10 thành tựu vật lý nổi bật năm 2003

Nhìn ra thế giới 10 thành tựu vật lý nổi bật năm 2003 Thông lệ, cứ vào cuối hàng năm d−ơng lịch, ng−ời ta lại bình chọn những sự kiện tiêu biểu – th−ờng là 10 – cho từng lĩnh vực của năm đó. Việc lựa chọn này dựa trên những đánh giá của các nhà khoa học tiêu biểu hoặc tr−ng cầu ý kiến rộng rãi. Năm 2003 này ngành vật lý có những thành tựu hết sức nổi bật mang tính đột phá trong việc đi sâu tìm hiểu vũ trụ đến những triển vọng ứng dụng khoa học hết sức to lớn. Điều này đã đ−ợc khẳng định qua việc tạp chí Science, một tạp chí danh tiếng của Hoa Kỳ chọn thành tựu vật lý về vũ trụ là số 1 trong tất cả mọi lĩnh vực khoa học trong năm. Sau đây chúng tôi xin giới thiệu với bạn đọc 10 thành tựu vật lý tiêu biểu của năm 2003 do trang web về vật lý (PhysicsWeb) lựa chọn . 1. Vũ trụ học: Phát hiện đầy đủ về bản đồ bức xạ nền của Vũ trụ. Năm nay, cơ quan hàng không vũ trụ Mỹ (NASA) lần đầu tiên sử dụng vệ tinh thăm dò bất đẳng h−ớng sóng vi ba Wilkinson (Wilkinson Microwwave Anisotropy Probe satellite -WMAP) trong suốt 12 tháng đã lập đ−ợc một cách đầy đủ bản đồ bức xạ nền toàn bầu trời, đây là bức xạ vi ba đ−ợc coi là “tiếng vọng” bức xạ từ thuở Big Bang. Kết quả thu đ−ợc đã làm tăng thêm niềm tin vào mô hình Big Bang lạm phát và hé lộ cho thấy thế hệ các sao đầu tiên đã ra đời vào khi nào. Theo các số liệu thì tuổi của Vũ trụ hiện nay là 13,7 tỷ năm và các ngôi sao đầu tiên đã ra đời chỉ sau Big Bang 200 triệu năm. Các số liệu cũng củng cố thêm ý t−ởng cho rằng Vũ trụ là phẳng và vô hạn bao gồm 4% vật chất thông th−ờng, 23% vật chất tối và 73% năng l−ợng tối. Đây chính là thành tựu mà tạp chí Science đánh giá rất cao nh− đã nói ở trên. Nh−ng những vấn đề khoa học, mà nhất là thiên văn học, không phải đều đ−ợc nhất trí khẳng định nh− vậy mà bao giờ cũng có những ý t−ởng, những mô hình phản bác lại. Cũng tháng 10 vừa qua, một số nhà vũ trụ học của Pháp và Hoa Kỳ lại đ−a ra ý t−ởng không gian có thể là hữu hạn và có dạng nh− một khối gồm 12 mặt là các ngũ giác đều (dodecahedron). Họ cũng tranh luận nhiều về sự không t−ơng thích giữa số liệu của WMAP và mô hình vũ trị hữu hạn 12 mặt này. Từ các dữ liệu khác của vệ tinh XMM Newton cho thấy mật độ vật chất trong Vũ trụ cao hơn nhiều và gần đây nhất nhiều nhà khoa học đã phản đối sự tồn tại của năng l−ợng tối với số l−ợng lớn nh− vậy. Tuy nhiên, những phản bác đó không hề ảnh h−ởng tới sự bình chọn trên. 2. Vật lý hạt cơ bản: Tìm ra các hạt mới. Việc tìm kiếm hạt boson Higg và nhiều hạt siêu đối xứng khác tất nhiên là có tầm quan trọng hàng đầu của vật lý năng l−ợng cao, nh−ng điiều này không hề ngăn cản các nhà vật lý quyết tâm tìm kiếm các hạt mới khác ở các phòng thí nghiệm tại Nhật, Nga và Đức, và kết quả tìm kiếm của họ đã làm kinh ngạc cộng đồng các nhà vật lý hạt trên toàn thế giới. Tháng 4 vừa qua, các nhà vật lý thuộc phòng thí nghiệm BaBar ở Standford, California đã thông báo phát hiện ra một hạt mới có tên là D-meson đ−ợc tạo bởi 4 hạt quark, tuy nhiên điều này còn ch−a đ−ợc khẳng định. Hai tháng sau, các nhà vật lý Hoa Kỳ lại thông báo đã có bằng chứng phát hiện ra hạt pentaquark (hạt chúa 5 hạt quark). Hạt mới này đ−ợc thông báo gồm 2 quark u, hai quark d và 1 phản-quark s, trái phần lớn các hạt meson khác đều gồm 1 quark và 1 phản-quark hay các baryon gồm ba quark hoặc ba phản-quark. Gần đây nhất, vào tháng 11, Phòng thí nghiệm hợp tác của hãng Bell tại Nhật Bản đã phát hiện ra một hạt mới có tên là “X(3873)”. Hạt này không ăn nhập với bất cứ sơ đồ các hạt nào đã biết và các nhà vật lý tin rằng nó là một dạng meson ch−a biết chứa bốn quark. 3. Trạng thái ng−ng tụ Nghiên cứu trạng thái ng−ng tụ của khí Bose-Einstein và khí Fermi suy biến hết sức quan trọng vì nó cho chúng ta biết thêm những tính chất mới lạ của vật chất và từ đó có thể đ−a tới những ứng dụng rất to lớn. Trạng thái ng−ng tụ Bose- Einstein (các hạt có spin nguyên) là một trạng thái mới của vật chất mà ở đó các nguyên tử dồn về cùng một trạng thái l−ợng tử. Khí Fermi suy biến là sự ng−ng tụ t−ơng tụ nh−ng đối với các nguyên tử tuân theo thống kê Fermi-Dirac. Vào tháng 6, các nhà vật lý ở đại học Kyoto Nhật Bản lần đầu tiên đã quan sát đ−ợc thể ng−ng tụ Bose-Einstein trong khí nguyên tử Ytterbi. Khí này có khả năng ng−ng tụ đ−ợc vì có hai electron hoá trị thay vì một nh− nhiều nguyên tử khác và có thể đ−ợc tạo ra trong trạng thái phi từ. Trạng thái ng−ng tụ mới này có thể đ−ợc dùng để kiểm tra các đối xứng cơ bản. Vài tuần tr−ớc đây, các nhà khoa học ôxtrâylia và Hoa Kỳ cũng tạo ra đ−ợc các trạng thái ng−ng tụ Bose-Einstein của các phân tử boson từ khí của các nguyên tử fermi (có spin bán nguyên). Đột phá này đã đ−a các nhà vật lý tới gần hơn cái “li thánh” là nghiên cứu khí nguyên tử siêu lạnh để quan sát tính siêu chảy trong khí fermi. 4. Quang học và điện từ học Sau ba năm tranh cãi kịch liệt, cuối cùng các nhà vật lý cũng đã đi tới khẳng định rằng vật liệu “chiết suất âm” không hề vi phạm các định luật vật lý. Các vật liệu này làm khúc xạ ánh sáng theo chiều ng−ợc lại so với các vật liệu thông th−ờng. Một số nhà vật lý cho rằng mặc dù vận tốc pha của ánh sáng khúc xạ là âm, nh−ng vận tốc nhóm lại không phải nh− vậy. Một số nhà vật lý khác lại khẳng định rằng chiết suất âm đã vi phạm nguyên lý nhân quả bởi nó cho phép có vận tốc lớn hơn vận tốc ánh sáng. Một đột phá nữa của vật lý quang học là lần đầu tiên ng−ời ta quan sát đ−ợc “hiệu ứng Doppler” đảo trên đ−ờng truyền và sự tụ tiêu đ−ợc ánh sáng tới kích th−ớc nhỏ nhất từ tr−ớc tới nay. Các nhà khoa học Đức đã hội tụ đ−ợc chùm laser tới kích th−ớc 0,06 micrômét vuông, tức là chỉ bằng một nửa kỷ lục tr−ớc đây. 5. Thông tin l−ợng tử Năm 2003 các nhà nghiên cứu đã có nhiều tiến bộ trong việc tạo ra một máy tính l−ợng tử thực sự. “Qubit” là t−ơng đ−ơng l−ợng tử của bit thông th−ờng, chúng đ−ợc tạo bởi các phôton, nguyên tử và các iôn bị bẫy, nh−ng các nhà vật lý lại mong muốn tạo ra các thiết bị vận hành thực sự dùng các hệ vật rắn. Nh−ng điều này hiện vẫn còn là một thách thức. Tuy nhiên, vào tháng 2 một nhóm các nhà vật lý lần đầu tiên đã công bố về hai qubit trên một thiết bị vật rắn, trong khi đó một nhóm khác đã đ−a ra một dạng mới là qubit siêu dẫn. Vào tháng 8, một nhóm thứ ba đã mô tả cách làm để tạo ra đ−ợc một cổng logic khi sử dụng một cặp điện tử - lỗ trống, tức 2 exciton trong chấm l−ợng tử. Điều này hết sức quan trọng vì ở đây các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng, trong những điều kiện nhất định, hệ chấm l−ợng tử cũng xử sự nh− một cổng điều khiển NOT. 6. Quang học l−ợng tử Năm nay cũng là lần đầu tiên ng−ời ta đ−ợc chứng kiến một laser đơn nguyên tử. Các nhà nghiên cứu ở Caltech đã thực hiện bằng cách bẫy một nguyên tử xêsi vào buồng cộng h−ởng quang. ánh sáng phát ra từ thiết bị này “phẳng lặng” hơn hay nói cách khác là “trật tự” hơn ánh sáng phát ra các laser thông th−ờng. Laser này có thể sẽ có nhiều ứng dụng trong thông tin l−ợng tử. Một đột phá khác là trong tháng 12, các nhà khoa học Hoa Kỳ và Nga đã chỉ ra cách làm thế nào “dừng” đ−ợc ánh sáng trong khí các nguyên tử nóng. Kỹ thuật này có nhiều hứa hẹn ứng dụng trong truyền thông quang học và thông tin l−ợng tử. Nên nhớ rằng các thí nghiệm gần đây về ánh sáng bị dừng chỉ là chứa “tín hiệu” các xung ánh sáng – gần nh− là tạo ra một toàn ảnh (hologram)- còn công nghệ mới này là bắt các tín hiệu phôton thực sự. 7. “Điện” từ n−ớc Tháng 10 vừa qua, các kỹ s− Canada đã làm xôn xao d− luận khi họ khẳng định đ−ợc một ph−ơng thức tạo điện năng mới, kể từ 160 năm nay. ý t−ởng này là ở chỗ n−ớc đ−ợc bơm qua những vi kênh hết sức nhỏ trong một đĩa thủy tinh sẽ sinh ra dòng điện. Điều này cho phép chuyển trực tiếp năng l−ợng chuyển động của chất lỏng thành điện năng mà không cần bất cứ một bộ phận chuyển động nào khác và không làm ô nhiễm môi tr−ờng. ý t−ởng này tuy còn một số điều chỉnh về chi tiết nh−ng một nguồn năng l−ợng nhỏ nh− vậy cũng có thể đ−ợc sử dụng cho các thiết bị tiêu thụ điện ít nh− điện thoại di động, chẳng hạn. 8. Từ Năm nay nguyên tố Coban đ−ợc quan tâm đặc biệt khi các nhà vật lý châu Âu tìm thấy có năng l−ợng bất đẳng h−ớng từ (MAE) lớn kỷ lục, cỡ 9,3meV trên một nguyên tử. Nh− chúng ta đã biết MAE điều chỉnh sự sắp xếp spin các nguyên tử để làm tăng từ tính của vật liệu, trái lại samari coban vật liệu đã đ−ợc sử dụng rộng rãi để tạo nam châm vĩnh cửu lại chỉ có MAE bằng 1,8meV trên một nguyên tử. Các nhà vật lý cũng lần đầu tiên quan sát đ−ợc các vách domain từ di động ở mức chiều dài d−ới nguyên tử. Thành quả đáng ngạc nhiên này đã mở ra con đ−ờng rộng lớn đối những nghiên cứu cơ bản trong vật lý vật chất ng−ng tụ và thậm chí có thể dẫn tới phát triển các vật liệu từ mới. 9. Các chất siêu dẫn mới Trong những năm gần đây vật lý siêu dẫn đã có những tiến bộ v−ợt bậc và năm nay cũng không là một ngoại lệ. Điểm nổi bật là các nhà vật lý ở đại học Tokyo đã tìm ra chất siêu dẫn mới từ kali, osmi và oxi ( 62OKOs ) có nhiệt độ chuyển pha siêu dẫn là 9,6K và vẫn giữ đ−ợc tính siêu dẫn trong từ tr−ờng mạnh. Sớm hơn nữa trong năm, các nhà vật lý Nhật khác cũng tìm thấy coban oxit có thể chuyển thành siêu dẫn bằng cách thêm n−ớc vào nó. 10. Biến đổi hạt nhân bằng laser Cuối cùng, các nhà vật lý trong năm 2003 đã chỉ ra rằng có thể biến đổi các đồng vị phóng xạ nhờ tia laser. Các nhà khoa học tại nhiều tr−ờng đại học và viện nghiên cứu ở Anh và Đức đã chứng tỏ rằng, nhờ tia laser, Iôt -129 (có chu kỳ bán rã 15,7 triệu năm có thể chuyển thành Iôt -128 có thời gian sống nhỏ hơn nhiều (chỉ có 25 phút). B−ớc tiến bộ này có ý nghĩa sống còn đối với một nhu cầu đang nóng bỏng là việc cất giữ an toàn và loại bỏ các chất thải phóng xạ. Hoàng Xuân Nguyên, Viện Vật lý (Biên soạn và giới thiệu) Kỳ thi olympic châu á lần thứ 5 Hãy tiến xa hơn vào Vật lý (Go further into Physics)! Lịch sử tóm tắt của Olympic Vật lý Châu á: Olympic Vật lý Châu á (viết tắt tiếng Anh là APhO) bắt nguồn từ Olympic Vật lý Quốc tế (IPhO), một kỳ thi vật lý hàng năm đ−ợc tổ chức lần đầu tiên vào năm 1967 tại Vacsava cho các học sinh trung học phổ thông từ khắp nơi trên thế giới. Năm 1999 Tr−ởng đoàn Indonesia, TS Yohanes Surya, cùng với Chủ tịch Olympic Vật lý Quốc tế, GS Waldemar Gorzkowski tỏ rõ quyết tâm tổ chức APhO lần thứ nhất vào tháng 4 năm 2000 tại Indonesia. Kỳ thi này đã thu hút sự tham gia của 12 n−ớc Châu á. Các kỳ thi tiếp sau: lần thứ 2 đ−ợc tổ chức vào tháng 4 năm 2001 tại Đài loan, lần thứ 3 đ−ợc tổ chức vào tháng 5 năm 2002 tại Singapore, lần thứ 4 đ−ợc tổ chức vào tháng 4 năm 2003 tại Thái Lan. Việc tổ chức thi Ôlympic Vật lý Châu á nhằm mục đích h−ớng sự chú ý của xã hội vào sự gia tăng tầm quan trọng của Vật lý trong tất cả các lĩnh vực khoa học và công nghệ, cũng nh− trong việc giáo dục các sinh viên trẻ nói chung; khơi dậy trong thanh thiếu niên Châu á lòng say mê học Vật lý và tìm tòi, khám phá mới trong Vật lý. Việt Nam rất vinh dự là n−ớc chủ nhà của APhO lần thứ 5. APhO lần này sẽ đ−ợc tổ chức tại Tr−ờng Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội từ 26 tháng 4 đến 4 tháng 5 năm 2004. Kỳ thi lần này do Bộ Giáo dục và Đào tạo Việt Nam, Hội Vật lý Việt Nam và Đại học Quốc gia Hà Nội phối hợp tổ chức. Biểu tr−ng của Olympic Vật Lý Châu á lần thứ 5 do em Trần Ph−ớc Hiền, học sinh lớp 10 A3 Tr−ờng trung học phổ thông Phan Đăng L−u, Quận Bình Thạnh, Thành phố Hồ Chí Minh, thiết kế. ý nghĩa của biểu tr−ng nh− sau: Nhà bác học nổi tiếng ng−ời Hy Lạp Archimede đã sáng chế ra đòn bẩy. Từ đời x−a, ng−ời Ai Cập đã biết dùng đòn bẩy để nâng những tảng đá rất nặng khi xây các Kim Tự Tháp. Chữ A đ−ợc cách điệu làm hình t−ợng đòn bẩy t−ợng tr−ng cho khoa học vật lý. Chữ A màu đỏ t−ợng tr−ng cho Châu á, trong đó năm sọc đỏ biểu thị lần thứ 5. Quả cầu màu xanh t−ợng tr−ng cho Trái Đất. Dải màu trắng từ d−ới vút lên diễn tả sự khát vọng, hăng hái của thanh niên trong nghiên cứu vật lý, luôn v−ơn tới đỉnh cao phục vụ loài ng−ời. Chữ S màu trắng t−ợng tr−ng cho hình dáng của đất n−ớc Việt Nam. “Hãy cho tôi một điểm tựa, tôi sẽ nâng bổng đ−ợc cả Trái Đất”. Nào các bạn thanh niên Châu á! Chúng ta hãy cùng nhau chung một điểm tựa để làm nên điều kỳ diệu ấy. Trong thời giantừ 26/4 đến 4/5/2004, các thí sinh sẽ tham gia thi lý thuyết vào ngày thứ t− 28/4 và thi thí nghiệm vào ngày 30/4. Các ngày còn lại thí sinh đ−ợc đi thăm quan các danh lam thắng cảnh và dự các buổi biểu diễn nghệ thuật truyền thống của Việt Nam. Ngôn ngữ làm việc trong kỳ thi: Theo quy định của APhO, ngôn ngữ sử dụng trong kỳ thi là tiếng Anh. Tất cả các tài liệu, câu hỏi đều đ−ợc trình bày bằng tiếng Anh. Câu hỏi trắc nghiệm Trung học cơ sở (Lớp 6, ch−ơng trình mới) TNCS1/6. Đặt thanh nam châm gần một miếng sắt mỏng thì: A. Thanh nam châm tác dụng lên miếng sắt một lực hút. B. Chỉ có thanh nam châm tác dụng lên miếng sắt một lực hút vì miếng sắt bị hút về phía thanh nam châm. C. Miếng sắt tác dụng lên thanh nam châm một lực đẩy chống lại lực hút của thanh nam châm. D. Thanh nam châm tác dụng lên miếng sắt một lực hút và ng−ợc lại miếng sắt cũng tác dụng một lực hút lên thanh nam châm. Trả lời đúng hoặc sai các kết luận trên. TNCS2/6. Để nói về tác dụng của lực có các kết luận sau: A. Lực là nguyên nhân làm cho vật bị biến dạng B. Lực là nguyên nhân làm cho vật chuyển động C. Lực là nguyên nhân làm đổi h−ớng chuyển động của vật D. Lực là nguyên nhân làm cho chuyển động của vật từ chậm sang nhanh. Hãy chỉ ra kết luận sai. TNCS3/6. Một ng−ời dùng dây kéo một cây gỗ di chuyển trên mặt đất. Lực kéo đó có: A. Ph−ơng nằm ngang, chiều h−ớng về phía tr−ớc. B. Ph−ơng dọc theo dây kéo, chiều h−ớng về phía tr−ớc. C. Ph−ơng thẳng đứng, chiều từ d−ới lên. D. Ph−ơng thẳng đứng, chiều từ trên xuống. Chọn kết luận đúng. TNCS4/6. Quyển sách nằm yên trên bàn do: A. Quyển sách không chịu tác dụng của lực nào. B. Quyển sách chịu tác dụng bởi lực hút của Trái đất. C. Quyển sách chịu tác dụng bởi lực đẩy của bàn. D. Quyển sách đồng thời chịu tác dụng của lực hút Trái đất và lực đẩy của bàn, hai lực này cân bằng. Chọn kết luận đúng. TNCS5/6. Một ng−ời đứng trên thuyền nhảy lên bờ thì thấy thuyền dịch chuyển ra xa bờ, chậm dần rồi dừng lại. Nguyên nhân làm thuyền biến đổi chuyển động là: A. Do chân ng−ời tác dụng lực vào thuyền. B. Do n−ớc tác dụng lực vào thuyền. C. Do ng−ời nhảy lên bờ nên thuyền nhẹ đi. D. Cả A và B. Trung học phổ thông TN1/6. Một con lắc đơn đ−ợc gắn vào trần một thang máy. Chu kì dao động khi thang máy đứng yên là T. Khi thang máy rơi tự do thì chu kì dao động của nó là: A) 0 B) T C) 1/T D) vô cùng lớn E) T/10 TN2/6. Khối l−ợng và bán kính của một hành tinh lớn hơn khối l−ợng và bán kính của Trái đất hai lần. Chu kỳ dao động của con lắc đồng hồ trên Trái đất bằng 1 s. Khi đ−a lên hành tinh đó chu kì của nó sẽ là (bỏ qua sự thay đổi chiều dài con lắc): A) s 2 1 B) s2 C) s 2 1 D) 2s E) 4s TN3/6. Một tia sáng tới mặt trên của một khối chất trong suốt d−ới góc 450 nh− hình vẽ. Chiết suất n nhỏ nhất của khối chất đó bằng bao nhiêu để tia sáng phản xạ toàn phần ở mặt bên : A) 2 12 + B) 2 1 C) 2 3 D) 12 + E) 12 2 + TN4/6. Từ hạt nhân Ra23688 phóng ra 3 hạt a và một hạt b - trong một chuỗi phóng xạ liên tiếp, khi đó hạt nhân tạo thành là: A) X22484 B) X 224 83 C) X 218 84 D) X 224 82 E) X 222 84 TN5/6. Một nguồn phóng xạ nhân tạo vừa đ−ợc tạo thành có chu kì bán rã 2 giờ, có độ phóng xạ lớn hơn mức độ phóng xạ an toàn cho phép 64 lần. Hỏi phải sau thời gian tối thiểu bao nhiêu để có thể làm việc an toàn với nguồn này? A) 6 giờ B) 12 giờ C) 24 giờ D) 128 giờ E) 32 giờ Giới thiệu các đề thi 450 b Không khí H−ớng dãn giải đề thi olympic vật lý châu á (Xem VL&TT số 4 tháng 12 / 2003) II Lỗ khoét hình trụ a) Tính momen quán tính I Cho cấu hình ở H. 2.2(a) (0,5 điểm) ( ) ( )2 2 3 2 2 21 1 1 1 16 2 6 2I Ma mb a a b a b= - = r - rp 5 4 1 1 6 2 a ab= r - rp Cho cấu hình ở H. 2.2(b) 2 2 2 3 2 2 2 2 22 1 1 1 1 1 1 6 12 4 6 12 4 ( ) ( ) ( )I Ma ma mb a a b a a b a b= - - = r - rp - rp 5 3 2 4 1 1 1 6 12 4 a a b ab= r - rp - rp b) Tính chu kì dao động T Chung cho cả hai cấu hình: Momen hồi phục Fdt = trong đó 0 1 2 sF m g l d = và 2/ s d d ằ q 0 1 2 2 dF m g l ằ q (0,5 điểm) Khối l−ợng khối hộp ( )23 3 20 21 1bm a a xa   = r - p = r - p    trong đó b x a ” Vì It = a nên 2 0 1 4 d m g l I a = (0,5 điểm) 2 2 02 2 1 4 4 d m g l IT p w = = 2 2 2 2 2 0 0 4 16 1 4 I l IT l m gdm gd   p p = =     Cho cấu hình ở H. 2.2(a) ( ) 5 4 2 2 1 2 3 2 1 1 16 6 2 1 a ab T l gd a x   r - r p  p = ì  r - p    22 4 2 1 2 8 1 3 3 1 a xT l g d x   p - p  =    - p    Với 2d a= , ( ) ( ) 42 2 1 2 1 34 3 1 x T l g x - p p = ì - p (0,5 điểm) Cho cấu hình ở H.2.2(b) 2 4 2 5 2 4 2 2 3 2 2 1 316 1 6 2 2 1( ) b b a a a T a x gd    p p p r - -      =   r - p      2 4 22 2 2 2 318 2 2 3 1 x x aT l g d x   p p - -  p   =    - p        với d=a thì 2 4 2 2 2 2 318 2 2 3 1 x x T l g x   p p - -  p =   - p      Cho cấu hình ở H. 2.2(a), d=7,0 cm ( 3 điểm) 3 bộ giá trị cho n dao động (1 điểm) [2 bộ -0,3 đ; 1 bộ -0,7 đ] n ‡ 20 (1 điểm) [ ‡ 15, -0,3 đ; ‡ 10, -0,7 đ; <10, -1 đ] số các chiều dài l, ‡ 5 (1 điểm) [4, -0,3 đ; 3, -0,5 d; 1 hoặc 2, -1 đ] T1 cho 40 dao động Độ dốc của đồ thị 22 2 2 0 698 0 265 0 433 1 634 s /m 43 0 16 5 10 26 5 10 , , , ,( , , ) ,s - - - = = = - ã ã 0 25,bx a = = Cho cấu hình ở Hình 2.2.(b) d = 4,9 cm Độ dốc của đồ thị 22 2 2 0 88 0 53 0 35 2 02 s /m 43 8 26 5 10 17 3 10 , , , ,( , , ) ,s - - - = = = - ã ã 0 22,bx a = = Đồ thị: (3,0 điểm) đồ thị tốt 1,5 điểm độ dốc 1,0 điểm sai số của các điểm thực nghiệm 0,5 điểm Tính b a (1,0 điểm); −ớc tính sai số (1,0 điểm). Nguyễn Thế Khôi (Giới thiệu) Đề ra kỳ này trung học cơ sở CS1/6. Một ng−ời đứng tại A và một ng−ời đứng tại B cùng đồng thời đánh một tiếng trống. Âm thanh truyền tới vách núi C rồi phản xạ lại. Ng−ời đứng tại B nói rằng: “Ngoài tiếng trống mình gõ còn nghe thấy ba tiếng trống nữa cách nhau sau 1 giây, sau 5 giây và sau t kể từ lúc bắt đầu đánh trống”. (Ng−ời đó quên mất thứ tự thời gian tr−ớc sau của 3 khoảng thời gian trên). Cho biết trời lặng gió và vận tốc truyền âm trong không khí là 340m/s. Hãy xác định khoảng cách AB và BC. CS2/6. Một hệ thống gồm hai bình A và B, giữa chúng đ−ợc nối với nhau bằng một ống nhỏ, dài và chứa cùng một chất lỏng (hình vẽ). Ta tiến hành thí nghiệm: lần đầu đốt nóng bình A, lần thứ hai đốt nóng bình B, lần thứ ba đốt nóng cả hai bình. Tr−ớc mỗi lần đốt nóng, mực chất lỏng hai bình nh− nhau. Hiện t−ợng xảy ra thế nào qua mỗi lần thí nghiệm, giải thích. Bỏ qua sự nở của bình và sự nhiệt dung của hệ. CS3/6. Cho hệ quang học gồm một thấu kính hội tụ có tiêu cự là cm6 , một g−ơng phẳng đặt vuông góc với trục chính của thấu kính. Chiếu tia SI tới thấu kính, sau khi khúc xạ qua thấu kính thì phản xạ trên g−ơng rồi khúc xạ qua thấu kính lần thứ hai và tia ló ra khỏi thấu kính là KJ. Biết cmOA 18= và cmOB 12= . a. Tính khoảng cách giữa g−ơng và thấu kính. b. Tính tỷ số OK/OI. trung học phổ thông TH1/6. 1) Viên đạn 1 đ−ợc bắn lên theo ph−ơng thẳng đứng với vận tốc đầu V. Viên đạn 2 cũng đ−ợc bắn lên theo ph−ơng thẳng đứng sau viên thứ nhất t0 giây. Viên đạn 2 v−ợt qua viên đạn 1 đúng vào lúc viên 1 đạt độ cao cực đại. Hãy tìm vận tốc ban đầu của viên đạn 2. C • A B I G O B A J S K B A 2) Viên đạn 1 đ−ợc bắn từ mặt đất theo ph−ơng hợp với ph−ơng ngang một góc a . Xác định a để khoảng cách từ viên đạn đến điểm bắn luôn tăng. Bỏ qua sức cản của không khí. Nguyễn Thanh Nhàn (Hà Nội) TH2/6. Một thanh đồng chất có khối l−ợng M lắc l− (tức là quay đều luân phiên theo hai chiều) quanh tâm của nó, trong khi đó một quả bóng nhỏ có khối l−ợng m nảy giữa hai đầu của thanh (xem hình vẽ). Biết rằng vận tốc góc của thanh là 3/2p– (rad/s) và chu kỳ chuyển động của quả bóng là 1s. Bỏ qua mất mát cơ năng do va chạm. a) Tính vận tốc quả bóng tại điểm cao nhất của quỹ đạo. b) Tính chiều dài của thanh. c) Xác định tỷ số m/M. Nguyễn Xuân Quang (Hà Nội) TH3/6. Một đĩa có khối l−ợng M và bán kính R có thể quay không ma sát quanh một trục thẳng đứng đi qua tâm. Tại tâm đĩa có một con bọ khối l−ợng m bắt đầu bò theo một đ−ờng tròn đ−ờng kính R. Hãy xác định góc quay của đĩa khi con bọ bò đ−ợc một vòng (tức là lại quay trở về tâm đĩa). Xuân Tùng TH4/6. Ba hạt tích điện đ−ợc đặt tại ba đỉnh của một tam giác đều, cạnh L. Hai hạt đ−ợc giữ cố định có điện tích q. Hạt thứ ba có khối l−ợng M. Xác định điện tích của hạt thứ ba để khi buông hạt này ra, nó có gia tốc lớn nhất. Bỏ qua tác dụng của trọng lực. Nguyễn Nhật Minh (Hà Nội) TH5/6. Ng−ời ta nói rằng trong các tài liệu còn giữ lại đ−ợc của Snell (nhà vật lý ng−ời Hà Lan đã phát minh ra định luật khúc xạ) có một sơ đồ quang học vẽ trên giấy kẻ ô gồm một thấu kính hội tụ, một vật và ảnh của nó qua thấu kính. Vì để lâu, nên mực đã bay hết nhiều, trên sơ đồ chỉ còn lại vật (xem hình vẽ). Theo lời mô tả kèm theo sơ đồ, ng−ời ta biết rằng vật và ảnh có cùng hình dạng và kích th−ớc, còn trục chính của thấu kính thì song song với đ−ờng kẻ ô. Hãy phục hồi lại sơ đồ đó (ảnh, thấu kính và các tiêu điểm). L−ợng Tử (Hà Nội) st giúp bạn tự ôn thi đại học đề tự ôn luyện số 1 M • m Câu 1. 1. Khảo sát sự biến thiên của động năng và thế năng của một vật dao động điều hoà theo thời gian. Chứng minh rằng các đại l−ợng đó cũng dao động điều hoà nh−ng với tần số bằng hai lần tần số dao động của vật. 2. Cho con lắc lò xo nh− hình vẽ. Biết ),/(60);/(30 21 mNkmNk == )/(10,30,2,0 20 smgkgm === a . Bỏ qua lực ma sát. a) Tính độ giEn 1lD và 2lD của hai lò xo khi m cân bằng. b) Kéo m xuống d−ới vị trí cân bằng 2cm và truyền cho một vận tốc ban đầu )/(3200 scmv += . Lập ph−ơng trình dao động. Tính lực cực tiểu, cực đại tác dụng lên điểm A khi vật dao động. Câu 2. 1. Nêu nguyên tắc hoạt động của máy phát điện xoay chiều ba pha và động cơ không đồng bộ ba pha. 2. Cho mạch điện nh− hình vẽ. Hiệu điện thế giữa hai điểm A, B có biểu thức: ))(100sin(3100 Vtu p= . Số chỉ của các vôn kế 1V và 2V lần l−ợt là 31001 =U (V) và )(2502 VU = . Công suất tiêu thụ trong đoạn mạch là ).(2100 WP = a) Vẽ giản đồ vectơ; tính jcos , R, L C. b) Viết biểu thức của c−ờng độ dòng điện trong mạch, của các hiệu điện thế ANu và NBu . Câu 3. 1. Quan hệ giữa điện tr−ờng và từ tr−ờng biến thiên. Sóng điện từ khác với sóng cơ ở những điểm nào? 2. Một mạch thu sóng vô tuyến gồm một cuộn cảm có HL m2= và hai tụ điện có 21 CC > . Biết b−ớc sóng vô tuyến thu đ−ợc khi hai tụ mắc nối tiếp và song song lần l−ợt là )(62,11 mpl = và )(62 mpl = . Tính 1C và 2C . Câu 4. 1. Với những điều kiện nào thì xảy ra phản xạ toàn phần ánh sáng đơn sắc ở mặt phân cách của hai môi tr−ờng trong suốt.? Hiện t−ợng này có những ứng dụng gì quan trọng? 2. Một sợi cáp quang hình trụ làm bằng chất dẻo trong suốt. Mọi tia sáng đi xiên góc vào qua đáy đều bị phản xạ toàn phần ở thành và chỉ ló ra ở đáy thứ hai. Chứng minh chiết suất của chất dẻo thoả mEn điều kiện 2>n . Câu 5. 1. Định nghĩa độ hụt khối và năng l−ợng liên kết của hạt nhân nguyên tử. Nêu ý nghĩa của năng l−ợng liên kết và năng l−ợng liên kết riêng. 2. Cho hạt nhân He42 với khối l−ợng m = 4, 0015(u). Cho biết khối l−ợng của prôton và nơtron lần l−ợt là )(0073,1 um p = và )(0087,1 umn = . a) Tính độ hụt khối mD . b) Tính năng l−ợng toả ra nếu 1kg He đ−ợc tạo ra từ các hạt trên. Lấy .5,9312 MeVuc = Cho 1MeV = ).(10.6,1 13 J- Bùi Bằng Đoan, ĐHQG Hà Nội (Biên soạn và giới thiệu) Làm quen với vật lý hiện đại Các định luật bảo toàn vĩ đại (tiếp theo kỳ tr−ớc) R. Feynman Nhiều hiện t−ợng tự nhiên đã đề ra cho chúng ta những điều bí ẩn lý thú, có liên quan tới năng l−ợng. Gần đây đã khám phá ra những thực thể gọi là quasar. Chúng ở rất xa chúng ta những khoảng cách khổng lồ, nó bức xạ năng l−ợng d−ới dạng ánh sáng và sóng điện từ nhiều tới mức ta phải đặt câu hỏi năng l−ợng