radiation and early

history of the universe, big bang nucleosynthesis, introduction to grand unified theories and other recent

developments in particle theory, baryogenesis, the inflationary universe model, and the evolution of galactic

structure.

8.287J Observational Techniques of Optical Astronomy

Fundamental physical and optical principles used for astronomical measurements at visible

wavelengths and practical methods of astronomical observations. Topics: astronomical coordinates,

lime, optics, telescopes, photon counting, signal-lo-noise ratios, data analysis (including least-squares model

fitting), limitations imposed by the Earth's atmosphere on optical observations, CCD detectors, photometry,

spectroscopy, astromelry, and lime variability. Project at Wallace Astrophysical Observatory. Written and oral

project reports. Enrollment limited to 24 students, with priority given to Course 12 majors and minors.

8.292J Fluid Physics

A physics-based introduction to the properties of fluids and fluid systems, with examples drawn from a

broad range of sciences, including atmospheric physics and astrophysics. Definitions of fluids and the notion of

continuum. Equations of stale and continuity, hydrostatics and conservation of momentum; ideal fluids and

Euler's equation; viscosity and the Navier-Stokes equation. Energy considerations, fluid thermodynamics, and

isenlropic How. Compressible versus incompressible and rotational versus irrotational flow; Bernoulli's

theorem; steady flow, streamlines and potential flow. Circulation and vorticity. Kelvin's theorem. Boundary

layers. Fluid waves and instabilities. Quantum fluids.

8.298 Selected Topics in Physics

Presentation of topics of current interest, with content varying from year to year.

8.299 Physics Teaching

For qualified undergraduate students interested in gaining some experience in teaching. Laboratory,

tutorial, or classroom teaching under the supervision of a faculty member. Students selected by interview.

8.UR Undergraduate Research

Undergraduate research opportunities in physics. For further information, contact the departmental

UROP coordinator.

8.ThU Undergraduate Physics Thesis

Program of undergraduate research, leading to the writing of an S.B. thesis; to be arranged by the

student under approved supervision. Information: D. E. Pritchard

PHỤ LỤC D: CHƢƠNG TRÌNH ĐẠI HỌC PIERRE & MARIE CURIE

(PARIS VI, PHÁP)

Licence de sciences et technologies

Mention : Physique

Objectifs et descriptions

La mention « Physique » de la Licence offre une formation générale basée principalement sur la

Physique dans ses aspects à la fois théoriques et expérimentaux.

L'année L2 ou « Cycle d'Orientation » vise à faire acquérir aux étudiants toutes les bases générales de

la Physique et celles de disciplines connexes telles les Mathématiques, tout en maintenant une ouverture sur

d'autres disciplines, Mécanique, Electronique, Chimie principalement. Au cours du L2, des réorientations vers

les mentions Electronique, Mécanique ou Chimie sont possibles. L'année L3 ou « Cycle de Spécialisation »

permet d'aborder les différents aspects de la Physique actuelle tout en orientant progressivement les étudiants

dans leurs projets d'études et de profession. Au travers de six parcours de formation (quatre seulement en L2),

les étudiants ont le choix entre une Physique Fondamentale, des enseignements appliqués, des études bi -

disciplinaires ou pluri - disciplinaires autour de la Physique. La Licence de Physique propose un Stage en

laboratoire, obligatoire, souvent suivi d'ateliers d'Insertion Professionnelle, un Projet dans quatre parcours et des

enseignements de langues. Quatre parcours prévoient un suivi des étudiants dans le cadre de la lutte contre

l'échec.

Débouchés professionnels

Les débouchés sont, suivant le parcours de formation choisi, les Masters de Physique Recherche ou

Professionnel, mentions Physique et Applications, SDUEE, Sciences pour l'Ingénieur' Les concours de

recrutement, principalement ceux de l'Education Nationale (CAPES, Agrégation) sont possibles après une

préparation spécifique. La licence de Physique permet aussi une entrée sur titre dans certaines Grandes Ecoles.

Enfin pour les étudiants qui visent des études plus courtes, elle offre des possibilités d'insertion professionnelle

rapide grâce aux compétences acquises par les enseignements pratiques.

Organisation

La mention « Physique » comprend quatre parcours thématiques de formation et deux parcours

partagés avec l'ENS Cachan et l'ENS Ulm.

- « Physique Fondamentale » (PF), un cursus de haut niveau en Physique.

- « Physique Générale et Applications » (PGA), un cursus généraliste à large ouverture.

- « Physique - Chimie » (PC), un cursus bi - disciplinaire.

- « Physique appliquée aux Sciences de la Vie et de la Planète », un cursus pluridisciplinaire autour de

la Physique.

- « Physique, Théorie, Expérience, et Modèle » (PHYTEM), une formation complète et

diversifiée en Physique Fondamentale, en partenariat avec L'ENS Cachan.

- « MIP », une formation d'excellence en Physique Fondamentale, Théorique et Expérimentale, en

partenariat avec plusieurs universités parisiennes dont Paris 6. Les quatre premiers parcours ont des points

communs dans leur organisation et partagent en L2 de nombreuses UE. Ces parcours sont quasiment disjoints en

L3. Les deux derniers parcours n'apparaissent qu'en L3.

Publics visés

Cette mention est proposée en formation initiale à des étudiants visant une orientation vers la recherche

ou l'enseignement, et à tous ceux qui souhaitent exercer une profession technique ou de type recherche-

développement nécessitant un bon niveau en Physique (associé ou non à d'autres disciplines). Les étudiants

ayant suivi les parcours 2 ou 3 du Cycle d'Intégration (ou DEUG équivalents) peuvent rentrer en L2. Des entrées

en L3 peuvent aussi être envisagées (élèves de Classes Préparatoires ou autres).

Prérequis

Pour L2 (PF, PGA, PC) : les UE du parcours 2 du cycle d'intégration (PHYS 101, PHYS102 ou

PHYS103, MATH 110 et MATH 120, ou équivalents) Pour L2 (SVP) : UE PHYS1101 ou PHYS104 ou

équivalent Pour L3

- PF : les UE fondamentales du parcours PF en L2

- PGA : les UE fondamentales des parcours PGA ou PF (si ELEC202 est prise en plus au 1er semestre)

en L2

- PC : les UE fondamentales du parcours PC en L2

- SVP : 3 UE parmi PHYS105, PHYS106, PHYS204, PHYS205, ou les UE fondamentales des autres

parcours. Nombre de places limité.

- MIP et PHYTEM : recrutement sur dossier

Electromagnétisme 1

3 ects

Objectifs et descriptions

Cette UE constitue une première approche de l'interaction des champs électromagnétiques avec

différents types de milieux. Elle permet de poser les bases de l'étude de la propagation d'une onde

électromagnétique plane dans un milieu linéaire homogène isotrope (LHI), en introduisant notamment les

notions d'absorption et de dispersion.

Contenu

Electrostatique, magnétostatique

Equations de Maxwell, réponse des milieux.

Energie électromagnétique

Ondes électromagnétiques planes dans les milieux LHI

Rayonnement du dipôle oscillant

Electromagnétisme dans la matière

3 ects

Objectifs et descriptions

Comprendre les comportements statiques et dynamiques de différents types de milieux (conducteurs,

diélectriques, magnétiques) soumis à des champs électromagnétiques, à l'aide de modèles microscopiques

permettant de comprendre le comportement macroscopique de ces milieux, en particulier vis-à-vis de la

propagation d'ondes électromagnétique : absorption, dispersion, réflexion.

Contenu

Compléments d'électrostatique, de magnétostatique, d'électrocinétique ;

Propagation d'ondes à une dimension ;

Plasmas, métaux et milieux conducteurs ;

Molécules, atomes et milieux diélectriques ;

Physique des milieux magnétiques.

Relativité et électromagnétisme

9 ects

Objectifs et descriptions

Après avoir exposé les notions essentielles de la relativité restreinte et la formulation covariante des

équations de Maxwell, le cours présente un approfondissement de l'électromagnétisme classique : rayonnement

de sources classiques et relativistes, électromagnétisme dans la matière.

Contenu

Principe de relativité, relativité restreinte et transformation de Lorentz Formulation covariante de

l'électrodynamique : force de Lorentz et équations de Maxwell

Champs rayonnés par une source classique, solution en potentiels retardés Diffusion par un atome :

modèle classique et modèle semi-classique Electromagnétisme dans la matière : densité de charge et densité de

polarisation Causalité et relations de Kramers-Kronig Propagation dans différents milieux : diélectriques,

plasmas, conducteurs

Relativité restreinte et physique subatomique

3 ects

Objectifs et descriptions

Faire découvrir la relativité restreinte en couvrant la construction théorique de cette extension des lois

de la mécanique classique tout en l'ancrant dans la réalité de la physique des hautes énergies des particules

élémentaires. Cette immersion dans le monde subatomique permettra également de décrire le modèle

subatomique actuel (Modèle Standard) et de préciser les questions en suspens.

Prérequis

Contenu

Naissance de la relativité restreinte ;

Cinématique relativiste ;

Dynamique relativiste ;

Conséquences théoriques et expérimentales dans le monde subatomique ;

Introduction au modèle standard des interactions et des particules élémentaires ;

Les questions ouvertes en physique corpusculaire.

Introduction à la physique quantique

6 ects

Objectifs et descriptions

Présenter l'univers microscopique à l'échelle atomique et subatomique et introduire des idées et

concepts qui en permettent la compréhension. La partie « physique atomique » décrit et discute les expériences

cruciales qui ont jalonné et orienté la construction de la théorie qui fut élaborée pour rendre compte de

phénomènes inexplicables avec la théorie classique. La partie « mécanique ondulatoire » constitue une

introduction à la théorie quantique et ses applications. Les multiples exemples considérés constituent l'outil

privilégié de l'approche concrète choisie dans cet enseignement pour accéder à cette théorie.

Contenu

Physique Atomique :

Constitution de l'atome ;

Réactions nucléaires ;

Rayonnement thermique ;

Le photon ;

Quantification des énergies atomiques ;

Le magnétisme atomique.

Mécanique ondulatoire :

L'espace des états d'une particule ;

Théorie de la mesure ;

Evolution temporelle ;

Modèles à une dimension ;

L'oscillateur harmonique.

Physique quantique 1

6 ects

Objectifs et descriptions

Ce module est une présentation inductive de la mécanique ondulatoire illustrant la démarche du

physicien : analyse détaillée d'expériences cruciales, constructioçn pas à pas d'une nouvelle théorie visant à

rendre compte de phénomènes inexplicables dans la théorie classique et premières applications.

Contenu

Constitution de l'atome : l'électron, les ions, les isotopes.

Radioactivité : phénoménologie, '

Expérience de Rutherford : collisions élastiques, lois de conservation, '

Rayonnement thermique : phénoménologie, lois de Wien et de Stefan, '

Le photon : effet photoélectrique, effet Compton, loi d dispersion du photon

Spectres atomiques : spectres de raies, largeur d'une raie spectrale, '

Magnétisme classique : moment magnétique d'une boucle atomique, '

Ancienne théorie des quanta : éléments de mécanique analytique

exemple : la formule de Planck et l'oscillateur harmonique, règles de Wilson-Bohr-Sommerfel et

conséquences, '

UE : Physique quantique 2

3 ects

Objectifs et descriptions

Il s'agit de s'appuyer sur l'introduction du premier semestre pour mettre en oeuvre les concepts

fondamentaux de la mécanique quantique.

Contenu

Formulation de la mécanique quantique, mécanique des matrices, ' Fonction d'onde, fentes d'Young, '

Postulats et structure formelle de la mécanique quantique, ' Problèmes à une dimension,

la quatification comme conséquence des conditions imposées à la fonction d'onde, effet tunnel

Oscillateur harmonique à une dimension, relation de l'équation aux valeurs propres,

comparaison quantique/classique, opérateurs a et a+, états cohérents.

Physique statistique des systèmes en équilibre

9 ects

Objectifs et descriptions

La physique statistique décrit les propriétés macroscopiques d'un système à partir des lois

microscopiques auxquelles obéissent ses constituants. Le cours traite des propriétés d'équilibre de systèmes

classiques et quantiques.

Contenu

Notions et outils de base de la physique statistique

Système isolé à l'équilibre : distribution micro-canonique, notion d'entropie

Système en équilibre avec un thermostat : distribution canonique, fonction de partition

Système en équilibre avec un réservoir de particules : distribution grand-canonique Transitions de

phases, modèle d'Ising

Statistiques quantiques : principe de Pauli, statistiques de Bose-Einstein et Fermi-Dirac

Gaz parfaits quantiques et applications

PHỤ LỤC E: CHƢƠNG TRÌNH GIẢNG DẠY VẬT LÝ LÝ THUYẾT KHOA

VẬT LÝ, TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN (ĐHQG TP.HCM)

CƠ HỌC LÝ THUYẾT VL102

THEORETICAL MECHANICS

Số tc 4 (45lt + 15bt)

PGS Lê Quang Toại

1. Tóm tắt môn học : Các phƣơng trình chuyển động. Các định luật bảo toàn. Các dao động bé. Chuyển động của vật rắn. các

phƣơng trình Hamilton. Cơ học tƣơng đối.

2. Abstract: Main topics : Lagrange's equations of motion. Conservative laws. Small oscillation. Rigid body

dynamics. Hamilton's equations of motion. Theory of relativity.

Chƣơng 1 : Các phƣơng trình chuyển động (1t: 6t, bt : 2t)

Chƣơng 2 : Các định luật bảo toàn (lt: 5t, bt: 1t)

Chƣơng 3 : Cầu phƣơng các phƣơng trình chuyển động (lt: 5t, bt: 2t)

Chƣơng 4 : Va chạm của các hạt (lt: 4t, bt: 2t)

Chƣơng 5 : Các dao động bé (lt: 7t, bt: 2t)

3. Các môn học trƣớc : VL010, VL012, VL014 4. Nội dung môn học : 1. 1 Các toa độ suy rộng 1 .2 Nguyên lý tác dụng tối thiểu 1 .3 Nguyên lý tƣơng đối Galilê 1 .4 Hàm Lagrange của chất điểm tự do 1 .5 Hàm Lagrange của hệ chất điểm Bài tập chƣơng 1 2.1 Năng lƣợng 2.2 Động lƣợng 2.3 Tâm quán tính 2.4 Moment động lƣợng Bài tập chƣơng 2 3.1 Chuyển động một chiều 3.2 Xác định thế năng theo chu kỳ chuyển động 3.3 Khối lƣợng rút gọn 3.4 Chuyển động trong trƣờng xuyên tâm 3.5 Bài toán Kepler Bài tập chƣơng 3 4.1 Sự phân rã của các hạt 4.2 Va chạm đàn hồi của các hạt 4.3 Tán xạ của các hạt 4.4 Công thức Rutherford Bài tập chƣơng 4 5.1 Các dao động bé một chiêu 5.2 Các dao động cƣỡng bức 5.3 Các dao động của hệ có nhiều bậc tự do 5.4 Sự tắt dần của dao động

Chƣơng 6 : Chuyển động của vật rắn (1t: 6t, bt: 2t)

Chƣơng 7 : Các phƣơng trình chính tắc (1t: 5t, bt :2t)

Chƣơng 8 : Cơ học tƣơng đối tính (1t: 7t, bt : 2t)

TÀI LIỆU THAM KHẢO

5.5 Các dao động cƣỡng bức khi có ma sát Bài tập chƣơng 5 6. 1 Vận tốc góc 6.2 Tenxơ quán tính 6.3 Moment động lƣợng của vật rắn 6.4 Các phƣơng trình chuyển động của vật rắn 6.5 Chuyển động trong hệ quy chiếu không quán tính Bài tập chƣơng 6 7.1 Các phƣơng trình Hamilton 7.2 Móc Poisson 7.3 Các phép biến đổi chính tắc 7.4 Không gian pha. Định lý Liouville 7.5 Phƣơng trình Hamilton-Jacobi Bài tập chƣơng 7 8.1 Nguyên lý tƣơng đối Einstein 8.2 Phép biến đổi Lorentz 8.3 Phép biến đổi vận tốc 8.4 Khoảng giữa hai sự kiện 8.5 Thời gian riêng 8.6 Các vectơ bốn chiều 8.7 Hàm Lagrange của hạt tự do trong cơ học tƣơng đối 8.8 Động lƣợng và năng lƣợng trong cơ học tƣơng đối 8.9 Động lƣợng bốn chiều Bài tập chƣơng 8 1. Lý thuyết trƣờng (dịch từ tiếng Nga) L.Landau, E. Lifshitz. NXB Đại học và trung học chuyên

nghiệp, hà nội, 1986, 244 trang, khổ 19x27

2. Cơ học, Điện động lực học. L.Landau, E. Lifshitz. NXB "NayKa", Moscow, 1969 (tiếng Nga) 3. Cơ học lý thuyết. Ya. p. Terletski. NXB UDN, Moscow, 1987 (tiếng Nga), 157 trang, khổ 15x22 ĐIỆN DỘNG LỤC HỌC VL110 ELECTRODYNAMICS Số tc 4 (451t + 15bt)

Nguyễn Hữu Chí

1. Tóm tắt môn học : Môn điện động lực học là một phần trong giáo trình vật lí thuyết. Những chủ đề của môn học này là tiếp theo chƣơng trình vật lý đại cƣơng về điện và từ. Mặt khác, môn Điện động lực học cung cấp những kiến thức cơ sở cho nhiều lĩnh vực chuyên môn khác nhƣ vật lí plasma, sự bức xạ, lan truyền và nhiễu xạ sóng điện từ; phƣơng pháp điện từ trong vật lí

2. Abstract : An electrodynamics course is part of series of lecdtures in theoretical physics. The subject matters follow from the general physics course of electricity and magnetism. On the other hand this course must serve ánh sáng plasma physics, radiation, propagation and difraction of electromagnetic methods in geophysics. and others.

3. Các môn học trƣớc : VL 012, VL 014, VL 010, TN 020, TN 021, TN 022

Chƣơng 1 : Tĩnh điện

Chƣơng 3 : Trƣờng điện từ không dừng

Chƣơng 4 : Động học và điện động lực học tƣơng đổi

Chƣơng 5 : Sóng điện từ

Chƣơng 6 : Bức xạ sóng điện từ

4. Nội dung môn học : 1.1 Trƣờng tĩnh điện trong chân không 1.2 Phƣơng trình Poisson 1.3 Hàm green 1.4 Đặc trƣng của sự phân bố điện tích 1.5 Trƣờng trong chất điện môi 1.6 Biểu diễn trƣờng trong chất điện môi 1.7 Trƣờng trong chất điện môi bất đẳng hƣớng 1.8 Sự liên hệ giữa độ điện cảm với độ phân cực nguyên tử Chƣơng 2 : Tĩnh từ 2.1 Từ trƣờng không đổi trong chân không 2.2 Phƣơng trình Poisson đôi với vectơ 2.3 Định luật Biot-Savart 2.4 Thế vectơ ở xa hệ các dòng điện dừng 2.5 Trƣờng trong chất từ môi 2.6 Lý thuyết điện từ về độ từ hoa 3.1 Định luật cảm ứng điện từ 3.2 Dòng điện dịch 3.3 Phƣơng trình Maxvvell 3.4 Thế của trƣờng điện từ 3.5 Sự hiệu chuẩn thế 3.6 Mật độ và năng lƣợng trƣờng điện từ 3.7 Xung lƣợng trƣờng điện từ 4.1 Nguyên lý tƣơng đối-Phép biến đổi Lorentz 4.2 Thế bốn chiều 4.3 Tenxơ trƣờng điện từ 4.4 Các dạng biến đổi trƣờng 4.5 Các bất biến của trƣờng 4.6 Phƣơng trình Maxwell trong dạng bốn chiều 4.7 Sự chuyển động của hạt trong không gian bốn chiều 4.8 Phƣơng trình chuyển động của hạt mang điện tích trong trƣờng điện từ 4.9 Nguyên lý biến thiên trong điện động lực học 5.1 Phƣơng trình sóng 5.2 Sóng điện từ phẳng trong môi trƣờng đồng chất và đẳng hƣớng 5.3 Sóng phang đơn sắc 5.4 Sóng điện từ phang, đơn sắc trong vật dẫn đồng nhất 5.5 Sóng điện từ trong môi trƣờng bát đăng hƣớng 5 .6 Dao động và song trong plasma 5.7 Trƣờng điện từ giả dừng trong vật dẫn biến dạng chuyển động chậm 5.8 Hiệu ứng Hall 6.1 Hàm Green của phƣơng trình sóng 6.2 Trƣờng của điện tích chuyển động đều 6.3 Trƣờng của điện tích chuyển động tuy ý 6.4 Bức xạ đipon 6.5 Bức xạ hãm do va chạm 6.6 Bức xạ synchrotron

Chƣơng 7 : Nhiễu xạ Fresnel và nhiễu xạ Fraunhofer

TÀI LIỆU THAM KHẢO

6.7 Ảnh hƣởng ngƣợc của bức xạ lên điện tích 6.8 Độ rộng vạch phổ 6.9 Sự tám xạ của sóng điện từ 6.10 Ảnh hƣởng của từ trƣờng lên bức xạ của điện từ 7.1 Biểu diễn tích phân Kirchhoff 7.2 Tích phân Kirchhoff 7.3 Sóng đơn sắc 7.4 Điều kiện bức xạ 7.5 Chọn bề mặt tích phân 7.6 Gần đúng Kirchhoff 7.7 Gần đúng quang học 7.8 Nhiễu xạ Fresnel 7.9 Nhiễu xạ Fraunhofer 7.10 Nguyên lý Babine 1. Classical electrodynamics, J.D. Jackson, Weley, 1962 2. Điện động lực học, Nguyễn Hữu Chí, ĐH Tổng hợp TP. HCM, 1996 3. Điện động lực học, Nguyễn Văn Thoả, NXB ĐH& THCN, Hà nội, 1982 4. Electrodynamics, Yu. V. Novozhilov, Yu. A. Yappa, Mir Publisher, Moscow, 1981 5. Electrodynamics of Particles and Plasma, P.C. Clemmow and J.p. Dougherty, Addison-Weley

Publishing company, Inc, 1990

CƠ HỌC LƢỢNG TỬ I VL 105 QUANTUM MECHANICS Số tc 5 (551t + 20bt)

PTS Hoàng Dũng

1. Tóm tắt môn học : Đây là môn học nhập môn về cơ học lƣợng tử, dành cho sinh viên ngành vật lí và một số ngành liên quan nhƣ hoá học,điện tử học, công nghệ vật liệu. Môn học này trình bày những khái niệm cơ sở của cơ học lƣợng tử phi tƣơng đối tính, công cụ toán học, những tiên đề và nguyên lý cơ sở, cùng các phƣơng pháp gần đúng cơ bản của ý thuyết này. Ứng dụng của cơ học lƣợng tử đƣợc minh hoạ qua các bài toán về chuyển động trong không gian một chiều và ba chiều. Môn học này cũng nhấn mạnh sự thay đổi thế giới quan khoa học khi chuyển từ vật lí học cổ điển sang vật lí học hiện đại.

2. Summary: This subject is an introduction to quantum mechanics for students of physics and related mạjors such s

chemistry, electronics, and material science.

The course describes the basic concepts, principles and postulates of non-relativistic quantum mechanics, with the main approximation methods. The applications of quantum theory is illustrated for wide variety of systems

Chƣơng 1 : Những khái niệm cơ sở của cơ học lƣợng tử

3. Các môn học trƣớc : TN020, TN021, TN 022, VL010, VL012, VL014 2. Nội dung môn học : 1.1 Tóm lƣợc về lý thuyết tiền lƣợng tử 1.2 Sóng DeBroglie 1.3 Nhắc lại về xác suất thống kê 1.4 Hàm sóng : tiên đề về hàm sóng. Ý nghĩa vật lí của hàm sóng. Các điều kiện đối với hàm sóng 1.5 Nguyên lý chồng chất trạng thái trong cơ học lƣợng tử

1.6 Toán tử : Khái niệm toán tử, các phép tính đối với toán tử> Các toán tử tuyến tính. liên hợp phức, chuyển vị, liên họp, tự liên hợp (hermitic), Linita 1.7 Bài toán trị riêng : Hàm riêng (vectơ riêng) và trị riêng. Phổ trị riêng gián đoạn và liên tục. Trị riêng

suy biến và không suy biến.

Chƣơng 2 : Phƣơng trình Schrodinger

Chƣơng 3 : Chuyển động một chiều

Chƣơng 4 : Momen động lƣơng

Chƣơng 5 : Spin

Chƣơng 6 : Một số bài toán trong không gian ba chiều

1.8 Tính chất của các toán tử tự liên hợp 1.9 Mô tả các đại lƣợng vật lí trong cơ học lƣợng tử 1.10 Toán tử xung lƣợng 1.11 Trị trung bình của đại lƣợng vật lí trong cơ học lƣợng tử 1.12 Ký hiệu Dirac 1.13 Điều kiện để các đại lƣợng vật lí đồng thời xác định 1.14 Hệ thức bất định 2.1 Phƣơng trình Schrodinger thời gian 2.2 Phƣơng trình liên tục 2.3 Phƣơng trình Schrodinger dừng 2.4 Một số tính chất của phƣơng trình Schrodinger dừng 2.5 Phƣơng trình chuyển động cho toán tử 2.6 Định lý Ehrenfest 2.7 Tích phân chuyển động 2.8 Hệ thức bất định giữa năng lƣợng và thời gian 3.1 Tính chất chung của chuyển động một chiều 3.2 Giếng thế chữ nhật một chiều 3.3 Dao động tử điều hòa 3.4 Rào thế bậc thang 3.5 Rào thế chữ nhật. Hiệu ứng đƣờng ngầm 3.6 Hiện tƣợng phát xạ lạnh 3.7 Sự phân rã alpha 4.1 Momen động lƣợng quỹ đạo 4.2 Sự bảo toàn momen động lƣợng 4.3 Hàm riêng và trị riêng của toán tử hình chiêu momen 4.4 Hàm riêng và trị riêng của toán tử bình phƣơng momen 4.5 Quay tử cứng 4.6 Lý thuyết momen động lƣợng tổng quát 4.7 Dạng ma trận của momen động lƣợng 4.8 Cộng momen 5.1 Giả thuyết spin 5.2 Toán tử spin 5.3 Hàm sóng của hạt có spin 5.4 Spin một phần hai 5.5 Momen động lƣợng toàn phân 6.1 Tách biến phƣơng trình Schrodinger ba chiều 6.2 Đƣa bài toan hai hạt về bài toán một hạt 6.3 Tính cơ họcất chung của chuyển động trong trƣờng xuyên tâm 6.4 Chuyển động của hạt tự do có momen động lƣợng xác định 6.5 Giếng thế vuông góc ba chiêu 6.6 Nguyên tử hydro 6.7 Giải bài toán dao động tứ điêu hoa trong tọa độ cầu

Chƣơng 7 : Lý thuyết nhiễu loạn (LTNL)

TÀI LIỆU THAM KHẢO

7.1 LTNL dừng khi không có suy biên 7.2 LTNL dừng khi có suy biến 7.3 Hiệu ứng Stark 7.4 LTNL phụ thuộc thời gian 7.5 Chuyển dời lƣợng tử dƣới tác dụng của nhiễu loạn không đổi theo thời gian 7.6 Chuyển dời lƣợng tử dƣới tác dụng của nhiễu loạn tuần hoàn 7.7 Ngắt nhiễu loạn kiểu đoạn nhiệt. Ngắt nhiễu loạn kiểu đột ngột Chƣơng 8 : Hệ hạt đồng nhất 8.1 Bài toán hệ nhiều hạt 8.2 Nguyên lý không phân biệt các hạt đồng nhất. Boson và fermion 8.3 Hàm sóng đối xứng và phản đối xứng. Nguyên lí loại trừ Pauli 8.4 Nguyên tử heli. Trạng thái para và trạng thái ortho. Năng lƣợng trao đổi 1. W. Greiner, Quantum Mechanics : An Introduction, Springer, 1994 2. A. Messiah, Quantum mechanics, North-Holland, Amsterdam, 1968 3. C, Cohen-Tannoudji, B. Diu, F. Laloe, Quantum Mechanics, Jhon Weley&Son. Inc, 1977 4. R. L. Liboff, Introductory Quantum mechanics, Hoden-Day, Inc. , Oakland, California, 1980 5. D. Griffiths, Introduction to Quantum mechanics, Prentice Hall, 1995 6. D.I. Blôkhinxép, Cơ sở của cơ học lƣợng tử, NXB Khoa học, Mátxcơva (Tiếng Nga) 7. A. C. Đavƣđốp, Cơ học Lƣợng tử, NXB Toán Lý, Mátxcơva, 1973 8. E. V. Spônxky, Vật lý nguyên tử, NXB Khoa học, Mátxcơva, 973 9. Hoàng Dũng, Nhập môn Cơ học Lƣợng tử, NXB Giáo dục, 1999 10. Hoàng Dũng, Bài tập Cơ học Lƣợng tử, Trƣờng Đại học Tổng hợp TP. HCM, 1997

VẬT LÝ THỐNG KÊ VL12 STATISTICAL PHYSICS Số tc 4 (50lt + 10bt)

PGS Nguyễn Nhật Khanh

1. Tóm tắt môn học : Môn học này chủ yếu dành cho các sinh viên của các khoa vật lý thuộc các trƣờng đại học tổng hợp, những ngƣời đã học qua những học phần : cơ học cổ điển, cơ lƣợng tử, nhiệt động lực học, vật lý chất rắn, giải tích toán học, đại số, xác suất và thống kê toán học. Mục tiêu chính của giáo trình là xác định ý nghĩa và nội dung vật lý của các định luật cơ bản của vật lý thống kê cổ điển và lƣợng tử. Mặc dù trong cuốn giáo trình không có đƣa các bài tập nhƣng độc giả có thể nghiên cứu việc áp dụng các phƣơng pháp của vật lý thống kê vào vật lý chất rắn.

2. Summary: This subject is mainly intended for students of physical faculties of universities who have mastered classical mechanics, quantum mechanics, thermodynamics, solid state physics, mathematical analysis, algebra, probability and mathematical statistics. The main object of this course is the determination of the physical meaning and content of the main laws of classical and quantum statistical physics. Although not containing problems, readers can study applications of the fundamental laws of statistical physics methods to solid state physics.

3. Các môn học tiên quyết : Cơ học cổ điển, cơ học lý thuyết, nhiệt động lực học, cơ học lƣợng tử, vật

lý chất rắn, toán cao cấp.

Chƣơng 1 : Những nguyên lý cơ bản của vật lý thông kê (1t: 7t, bt: 1t)

Chƣơng 2 : Các thông số nhiệt động, các hàm nhiệt động (1t: 6t, bt: 2t)

Chƣơng 3 : Các phân bố thống kê cổ điển (1t: 6t, bt: 2t)

Chƣơng 4 : Các phân bế thống kê lƣợng tử (1t: 7t, bt: 2t)

Chƣơng 5 : ứng dụng của các phân bố thống kê (1t: 7t, bt: 2t)

Chƣơng 6 : Các thăng giáng (1t: 5t, bt: 1t)

Chƣơng 7 : Chuyển pha (1t: 6t, bt: 0t)

Chƣơng 8 : Khí thực (1t: 6t, bt: 0t)

4. Nội dung môn học : 1.1 Mô tả cơ học hệ nhiêu hạt 1.2 Không gian pha 1.3 Nguyên lý thống kê 1.4 Nguyên lý tiến tới trạng thái cân băng 1.5 Nguyên lý ergodic 1.6 Định lý Liouville. Vai trò của năng lƣợng 1.7 Nguyên lý về phân bố vi chính tắc 1.8 Entroppy thống kê. Nguyên lý tăng entropy. 2.1 Cân băng nhiệt, nhiệt độ thông kê 2.2 Cân bằng cơ học, áp suất thống kê 2.3 Cân bằng nồng độ, thế hoa học 2.4 Entanpy. Năng lƣợng tự do tự do. Thế nhiệt động 2.5 Các hệ thúc nhiệt động 2.6 Hệ với số hạt thay đổi 3.1 Phân bố chính tắc cổ điển 3.2 Phân bố Maxwell-Boltzmann cổ điển 3.3 Phân bố chính tắc suy rộng 3.4 Thế nhiệt động của hệ chính tắc suy rộng 4.1 Ma trận thống kê 4.2 Phân bố chính tắc lƣợng tử 4.3 Phân bố chính tắc suy rộng lƣợng tử 4.4 Phân bố Maxwell-Boltzmann lƣợng từ 4.5 Phân bố Bose-Einstein 4.6 Phân bố Fermi-Dirac 5.1 Lý thuyết về tính thuận từ 5.2 Bức xạ cân bàng của vật đen thuyệt đối 5.3 Nhiệt dung của tinh thể 5.4 Khí Bose lý tƣởng 5.5 Khí Fermi lý tƣởng 5.6 Nhiệt dung của kim loại ở nhiệt độ thấp 5.7 Nhiệt độ tuyệt đối âm 6. 1 Mô tả thăng giáng 6.2 Thăng giáng năng lƣợng của hệ chính tắc. Thăng giáng số hạt của hệ chính tắc lƣợng từ 6.3 Thăng giáng của các đại lƣợng nhiệt động cơ bản 6.4 Công thức Poisson 7.1 Những khái niệm cơ bản 7.2 Phân loại chuyển pha theo Ehrenfest 7.3 Lý thuyết của Landau về chuyển pha loại II 7.4 Chuyển pha trật tự-mất trật tự 8.1 Tổng thống kê cho một khí thực 8.2 Khí thực van der Waals 8.3 Khí thực

8.4 Hiệu ứng Joule-Thomson TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Nguyễn Nhật Khanh, Vật lý Thống kê, Ban xuất bản rƣờng ĐH KHTN, 1998T 2. L.D. Landau, E.M. Lifchiíz, Vật lý Thống kê (tiếng Nga), NXB Mir, 1964 3. R.p. Feynmann, Cơ học Thông kê (bản dịch tiếng Nga), NXB Mir, 1978

15. KINH PHÍ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

Tổng kinh phí : 20.000.000đồng (20 triệu đồng)

Kinh phí sự nghiệp khoa học công nghệ :15.000.000đ Các nguồn kinh phí khác:5.000.000đ

Nhu câu kinh phí từng năm:

- Năm

Dự trù kinh phí theo các mục chi: Ngày 27 tháng 06 năm 2004 Ngày tháng năm 200.. Chủ nhiệm đề tài Cơ quan chủ trì (Họ và tên, ký) (Ký tên, đóng dấu) Ghi chú: 1. Các mục cần ghi đầy đủ, chính xác, rõ ràng, không tẩy xóa 2. Chữ ký, đóng dấu đúng thủ lục Mtd.doc

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM TP. HCM BÁO CÁO TÓM TẮT Đề tài nghiên cứu khoa học và công nghệ cấp trƣờng Cải tiến chƣơng trình giảng dạy vật lý lý thuyết cho sinh viên khoa Vật lý, trƣờng Đại học Sƣ phạm TP. HCM Mã số: cs.2005.23.91 Chủ nhiệm đề tài: TS Đỗ Xuân Hội

TÓM TẮT

Trong công trình này, một chƣơng trình giảng dạy vật lý lý thuyết mới đƣợc đề nghị sau khi các tác giả của công trình đã nghiên cứu, tham khảo một số chƣơng trình giảng dạy các bộ môn này ở một số trƣờng đại học trong và ngoài nƣớc, đáng kể là của Đại học Khoa học tự nhiên (ĐHQG TP. HCM) và của MIT (Massachusetts Institute of Technology). Chƣơng trình đƣợc xây dựng phù hợp với kế hoạch giảng dạy các bộ môn vật lý lý thuyết do Bộ Giáo dục và Đào tạo quy định, đồng thời, đảm bảo cho sinh viên của Khoa vật lý, trƣờng ĐHSP TP. HCM có đƣợc một kiến thức vững chắc, hiện đại của các bộ môn cơ học lý thuyết, điện động lực học, cơ học lƣợng tử và vật lý thống kê. Chƣơng trình đƣợc xây dựng cũng chú trọng đến nguyên lý kế thừa của giáo dục khi mối quan hệ giữa nội dung của các học vật lý đại cƣơng và các môn học vật lý lý thuyết đƣợc đặc biệt nêu rõ.

ABSTRACT

In this work, a new curriculum of theoretical physics is proposed after a careful study of the ones taught at some Vietnamese and forein universities, notably the University of Natural Science of Ho Chi Minh City (HCMC National University) and MIT. The curriculum is constructed in good agreement with regulations of the Vietnamese Minister of Education and Trainning, and insure at the same time that the students of the faculty of physics of HCMC University of Education have the solid and modern knowledge of theoretical mechanics, electrodynamics, quantum mechanics, and statistical physics. In constructing the curriculum, the authors have considered carefully the principle of inheritance of the general education when insisting on the relationship between the contents of the general physics that the students have studied before and the ones of the theoretical physics.

MỤC LỤC

I. Khái niệm chƣơng trình học vấn II. Các bộ môn vật lí lí thuyết

III. Mối quan hệ giữa các bộ môn vật lí lí thuyết và vật lí đại cƣơng

1. Cơ học đại cƣơng và cơ học lí thuyết cổ điển

2. Điện từ học đại cƣơng, quang học đại cƣơng, cơ học đại cƣơng và điện động lực

học

3. Cơ học lƣợng tử và vật lý nguyên tử và hạt nhân

4. Vật lý thống kê và nhiệt học đại cƣơng

IV. Nội dung các môn vật lí lí thuyết đƣợc giảng dạy ở khoa Vật lí, trƣờng ĐHSP TP. HCM

1. Khái quát

2. Nội dung chƣơng trình vật lí lí thuyết

V. Hƣớng phát triển của đề tài

Tài liệu tham khảo ;

I. Khái niệm chƣơng trình học vấn

Chƣơng trình học vấn của khoa Vật lý, trƣờng Đại học Sƣ phạm TP. HCM phải đƣợc

kiến tạo sao cho đạt đƣợc yêu cầu là sinh viên của Khoa, một khi đã tốt nghiệp trƣớc hết là

phải đủ khả năng để giảng dạy bộ môn vật lý ở một trƣờng trung học phổ thông. Đe sinh viên

của khoa có thể hoàn thành đƣợc vai trò của mình trong tƣơng lai, khoa Vật lý, trƣờng ĐHSP

TP. HCM đã lên kế hoạch xây dựng chƣơng trình giảng dạy phù hợp với các yêu cầu mới của

ngành giáo dục đại học mà giảng dạy theo tín chỉ sẽ là một trong những yêu cầu quan trọng

nhất. Theo kế hoạch trên, tổ bộ môn vật lý lý thuyết của khoa đã đƣợc giao nhiệm vụ thiết kế

một chƣơng trình giảng dạy các môn học vật lý lý thuyết nhằm đáp ứng tốt nhất cá yêu cầu

chung của khoa.

Trên cơ sở chƣơng trình giảng dạy đã đƣợc thực hiện từ trƣớc của các môn vật lý lý

thuyết ( xem Phụ lục B ), đồng thời, có tham khảo chƣơng trình giảng dạy các môn vật lý đại

cƣơng cho các năm thứ nhất và năm thứ hai đại học ( xem Phụ lục A ), các thành viên của tổ

bộ môn đã cùng nhau thực hiện công trình nghiên cứu khoa học " CẢI TIẾN CHƢƠNG

TRÌNH GIẢNG DẠY VẬT LÝ LÝ THUYẾT Ở KHOA VẬT LÝ, TRƢỜNG ĐHSP TP.

HCM ".

II. Các bộ môn vật lí lí thuyết

Vật lí lí thuyết là ngành học có mục đích tìm hiểu thế giới tự nhiên bằng cách thiết lập

một mô hình toán học trừu tƣợng của thực tại, sử dụng để lí luận, giải thích, và tiên đoán các

hiện tƣợng vật lí nhờ vào một lí thuyết vật lí.

Có bốn môn học cơ sở của vật lí lí thuyết (không kể lí thuyết tương đối tổng quát và lí

thuyết tương đối hẹp - môn học sau này đƣợc giảng dạy nhƣ là phần tiếp theo của giáo trình

đến động lực học) là cơ học cổ điển, điện động lực học, cơ học lượng tử, và vật lí thống kê

đƣợc giảng dạy trong khoa Vật lí, trƣờng Đại học Sƣ phạm TP.HCM.

Cơ học cổ điển có mục đích khảo sát chuyển động của các vật thể vĩ mô, từ viên đạn

cho đến tên lửa, hành tinh, sao, và thiên hà. Cơ học Lagrange là phƣơng pháp tiếp cận khác

của cơ học, có cùng đối tƣợng nghiên cứu nhƣ cơ học cổ điển, nhƣng sử dụng lộ trình được

cực tiểu hóa để tìm phƣơng trình quỹ đạo của vật thể. Cơ học Hamilton cũng là một cách tiếp

cận khác, sử dụng các phương trình chỉnh tắc liên quan đến các hàm năng lƣợng để giải

quyết bài toán cơ học.

Môn điện động lực học cổ điển trình bày lí thuyết về tƣơng tác điện từ trong một thể

thống nhất, bởi vì các lực điện trƣờng và lực từ trƣờng xuất hiện đồng thời. Sự thống nhất

điện từ đƣợc biểu thị bởi các phương trình Maxwell. Các phƣơng pháp nghiên cứu lí thuyết

của điện động lực học cổ điển dẫn đến các hệ quả quan trọng, ví dụ nhƣ sự khám phá ra một

trong hai bản chất của ánh sáng, bản chất sóng, và dẫn đến sự khảo sát sóng điện từ, hoặc là

dẫn đến sự phát triển của lí thuyết tương đổi hẹp.

Môn cơ học lượng tử cho phép ta tiên đoán các trạng thái của các hạt vi mô, hay ít

nhất, các dụng cụ đo lƣờng các trạng thái này. Cấu trúc của các hệ vật lí vi mô nhƣ nguyên

tử, phân tử chỉ có thể đƣợc mô tả thích hợp bởi cơ học lƣợng tử, điều mà cơ học cổ điển và

điện động lực học hoàn toàn bất lực. Trong cơ học lƣợng tử, mỗi trạng thái vật lí đƣợc xem

nhƣ là một vectơ trạng thái, hay cụ thể hơn, một hàm sóng (cũng đƣợc gọi là vân đạo-orbital

đối với trƣờng hợp elctron trong nguyên tử). Đối tƣợng toán học trừu tƣợng này cho phép ta

tính toán đƣợc xác suất của nhiều quá trình thực nghiệm cụ thể.

Trong môn vật lí thống kê, lí thuyết thống kê, công cụ toán học để xử lí những trƣờng

hợp số đông, đƣợc áp dụng trong lĩnh vực cơ học, là môn học liên quan đến chuyển động của

các hạt hay vật thê khi chịu tác dụng của các lực. Vật lí thông kê cung cấp cơ sở để hiểu đƣợc

mối quan hệ giữa các hệ vi mô và quá trình vĩ mô, đƣợc quan sát thấy trực tiếp bới con ngƣời,

do đó, có thể giải thích đƣợc các hiện tƣợng nhiệt động lực nhƣ là kết quả tự nhiên của sự

phối

hợp giữa cơ học và thống kê học. Cơ học thống kê và nhiệt động lực học liên hệ nhau qua

khái niệm trung tâm là en tropy.

HI. Mối quan hệ giữa các bộ môn vật lí lí thuyết và vật lí đại cƣơng

1. Cơ học đại cƣơng và cơ học lí thuyết cổ điển

Trong khi sinh viên tìm thấy trong môn cơ học đại cƣơng cách trình bày truyền thống:

từ động học chất điểm đến động lực học chất điểm với sự giới thiệu các định luật Newton,

các định luật bảo toàn động lƣợng và định luật bảo toàn năng lƣợng. Sau đó, trƣờng hấp dẫn

và cơ học vật rắn đƣợc giới thiệu