Ngành Quốc tế Vật lý học

1

Đề cương môn học

Toán cho vật lý

1. Mã môn học/chuyên đề: PHY2300

2. Số tín chỉ: 3

3. Môn học tiên quyết: Giải tích 1, Giải tích 2, Đại số tuyến tính.

4. Ngôn ngữ giảng dạy: Tiếng Việt

5. Giảng viên: Phó giáo sư, Tiến sĩ Lê Văn Trực

Phó giáo sư, Tiến sĩ, Khoa Vật lý, Trường ĐHKHTN, Đại học QGHN

6. Mục tiêu môn học/ chuyên đề kiến thức, kỹ năng, thái độ:

- Mục tiêu kiến thức: Môn học cung cấp cho sinh viên các khái niệm cơ bản của lý

thuyết giải tích véc tơ. Đó là các khái niệm rất cần thiết khi phân tích các bài toán vật

lý.

Ngoài ra môn học còn cung cấp cho sinh viên các khái niệm cơ bản của lý thuyết hàm

biến số phức. Đó là lĩnh vực toán học có nhiều ứng dụng và rất hiệu quả trong vật lý

học.

- Mục tiêu kỹ năng: Sinh viên có thể tính thông thạo các bài toán tính phân.

- Các mục tiêu khác: Hình thành thái độ nghiêm túc trong họp tập và tự nghiên cứu

của sinh viên.

7. Phương pháp kiểm tra đánh giá:

- Chuyên cần: 10%.

- Kiểm tra giữa kỳ: 30%.

- Thi cuối kỳ: 60%.

8. Giáo trình bắt buộc:

[1] Nguyễn Văn Hùng, Lê Văn Trực: Phương pháp toán cho Vật lý, T1, NXB Đại học

Quốc gia Hà Nội - 2008 (In lần thứ ba).

[2] Lê Văn Trực, Nguyễn Văn Thỏa: Phương pháp toán cho Vật lý, T2, NXB Đại học

Quốc gia Hà Nội - 2008 (In lần thứ ba).

9. Tóm tắt nội dung môn học:

Giáo trình có hai nội dung chính.

Nội dung thứ nhất trình bày chi tiết cách tính tích phân đường, tích phân mặt và cơ sở

của giải tích véc tơ.

Nội dung thứ hai giới thiệu các khái niệm cơ bản của hàm biến phức, liên tục, đạo

hàm, tích phân của hàm biến phức. Khái niệm lý thuyết thặng dư và áp dụng của lý

thuyết thặng dư vào việc tính các tích phân.

10. Nội dung chi tiết môn học/ chuyên đề (Chương/mục/tiểu mục/…)

2

Chương 1: Các định lý tích phân

1.1 . Tích phân đường loại 1

1.2 . Tích phân đường loại 2

1.3 . Tích phân mặt loại 1

1.4 . Tích phân mặt loại 2.

1.5 . Định lý Green cho mối liên hệ giữa tích phân đường và tích phân hai lớp

1.6 . Định lý Stokes cho mối liên hệ giữa tích phân đường và tích phân mặt loại 2

1.7 . Định lý Ostrogradski cho mối liên hệ giữa tích phân ba lớp và tích phân mặt loại

2

Chương 2: Giải tích vecto

2.1 . Trường vô hướng và trường vecto

2.2 . Gradien của trường vô hướng

2.3 . Thông lượng của trường vecto

2.4 . Diva của trường vecto

2.5 . Rota của trường vecto

2.6 . Lưu thông của trường vecto

Chương 3: Khái niệm về hàm giải tích

3.1. Điều kiện Cauchy – Rieman

3.2. Ý nghĩa hình học của đạo hàm. Ánh xạ bảo giác

3.3. Hàm số ngược

3.4. Khái niệm về phép biến hình sơ cấp

Chương 4: Tích phân của hàm biến phức

4.1. Định nghĩa và cách tính

4.2. Các định lý Cauchy

4.3. Các công thức tích phân Cauchy và các công thức tích phân loại Cauchy

4.4. Thặng dư

4.5. Tính các tích phân suy rộng nhờ thặng dư

3

ĐỀ CƯƠNG MÔN HỌC

Cơ học ( Mechanics)

(Ghi tên môn học/chuyên đề)

1. Mã môn học/chuyên đề: : PHY2301


3. Môn học tiên quyết: Giải tích 1

4. Ngôn ngữ giảng dạy: Tiếng Anh

5. Giảng viên (họ và tên, chức danh, học vị, đơn vị công tác):

- GS.TS. Bạch Thành Công, Khoa Vật lý, trường ĐHKHTN

- TS. Nguyễn Ngọc Đỉnh, Khoa Vật lý, trường ĐHKHTN

- TS. Nguyễn Việt Tuyên, Khoa Vật lý, trường ĐHKHTN

- ThS. Trần Vĩnh Thắng, Vật lý đại cương, trường ĐHKHTN

- TS Nguyễn Quốc Thịnh, Trường chuyên ĐHQGHN

6. Mục tiêu môn học/chuyên đề (kiến thức, kỹ năng, thái độ):

- Mục tiêu kiến thức:

Nắm được quy luật cơ bản của cơ học về chuyển động và nguyên nhân chuyển

động của chất điểm, hệ chất điểm, vật rắn và chất lưu trong hệ quy chiếu quán

tính và phi quán tính. Hiểu được, áp dụng được các định luật biến thiên và bảo

toàn động lượng, mô men động lượng, năng lượng trong việc giải thích các hiện

tượng cơ học và tự nhiên. Hiểu được nguyên nhân, biết cách mô tả dao động,

sóng cơ học và quá trình truyền sóng.

Trang bị những kiến thức Vật lý cơ sở đầu tiên để sinh viên có thể học tập và

nghiên cứu các môn học khác của các ngành khoa học tư nhiên, kỹ thuật và công

nghệ.

- Mục tiêu kỹ năng:

+ Vận dụng lý thuyết để giải các bài tập thuộc chương trình môn học.

+ Góp phần rèn luyện phương pháp tư duy khoa học , tư duy lôgích,

phương

pháp nghiên cứu thực nghiệm, tác phong khoa học cho người làm công

tác

4

nghiên cứu/ kỹ sư tương lai.

+ Góp phần xây dựng thế giới quan khoa học duy vật biện chứng.

- Mục tiêu về thái độ người học:

Thấy được ý nghĩa, sự cần thiết và giá trị khoa học của môn học, qua đó có

được thái độ học tập nghiêm túc, tìm tòi vận dụng các kiến thức mà môn học mang

lại trong thực tế đời sống.


-Kiểm tra – đánh giá thường xuyên:

+ Kiểm tra quá trình chuẩn bị bài tập và gọi sinh viên tự chữa bài tập về nhà

+ Cho sinh viên viết một tiểu luận trong quá trình học với một số đề tài cho

trước

- Kiểm tra – đánh giá định kì:

+ Điểm đánh giá thường xuyên (Chữa bài tập, tiểu luận, seminar): Hệ số 0,2

+ Kiểm tra - đánh giá giữa kì: Hệ số 0,2

+ Kiểm tra – đánh giá cuối kì: Hệ số 0,6

8. Giáo trình bắt buộc (tác giả, tên giáo trình, nhà xuất bản, năm xuất bản):

- Học liệu bắt buộc

1. R. A. Serway, J. W. Jewett, Physics for scientists and engineer, Thomson

Brooks/Cole, 2004, 6th edition.

2. Kittel C., Knight W. D., Ruderman M. A., Helmholz A. C., Mechanics,

"Berkeley Physics Course”, Vol.1, Second edition, McGraw-Hill 1973.*)

3. Bạch Thành Công, Giáo trình cơ học, NXBGD, 2009.

- Học liệu tham khảo

4. David Halliday, Robert Resnik, Jearl Walker, Cơ sở Vật lý học, tập

I + II: Cơ học, bản dịch tiếng Việt NXBGD, 1996.

5. Minchen, Physics problems with solution, university of California,

Berkeley. Prentice Hall of India 1987.

6. Lim Yung -Kuo, Problems and solution in mechanics, World

Scientific,

Singapore 2002.*)

9. Tóm tắt nội dung môn học (mỗi môn học tóm tắt khoảng 120 từ):

Trang bị những kiến thức cơ bản về Vật lý và Cơ học : đơn vị, thứ nguyên, hệ

qui chiếu quán tính, phi quán tính; mô tả chuyển động và nguyên nhân của chuyển

5

động chất điểm, hệ chất điểm; các định luật cơ bản của Vật lý như: bảo toàn năng

lượng, định luật về biến thiên và bảo toàn động lượng, mômen động lượng của chất

điểm hệ chất điểm; chất lưu tĩnh và chuyển động; dao động tử điều hoà một chiều tự

do, tắt dần, cưỡng bức, khái niệm về độ phẩm chất; phương trình truyền sóng, giao

thoa sóng, sóng dừng, hiệu ứng Doppler.

10. Nội dung chi tiết môn học/chuyên đề (trình bày các chương, mục, tiểu mục…):

Chú thích: những phần đánh dấu sao *) là có nội dung nâng cao cho CNKHTN Vật lý

Chương 1: Mở đầu về Vật lý học

1.1. Đối tượng, phương pháp nghiên cứu của Vật lý học. Quan hệ giữa Vật

lý học và các ngành khoa học, kỹ thuật khác.

1.2. Không gian, thời gian, khối lượng. Đo lường, đơn vị và thứ nguyên của

các đại lượng Vật lý. Hệ đơn vị quốc tế SI.

1.3. Sơ lược về giải tích véc tơ (tích vô hướng, có hướng hai vectơ, tích hỗn

hợp và tích có hướng 3 véc tơ…). Biểu thị một số đại lượng Vật lý dưới

dạng véctơ.*)

+ Bài tập

Chương 2 : Động học chất điểm

2.1. Chuyển động cơ học, chất điểm, hệ quy chiếu, véc tơ dịch chuyển. Quỹ

đạo và phương trình chuyển động của chất điểm trong không gian 3

chiều.

2.2. Vận tốc và gia tốc. Gia tốc tiếp tuyến và gia tốc pháp tuyến.

2.3. Thí dụ về các chuyển động cơ học thường gặp:

+Chuyển động theo đường tròn, vận tốc góc và gia tốc góc.

+ Chuyển động của hạt được ném xiên góc với phương nằm

ngang khi có lực cản.

+ Chuyển động xycloid, chuyển động xoắn ốc.*)

+ Bài tập

+ Bài tập tăng cường *)

Chương 3: Động lực học chất điểm

3.1. Lực và khối lượng. Các định luật cơ học của Newton:

3.1.1. Định luật I của Newton. Hệ quy chiếu quán tính.

6

3.1.2. Định luật II của Newton. Động lượng, xung lượng của lực.

Dạng

tổng quát của định luật II Newton.

3.1.3. Định luật III của Newton. Lực và phản lực.

3.2. Một số lực cơ học thường gặp:

3.2.1 Trọng lực, lực đàn hồi của lò xo, lực căng của dây, phản lực

của

giá đỡ

3.2.2 Lực ma sát, ma sát tĩnh, ma sát trượt, góc ma sát, ma

sát lăn. Tác dụng của lực ma sát.

3.3. Nguyên tắc chung để giải bài toán động lực học, một số thí dụ cụ thể:

3.3.1 Bài toán chuyển động của thang máy. Trạng thái phi

trọng lượng và siêu trọng lượng.

3.3.2 Chuyển động của hạt trong điện từ trường, tần số xyclotron *)

3.3.3 Chuyển động của hạt khi có lực cản tỉ lệ với vận tốc *)

+ Bài tập


Chương 4: Chuyển động trong hệ quy chiếu phi quán tính

4.1. Hệ qui chiếu quán tính, phi quán tính.

4.2. Phép biến đổi Galille. Nguyên lý tương đối Galille.Vận tốc và gia tốc

của chuyển động tương đối.

4.3. Chuyển động của vật trong hệ quy chiếu phi quán tính:

4.3.1. Hệ quy chiếu phi quán tính chuyển động thẳng, lực quán tính

và đặc điểm.

4.3.2. Hệ quy chiếu phi quán tính quay, lực quán tính ly tâm và lực

Coriolis.

4.4. Thí dụ cụ thể:

4.4.1 Con lắc Foucault.

4.4.2 Sự thay đổi trọng lượng theo vĩ độ.

4.4.3 Sự lệch về phía đông trong chuyển động rơi tự do.

+ Bài tập


7

Chương 5: Công và năng lượng

5.1. Năng lượng, công và công suất.

5.2. Động năng. Định lý động năng

5.3. Lực thế. Thế năng, biến thiên thế năng và công của lực thế.

5.4. Cơ năng. Định luật bảo toàn cơ năng của hạt chuyển động trong trường

thế. Định luật bảo toàn năng lượng cho hệ vật lý cô lập. Định luật bảo

toàn

năng lượng dạng tổng quát.

+ Bài tập


Chương 6: Hệ chất điểm, định lí biến thiên và bảo toàn động lượng, mômen động

lượng của hệ chất điểm

6.1. Hệ chất điểm. Khối tâm của hệ chất điểm

6.2. Định luật biến thiên và bảo toàn động lượng của hệ chất điểm.

6.3. Chuyển động của vật có khối lương thay đổi.

6.4. Va chạm:

6.4.1. Va chạm đàn hồi.

6.4.2. Va chạm mềm. Con lắc thử đạn.

6.4.3. Va chạm giữa các vật thật.

6.5. Mômen động lượng của chất điểm, hệ chất điểm.

6.6. Mômen lực. Định luật biến thiên và bảo toàn mômen động lượng của

hệ chất điểm.

+ Bài tập


Chương 7: Vật rắn

7.1. Vật rắn lý tưởng, bậc tự do của vật rắn

7.2. Chuyển động của vật rắn:

7.2.1. Chuyển động tịnh tiến (ba bậc tự do).

7.2.2. Chuyển động của vật rắn quay quanh một trục cố định (ba bậc tự do).

7.3. Phương trình cơ bản của chuyển động quay vật rắn xung quanh một

trục, mômen quán tính của vật rắn.

7.4. Mômen quán tính của một số vật: thanh dài, hình trụ rỗng, hình trụ đặc,

8

hình cầu đồng chất.

7.5. Định lý Huygens – Steiner (Định lý về môment quán tính đối với các trục

quay song song)

7.6. Mômen động lượng của vật rắn. Định lý biến thiên và bảo toàn mômen

động lượng của vật rắn.

7.7. Động năng của vật rắn chuyển động tuỳ ý, định lý Cơnic.

7.8. Con lắc vật lý. Chuyển động tiến động của con quay đối xứng trong

trường

trọng lực. *)

7.9. Điều kiện cân bằng của vật rắn tự do. Cân bằng của vật rắn trên mặt

phẳng

ngang.

+ Bài tập


Chương 8: Hấp dẫn

8.1. Định luật hấp dẫn vũ trụ, lực hấp dẫn. Thí nghiệm Cavendish xác định

hằng số hấp dẫn.

8.2. Bài tóan hai hạt tương tác hấp dẫn. Cách đưa bài toán hai hạt về bài

toán 1 hạt với khối lượng rút gọn chuyển động trong trường hấp dẫn xuyên

tâm.*)

8.3. Các tốc độ vũ trụ cấp một, hai, ba*).

8.4. Các định luật Kepler.

8.5. Định lý Virial cho chất điểm, hệ chất điểm.*)

+ Bài tập


Chương 9: Cơ học chất lưu

9.1. Khối lượng riêng, áp suất trong lòng chất lỏng. Nguyên lý Pascal. Lực

đẩy Archimede.

9.2. Đường dòng, ống dòng, phương trình liên tục.

9.3. Phương trình Bernoulli. ứng dụng phương trình Bernoulli: hiện tượng

Venturi, ống Pito.

9.4. Lực nội ma sát. Chuyển động của chất lỏng nhớt.

9.5. Chuyển động của vật rắn trong chất lưu, công thức Stock. Dòng chất

lỏng

9

nhớt chuyển động trong một ống tròn, công thức Poazơi.

+ Bài tập


Chương 10: Dao động

10.1. Dao động tử điều hoà 1 chiều: chất điểm gắn ở đầu lò xo đàn hồi. Mạch

LC.

10.2. Dao động tắt dần của Dao động tử một chiều khi có lực ma sát.

10.4. Dao động cưỡng bức của Dao động tử.

10.5. Nguyên lý chồng chập.

10.6. Tổng hợp hai dao động có chu kỳ khác nhau chút ít, hiện tượng phách.

+ Bài tập


Chương 11: Sóng cơ học

11.1. Sự truyền kích động, sóng dọc, sóng ngang. Phương trình sóng.

11.2. Sóng dạng sin trên dây, vận tốc truyền sóng trong dây.

11.3. Sóng truyền qua và sóng phản xạ.

11.4. Công suất truyền năng lượng của sóng dạng sin trong dây.

11.5. Phương trình truyền sóng

11.6. Vận tốc sóng âm. Áp suất cường độ sóng âm

11.7. Chồng chập và giao thoa.

11.8. Sóng dừng trong dây cố định hai đầu*)

11.9. Cộng hưởng

11.10. Sóng dừng trong thanh rắn và màng*)

11.11. Hiệu ứng Doppler *)


10


Nhiệt động lực học và vật lý phân tử


11. Mã môn học/chuyên đề: PHY2302 ........................................................................


13. Môn học tiên quyết: Toán cho Vật lý, Xác suất thống kê ............................................

14. Ngôn ngữ giảng dạy: Tiếng Việt ............................................................................

15. Giảng viên (họ và tên, chức danh, học vị, đơn vị công tác): ................................

PGS.TS. Lê Thị Thanh Bình, bộ môn Vật lý Đại cương .............................................

16. Mục tiêu môn học/chuyên đề (kiến thức, kỹ năng, thái độ): ................................

Sau khi học xong môn học này, sinh viên phải nắm được các vấn đề

chính sau đây:

- Nắm vững các kiến thức vật lý đã được làm sáng tỏ bởi Thuyết động

học chất khí. Hiểu biết và giải thích được một số hiện tượng động học trong

chất khí.

- Phân biệt được những khái niệm cơ bản như nhiệt độ, nhiệt lượng, công,

năng lượng, entropy và hiểu rõ mối quan hệ giữa chúng. Nắm vững và biết vận

dụng các nguyên lý cơ bản của nhiệt động học để giải thích một số hiện tượng

vật lý.

- Nắm vững nguyên lý cấu tạo, hoạt động của động cơ nhiệt và máy lạnh.

Hiểu rõ khái niệm, biểu thức và ý nghĩa của đại lượng Entropy.

- Hiểu biết về khí thực và ứng dụng của nó.

- Hiểu được một số hiện tượng quan trọng xảy ra với chất lỏng như các

hiện tượng mặt ngoài, mao dẫn, thẩm thấu, và vai trò của chúng trong thực tế.

- Biết vận dụng những kiến thức về nhiệt động học và vật lý phân tử để

giải thích các hiện tượng tự nhiên, có kỹ năng tốt để giải các bài tập, biết thể

11

hiện những hiểu biết của mình về những kiến thức thu được sau khi học môn

này.


* Kiểm tra – đánh giá thường xuyên:

- Kiểm tra quá trình chuẩn bị bài tập và gọi sinh viên tự chữa bài tập về nhà

- Cho sinh viên viết một tiểu luận trong quá trình học với một số đề tài cho

trước

* Kiểm tra – đánh giá định kì:

- Điểm đánh giá thường xuyên (Chữa bài tập, tiểu luận, seminar): Hệ số:

0,2

- Kiểm tra - đánh giá giữa kì: Hệ số: 0,2

- Kiểm tra – đánh giá cuối kì: Hệ số: 0,6

* Lịch thi, kiểm tra: Theo lịch chung của khoa và trường.

18. Giáo trình bắt buộc (tác giả, tên giáo trình, nhà xuất bản, năm xuất bản): ...........

[1] David Halliday, Robert Resnik and Jearl Walker, fundamentals of

physics, (2010) ISBN - 10: 0470469080.

[2] Serway and Jewett, Principles of Phyics, (2006) ISBN 0-534-

46479-3.

[3] David Halliday, Robert Resnik và Jearl Walker, Cơ sở vật lý, tập 3,

Nhiệt học, NXBGD, 1998 (bản dịch tiếng Việt).

[4] Nguyễn Huy Sinh, Giáo trình Vật lý Cơ - Nhiệt đại cương, tập 2

Nhiệt động học và vật lý phân tử, Nhà xuất bản Giáo dục Việt

Nam. Số XB 195 – 2010/ CXB/ 21 – 249/ GD. Mã số 7B784 YO –

DAI. Năm 2010

[5] Lương Duyên Bình (chủ biên) Vật lí đại cương- tập 1 Cơ - Nhiệt,

Nhà xuất bản Giáo dục, năm 1997, (tái bản lần thứ 5).

[6] Nguyễn Ngọc Long (chủ biên)Vật lí học đại cương- tập 1 Cơ -

Nhiệt, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội, năm 1997.


Môn nhiệt động học và vật lý phân tử nghiên cứu các vấn đề trong các hệ

nhiệt động phức tạp. Đó là các hệ nhiệt động bao gồm số hạt rất lớn và chúng

12

đóng góp vào năng lượng của toàn hệ bằng nhiều con đường khác nhau. Để

nghiên cứu những hệ như vậy, ta phải sử dụng các nguyên lý cơ bản của nhiệt

động lực học đó là: nguyên lý số 0, nguyên lý thứ nhất, nguyên lý thứ 2 và

nguyên lý thứ 3, mà cơ sở của nó bao gồm các định luật tự nhiên đã được tổng

quát hoá và được toàn thể nhân loại xác nhận bằng thực nghiệm. Trong các

nguyên lý này có đề cập đến các khái niệm và bản chất của nhiệt độ, áp suất,

các dạng năng lượng và mối quan hệ giữa chúng. Những vấn đề định tính và

định lượng trong Nhiệt động học được giải quyết bằng thuyết động học phân tử.

Các biểu thức toán học và các định luật trong chất khí, các quá trình nhiệt động

về chất khí và chất lỏng cũng được trình bày chi tiết. Phần vật lý phân tử còn

đưa vào một số hàm phân bố của các phân tử theo vận tốc và thế năng. Các hàm

nhiệt động có liên quan đến vấn đề cơ bản của vật lý thống kê.

20. Nội dung chi tiết môn học/chuyên đề (trình bày các chương, mục, tiểu

mục…):

Chương 1: Nhiệt độ và nguyên lý 0 của nhiệt động lực học

1.1. Nhiệt độ

1.2. Phép đo nhiệt độ

1.2.1. Nhiệt nghiệm

1.2.3. Các thang đo nhiệt độ

1.2.3. Nguyên tắc hoạt động của một số loại nhiệt kế

1.2.4. Nhiệt kế khí có thể tích không đổi

1.3. Nguyên lý 0 của nhiệt động lực học

1.3.1. Khái niệm về cân bằng nhiệt

1.3.2. Nguyên lý 0

1.4. Sự nở vì nhiệt của chất rắn và chất lỏng.

1.4.1. Sự nở dài và sự nở khối

1.4.2. Giải thích sự nở vì nhiệt theo quan điểm nguyên tử

1.4.3. Những ứng dụng về dãn nở nhiệt trong thực tế

Chương 2: Nhiệt và nguyên lý I của nhiệt động lực học

2.1. Một số khái niệm

13

2.1.1. Hệ nhiệt động và môi trường

2.1.2. Các thông số trạng thái nhiệt động của hệ

2.1.3. Quá trình, chu trình

2.2. Nội năng của hệ nhiệt động

2.3. Năng lượng trao đổi giữa hệ và môi trường: nhiệt lượng và công

2.4. Nhiệt dung, nhiệt chuyển pha của vật chất

2.5. Mối quan hệ giữa công và nhiệt trong một quá trình

2.6. Nguyên lý I của nhiệt động lực học

2.7. Áp dụng nguyên lý I trong một số quá trình nhiệt động của khí lý tưởng

(đẳng tích, đẳng nhiệt, đoạn nhiệt, dãn nở đoạn nhiệt vào chân không)

2.8. Các hiện tượng truyền nhiệt: dẫn nhiệt, đối lưu, bức xạ nhiệt

Chương 3: Thuyết động học chất khí

3.1. Các giả thuyết của thuyết động học phân tử

3.2. Khí lý tưởng

3.2.1. Định luật Boyle -Mariotte

3.2.2. Định luật Charles

3.2.3. Định luật Gay Lussac

3.2.4. Phương trình trạng thái của khí lý tưởng

3.3. Áp suất và nhiệt độ theo quan điểm của thuyết động học phân tử

3.4. Động năng trung bình của phân tử khí trong chuyển động tịnh tiến

3.5. Định luật Maxwell về phân bố phân tử theo vận tốc

3.5.1. Hàm phân bố Maxwell

3.5.2. Sử dụng hàm phân bố Maxwell để tính một số giá trị vận tốc đặc

biệt

3.5.3. Ý nghĩa thực tiễn của hàm phân bố

3.6. Định luật Boltzmann về phân bố phân tử theo thế năng

3.6.1. Công thức khí áp

3.6.2. Hàm phân bố Boltzmann

3.7. Sự phân bố đều năng lượng theo các bậc tự do

3.7.1. Khái niệm bậc tự do

3.7.2. Định lý Maxwell về phân bố đều năng lượng theo bậc tự do

3.8. Nhiệt dung của khí lý tưởng

14

3.8.1. Biểu thức nội năng của khí lý tưởng

3.8.2. Nhiệt dung mol đẳng tích

3.8.3. Nhiệt dung mol đẳng áp

3.8.4. Hệ thức Mayer, chỉ số đoạn nhiệt

3.9. Công trong các quá trình đẳng nhiệt, đoạn nhiệt. Phương trình đoạn nhiệt

Chương 4: Các hiện tượng động học trong chất khí

4.1. Quãng đường tự do trung bình của các phân tử khí

4.2. Hiện tượng khuếch tán

4.2.1. Định luật Fick

4.2.2. Công thức tính hệ số khuếch tán

4.3. Hiện tượng nội ma sát

4.3.1. Định luật Newton

4.3.2. Công thức tính hệ số nội ma sát

4.4. Hiện tượng dẫn nhiệt

4.4.1. Định luật Fourier

4.4.2. Công thức tính hệ số dẫn nhiệt

4.5. Phương trình truyền, mối liên hệ giữa các hệ số truyền

4.6. Một vài tính chất của khí kém

Chương 5: Entropy và nguyên lý II nhiệt động lực học

5.1. Những hạn chế của nguyên lý I

5.2. Quá trình thuận nghịch và bất thuận nghịch.

5.3. Động cơ nhiệt và nguyên lý II của nhiệt động lực học

5.3.1. Mô hình nguyên lý hoạt động của động cơ nhiệt

5.3.2. Biểu thức hiệu suất của động cơ nhiệt

5.3.3. Nguyên lý II của nhiệt động lực học theo cách phát biểu của

Thomson

5.4. Máy làm lạnh và nguyên lý II của nhiệt động lực học

5.4.1. Mô hình nguyên lý hoạt động của máy làm lạnh

5.4.2. Biểu thức hệ số làm lạnh của máy lạnh

5.4.3. Nguyên lý II của nhiệt động lực học theo cách phát biểu của

Claudius

15

5.5. Sự tương đương của hai cách phát biểu nguyên lý II nhiệt động lực học theo

Thomson và theo Clausius

5.6. Chu trình Carnot

5.6.1. Cấu tạo của một chu trình Carnot

5.6.2. Hoạt động của một chu trình Carnot

5.6.3. Hiệu suất của động cơ Carnot. Hệ số làm lanh của máy lạnh Carnot

5.6.4. Định lý Carnot về hiệu suất của động cơ nhiệt

5.7. Nguyên lý tăng entropy

5.7.1. Biểu thức định lượng của nguyên lý II nhiệt động lực học

5.7.2. Biến thiên entropy trong một quá trình thuận nghịch

5.7.3. Biến thiên entropy trong một quá trình bất thuận nghịch

5.7.4. Cách phát biểu nguyên lý II của nhiệt động lực học dựa trên khái

niệm entropy - Nguyên lý tăng entropy

5.7.5. Sự tương đương của hai cách phát biểu nguyên lý II nhiệt động lực

học theo Thomson và theo Clausius với cách phát biểu dựa trên khái niệm

entropy

5.8. Tính biến thiên entropy trong một số quá trình. Giản đồ TS

5.9. Ý nghĩa vật lý của entropy

5.10. Các hàm thế nhiệt động

Chương 6: Khí thực và hơi

6.1. Lực tương tác và thế năng tương tác phân tử trong khí thực

6.2. Phương trình trạng thái của khí thực

6.2.1. Hằng số hiệu chính về thể tích

6.2.2. Hằng số hiệu chính về áp suất

6.2.3. Phương trình Van der Waals

6.3. Họ đường đẳng nhiệt lý thuyết Van der Waals

6.4. Họ đường đẳng nhiệt thực nghiệm Andrew

6.5. Trạng thái tới hạn

6.5.1. Ý nghĩa thực tiễn của trạng thái tới hạn

6.5.2. Các thông số của trạng thái tới hạn

6.5.2. Phương trình Van der Waals rút gọn

6.6. Nội năng của khí thực

16

6.7. Hiệu ứng Joule – Thomson

6.7.1. Thí nghiệm và giải thích

6.7.2. Hiệu ứng Joule – Thomson âm

6.7.3. Hiệu ứng Joule – Thomson dương

6.7.4. Các đường đảo

Chương 7: Chất lỏng

7.1. Mô hình cấu trúc chất lỏng

7.1.1. Trạng thái lỏng của các chất

7.1.2. Cấu tạo và chuyển động phân tử của chất lỏng

7.2. Các hiện tượng mặt ngoài của chất lỏng

7.2.1. Áp suất phân tử

7.2.2. Năng lượng mặt ngoài của chất lỏng

7.2.3. Lực căng mặt ngoài của chất lỏng

7.2.4. Hiện tượng làm ướt và không làm ướt

7.3. Hiện tượng mao dẫn

7.3.1. Áp suất phụ dưới mặt cong

7.3.2. Công thức Jurin

7.3.3. Vai trò của hiện tượng mao dẫn trong tự nhiên

7.4. Hiện tượng thẩm thấu

7.4.1. Dung dịch loãng và áp suất thẩm thấu

7.4.2. Định luật Van't hoff

7.4.3. Vai trò của hiện tượng thẩm thấu trong tự nhiên

7.5. Sự giảm áp suất hơi bão hòa. Định luật Raun

Chương 8: Sự chuyển pha

8.1. Khái niệm về sự chuyển pha và phân loại chuyển pha

8.2. Một vài tính chất của chuyển pha loại I.

8.3. Quy tắc pha. Điều kiện cân bằng pha. Giản đồ pha: đường nóng chảy,

đường bay hơi, đường thăng hoa, điểm ba

8.4. Một số hiện tượng chuyển pha trong chất lỏng: Các hiện tượng sôi, bay hơi

và hóa lỏng từ hơi bão hòa

8.5. Một số hiện tượng chuyển pha trong chất rắn: Thăng hoa, nóng chảy, kết

tinh

17

8.5. Sự bay hơi và hơi bão hòa: Bay hơi, ngưng tụ, hơi bão hòa, hơi khô, độ ẩm

không khí

18

ĐỀ CƯƠNG MÔN ĐIỆN VÀ TỪ HỌC

(ELECTRICITY AND MAGNETISM, PHY2323)



3. Môn học tiên quyết:

1. Cơ học

2. Nhiệt động học và Vật lý phân tử


5. Giảng viên

TT Họ và tên Chức danh, học vị Đơn vị công tác

1 Ngạc An Bang TS. GV Bộ môn Vật lý Đại cương,

Khoa Vật lý, ĐH KHTN

2 Nguyễn Mậu Chung TS.GVC Bộ môn Vật lý Hạt nhân,


3 Đỗ Đức Thanh PGS.TS Bộ môn Vật lý Địa cầu,


4 Đỗ Thị Kim Anh TS. GV

Bộ môn Vật lý và kỹ thuật

nhiệt độ thấp,


5 Đỗ Trung Kiên TS.GV Bộ môn Vật lý Vô tuyến,


6 Đặng Thanh Thủy ThS.GV Bộ môn Vật lý Vô tuyến,


6. Mục tiêu môn học

a. Mục tiêu kiến thức

Mục tiêu kiến thức chính của môn học là nhằm trang bị cho người học

những kiến thức cơ bản nhất về tương tác điện từ. Trên cơ sở của một số

19

định luật vật lý và học thuyết cơ bản, người học có thể hiểu và giải thích

được một số hiện tượng vật lý trong tự nhiên. Sử dụng các kiến thức

toán cơ bản về giải tích, vector và phương trình vi phân, người học có

thể áp dụng các định luật vật lý cơ bản về tương tác điện từ để tính toán

và mô tả một cách định lượng một số hiện tượng vật lý cơ bản và giải

được các bài tập liên quan.

Môn học cũng nhằm chuẩn bị kiến thức cơ sở và bổ trợ cho một số môn

học chuyên sâu tiếp theo trong chương trình như Hạt nhân nguyên tử,

Điện động lực, Cơ học Lượng tử ... thuộc các chuyên ngành khác nhau

của Vật lý và Khoa học tự nhiên.

b. Mục tiêu kỹ năng

Trên cơ sở trình bầy tương tác điện từ cổ điển một cách chặt chẽ và khoa

học, môn học cung cấp và rèn luyện người học kỹ năng phân tích và giải

quyết vấn đề nói chung.

Người học có khả năng vận dụng các kiến thức cơ bản của môn học để

giải thích định tính các hiện tượng thường gặp trong tự nhiên. Đồng

thời, người học cũng được trang bị kỹ năng giải các bài tập vật lý áp

dụng cho các nội dung cụ thể của chương trình học.

Kỹ năng mô hình hóa các hiện tượng vật lý bằng toán học và dự đoán

các kết quả thực nghiệm cũng được chú trọng nhằm chuẩn bị cho các

môn học Thực hành và Thí nghiệm tiếp theo trong chương trình.

c. Mục tiêu nhận thức thái độ

Môn học giúp cho người học thấy được ý nghĩa và giá trị khoa học của

môn học nói riêng và của Vật lý học nói chung. Thông qua các hoạt

động như nghe giảng, thảo luận trên lớp, làm bài tập cá nhân, bài tập

nhóm, thuyết trình, sinh viên được khuyến khích và tạo điều kiện phát

triển tư duy khoa học, nghiêm túc và sáng tạo trong học tập.


Kết quả học tập của người học được đánh giá thông qua các hình thức: Kiểm tra đánh

giá thường xuyên, Kiểm tra đánh giá giữa kỳ và Kiểm tra đánh giá cuối kỳ.

7.1.Kiểm tra đánh giá thường xuyên

Kết quả kiểm tra đánh giá thường xuyên chiếm 20 % tổng số điểm môn học.

Nội dung và hình thức kiểm tra bao gồm:

20

- Kiểm tra việc chuẩn bị bài được yêu cầu đọc trước của sinh viên,

- Kiểm tra việc chuẩn bị bài tập được yêu cầu đối với từng chương,

- Kiểm tra Quiz trong quá trình học.

7.2. Kiểm tra đánh giá giữa kỳ

Kết quả kiểm tra đánh giá giữa kỳ chiếm 20 % tổng số điểm môn học. Nội dung

và hình thức kiểm tra bao gồm:

- Học sinh phải hiểu sâu về lý thuyết của các nội dung 1,2,3 và 4.

- Vận dụng được những cơ sở lý thuyết đó để giải bài tập Vật lý.

- Hình thức kiểm tra đánh giá: Làm bài kiểm tra tự luận.

- Thời gian: Một (01) giờ tín chỉ vào tuần thứ 8 của học kỳ.

7.3. Kiểm tra đánh giá cuối kỳ



- Học sinh phải hiểu sâu sắc tất cả các nội dung của môn học.

- Vận dụng được những cơ sở lý thuyết đó để giải bài tập hoặc giải thích

được các hiện tượng vật lý

- Hình thức kiểm tra đánh giá: Làm bài thi tự luận

- Thời gian: 120 phút, lịch thi do phòng Đào tạo bố trí.

8. Giáo trình bắt buộc

Tài liệu tham khảo bắt buộc:

1. R. A. Serway and J. W. Jewett, Physics for Scientists and Engineers, 6th

Edition, Thomson Brooks/Cole, 2004, ISBN: 0534408427

2. D. Halliday, R. Resnick, and J. Walker, Fundamentals of Physics, 8th

edition. ISBN: 9780470895399.

Một số tài liệu tham khảo:

1. P.M. Fishbane, S.G. Gasiorowicz and S.T. Thornton, Physics for

Scientists and Engineers, 3rd Ed., Pearson, Upper Saddle River, NJ,

2005, ISBN: 10-130352993.

2. D. C. Giancoli, Physics for Scientists and Engineers with Modern

Physics, 3rd Edition, Prentice-Hall Inc. ISBN: 0130215171.

3. Nguyễn Châu, Nguyễn Hữu Xí, Nguyễn Khang Cường, Điện và từ,

NXB Bộ GD&ĐT, 1973.

4. Tôn Tích Ái, Điện và từ, NXB ĐHQGHN, 2004.

5. Lương Duyên Bình, Dư Trí Công, Nguyễn Hữu Hồ, Vật lý đại cương

tập II, NXB Giáo dục, 2001.

6. Vũ Thanh Khiết, Điện và từ, NXB Giáo dục 2004.

21

9. Tóm tắt nội dung môn học

Nội dung cơ bản của môn Điện và Từ là những kiến thức cơ bản nhất về tương

tác điện từ cổ điển. Xuất phát từ các khái niệm cơ bản về điện tích và tương tác tĩnh

điện Coulomb giữa các điện tích điểm, điện trường tĩnh và điện thế sinh ra bởi hệ điện

tích được thảo luận chi tiết. Định lý Gauss, các tính chất điện cơ bản của điện môi và

khái niệm về điện dung vật dẫn, tụ điện lần lượt được đề cập đến. Điện trường dừng,

dòng điện và các đặc trưng cơ bản của dòng điện, định luật Ohm và khái niệm về điện

trở và điện trở suất, Định luật Joule, nguồn điện và suất điện động, các quy tắc

Kirchhoff được thảo luận kỹ trong các chương về dòng điện và mạch điện một chiều

DC. Những kiến thức cơ sở về tương tác từ như khái niệm từ trường sinh ra bởi hệ

điện tích chuyển động và từ lực, lực Lorentz, các định luật Biot- Savart, Ampère và

Gauss được thảo luận trong các chương tiếp theo. Chuyển động của hạt tích điện trong

từ trường với nhiều ví dụ áp dụng trong thực tế cũng được đề cập tới.

Hiện tượng cảm ứng điện từ, tự cảm và năng lượng trường từ được trình bầy

chi tiết trước khi mạch điện xoay chiều AC, sự chuyển hóa năng lượng giữa điện và từ

trường và các hiện tượng liên quan đến kỹ thuật điện, dao động điện trong mạch AC

được thảo luận.

Cơ sở lý thuyết của điện từ trường cổ điển với hệ phương trình Maxwell và

sóng điện từ được trình bầy sơ lược trong phần cuối của môn học.

10. Nội dung chi tiết môn học/chuyên đề (trình bày các chương, mục, tiểu mục…)

Chương 1. Điện tích và Điện trường

1.1. Điện tích, điện tích nguyên tố, định luật bảo toàn điện tích, vật dẫn điện và

vật cách điện

1.2. Tương tác tĩnh điện và Định luật Coulomb

1.3. Điện trường và Nguyên lý chồng chất điện trường

1.4. Điện trường của các hệ điện tích phân bố gián đoạn và liên tục

1.5. Đường sức điện trường

1.6. Chuyển động của hạt tích điện trong điện trường

Chương 2. Định lý Gauss

2.1. Thông lượng điện trường

2.2. Định lý Gauss

2.3. Một số ví dụ áp dụng của Định lý Gauss

2.4. Vật dẫn trong trạng thái cân bằng tĩnh điện

Chương 3. Điện thế

3.1. Công của Điện trường và Thế năng điện

3.2. Điện thế và Hiệu điện thế, Mặt đẳng thế

22

3.3. Điện thế của hệ điện tích phân bố gián đoạn

3.4. Điện thế của hệ điện tích phân bố liên tục

3.5. Mối liên hệ giữa Điện thế và Vector cường độ điện trường

3.6. Điện thế của vật dẫn tích điện

Chương 4. Điện dung, Tụ điện và chất điện môi

4.1. Điện dung

4.2. Tụ điện và Điện dung của tụ điện

4.3. Xác định điện dung của một số loại tụ điện cơ bản

4.4. Ghép tụ điện

4.5. Năng lượng điện trường tích trữ trong tụ điện tíchđiện, Mật độ năng lượng

4.6. Lưỡng cực điện trong điện trường

Chương 5. Dòng điện và Điện trở

5.1. Dòng điện và Mật độ dòng điện

5.2. Định luật Ohm

5.3. Điện trở suất, Điện trở và sự phụ thuộc của chúng vào nhiệt độ

5.4. Công và Công suất điện

5.5. Chất bán dẫn và siêu dẫn

5.6. Dòng điện trong chất khí và chất lỏng

Chương 6. Mạch điện một chiều

6.1. Nguồn điện một chiều và Suất điện động của nguồn điện

6.2. Điện trở mắc song song và nối tiếp

6.3. Các quy tắc của Kirchhof

6.4. Mạch điện RC

6.5. Các dụng cụ đo điện cơ bản

Chương 7. Từ trường và Từ lực

7.1. Từ trường và tương tác từ

7.2. Lực Lorentz và chuyển động của hạt tích điện trong từ trường đều

7.3. Một số ví dụ áp dụng: Bộ lọc vận tốc, Khối phổ kế, Cyclotron ...

7.4. Hiệu ứng Hall

7.5. Từ lực tác dụng lên dây dẫn có dòng điện chạy qua

7.6. Khung dây điện trong từ trường

Chương 8. Từ trường của dòng điện

8.1. Định luật Biot-Savart và một số ví dụ áp dụng

8.2. Từ lực giữa hai dây dẫn song song có dòng điện chạy qua

8.3. Định luật Ampere

8.4. Từ trường của cuộn Solenoid và Toroid

8.5. Từ thông

8.6. Định lý Gauss

8.7. Dòng điện dịch và Định luật Ampere

8.8. Từ tính của vật chất

23

8.9. Từ trường trái đất

Chương 9. Hiện tượng cảm ứng điện từ

9.1. Định luật Faraday

9.2. Định luật Lenz và Bảo toàn năng lượng

9.3. Suất điện động cảm ứng trong mạch

9.4. Điện trường cảm ứng

9.5. Máy phát điện và động cơ điện

9.6. Dòng điện xoáy Foucault

Chapter 10. Điện cảm

10.1. Hiện tượng tự cảm

10.2. Mạch RL

10.3. Năng lượng từ trường

10.4. Hiện tượng hỗ cảm và hệ số hỗ cảm

10.5. Mạch dao động LC

10.6. Mạch RLC

Chương 11. Mạch điện xoay chiều

11.1. Nguồn điện xoay chiều

11.2. Điện trở trong mạch điện xoay chiều

11.3. Cuộn cảm trong mạch điện xoay chiều

11.4. Tụ điện trong mạch điện xoay chiều

11.5. Công và Công suất của mạch điện xoay chiều

11.6. Mạch cộng hưởng RLC nối tiếp

11.7. Mạch cộng hưởng RLC song song

11.8. Biến thế và truyền tải năng lượng điện

Chương 12. Sóng điện từ

12.1. Hệ phương trình Maxwell

12.2. Sóng điện từ

12.3. Năng lượng sóng điện từ

12.4. Phản xạ và khúc xạ

12.5. Hấp thụ và bức xạ sóng điện từ

12.6. Lưỡng tính sóng-hạt

24


QUANG HỌC



3. Môn học tiên quyết: Điện và từ học



Phó giáo sư Tiến sỹ Nguyễn Thế Bình, Khoa Vật lý , Trường ĐHKHTN,ĐHQGHN


Mục tiêu về kiến thức

- Trang bị cho sinh viên những kiến thức cơ bản nhất về Quang học và

một số vấn đề của Vật lý hiện đại

- Xây dựng cơ sở lý luận và phương pháp luận đúng đắn để tiếp cận nội dung

của Quang học hiện đại, Vật lý hiện đại và các khoa học liên quan khác

- Vai trò và mối quan hệ của Quang học đối với các lĩnh vực khoa học khác

Mục tiêu về kỹ năng

- Nắm được các nguyên lý hoạt động của các dụng cụ quang học, các mạch

quang học, linh kiện quang học, các ứng dụng của quang học như giao thoa,

nhiễu xạ, phân cực, hấp thụ tán sắc, tán xạ, các hiệu ứng quang điện…

- Biết vận dụng kiến thức để phân tích, đánh giá, giải thích được các hiện tượng

quang học liên quan trong thực tiễn học tập, nghiên cứu khoa học và ứng dụng

công nghệ

Mục tiêu về thái độ người học

- Thấy được ý nghĩa, giá trị khoa học của môn học

- Hiểu biết về các hiện tượng quang học trong thiên nhiên và trong đời sống

thực tiễn


Chuyên cần:10%

Điểm kiểm tra giữa kì :30%

25

Điểm kiểm tra cuối kì 60%

Các tiêu chí đánh giá bao gồm:

+ Nắm được được nội dung cơ bản của từng chương.

+ Biết vận dụng giải thích các hiện tượng.

+ Khả năng phân biệt, so sánh, liên hệ kiến thức với ứng dụng thực tiễn . Sử dụng

các tài liệu do giảng viên hướng dẫn (có thể sử dụng thêm tài liệu do người học tự

tìm) mở rộng kiến thức.


1. Nguyễn Thế Bình, Quang học, NXB ĐHQGHN, 2007

2. David Halliday, Cơ sở Vật lý, Tập 6, XNB Giáo dục, 1998 (Bản dịch tiếng

Việt)

3. Eugent Hecht, Optics, 4th edition, (World student series edition), Adelphi

University Addison Wesley, 2002


Môn học gồm có 6 nội dung sau:

Nội dung đầu tiên giới thiệu cơ sở quang sóng, phương pháp vận dụng lý thuyết

sóng để xét bài toán truyền sóng qua các hệ quang học, sợi quang và môi trường

bất đẳng hướng (tinh thể đơn trục).

Bốn nội dung tiếp theo xây dựng cho người học các kiến thức cơ bản và phương

pháp luận để tiếp cận và phân tích, đánh giá, giải thích các hiện tượng rất đặc trưng

của quang học và có nhiều ứng dụng thực tiễn đó là sự phân cực ánh sáng, giao

thoa ánh sáng, nhiễu xạ ánh sáng, tán sắc, hấp thụ và tán xạ ánh sáng.

Nội dung cuối cùng nhằm trang bị cho người học quan điểm lượng tử về ánh sáng.

Thuyết lượng tử năng lượng của Planck được giới thiệu thông qua trình bày các

định luật về bức xạ nhiệt. Tiếp đó là thuyết lượng tử ánh sáng của Einstein và một

số hiệu ứng quang học chỉ có thể giải thích bằng thuyết lượng tử ánh sáng. Vấn đề

cơ bản của vật lý hiện đại là khái niệm sóng-hạt được đề cập trong giáo trình này.

Nguyên lý về bức xạ và hấp thụ của nguyên tử theo quan điển lượng tử được khảo

sát và từ đó giới thiệu máy phát lượng tử quang học (laser) - một ứng dụng nổi bật

của lý thuyết lượng tử ánh sáng.

10. Nội dung chi tiết môn học

Chương 1: Cơ sở quang sóng (3 /0/1)

26

1.1 Biểu diễn sóng của ánh sáng

1.1.1 Phương trình sóng và năng lượng sóng.

1.1.2 Biểu diễn phức của sóng

1.1.3 Các sóng sơ cấp

1.2 Sự truyền sóng ánh sáng qua một số hệ quang học đơn giản

1.2.1 Thấu kính chiết suất biến đổi (graded – index lens)

1.2.1 Sự truyền sóng ánh sáng trong sợi quang

1.3 Sự truyền sóng ánh sáng qua môi trường bất đẳng hướng

1.3.1 Một số tính chất chung

1.3.2 Khúc xạ trên biên môi trường bất đẳng hướng

1.3.3 Sự truyền sáng qua tinh thể đơn trục

Chương 2: Sự phân cực của ánh sáng (6/3 /0)

2.1. Hiện tượng phân cực ánh sáng qua bản Tourmaline

2.1.1 Thí nghiệm

2.1.2 Giải thích

2.2 Bản chất của ánh sáng phân cực và biểu diễn ánh sáng phân cực.

2.2.1 Phân cực thẳng

2.2.2 Phân cực tròn

2.2.3 Phân cực ellip

2.2.4 Ánh sáng tự nhiên.

2.3. Định luật Malus.

2.4. Phân cực ánh sáng khi truyền tinh thể lưỡng chiết. Các loại kính phân cực.

2.5. Phân cực do phản xạ

2.6 Các công thức Fresnel

2.7 Các bản bước sóng (/4, /2, )

2.8 Hiện tượng phân cực quay và ứng dụng

Bài tập

Chương 3 : Giao thoa ánh sáng (6/3/0 )

3.1 Thí nghiệm Young

3.2 Sự phân bố cường độ ánh sáng trong giao thoa với hai khe

3.2.1 Biểu thức cường độ ánh sáng giao thoa

3.2.2 Giao thoa của ánh sáng không đơn sắc và ánh sáng phân cực

3.3. Giao thoa bản mỏng

3.3.1 Bản mỏng song song và vân đồng độ nghiêng.

27

3.3.2 Bản mỏng có độ dày thay đổi và vân đồng độ dày.

3.4 Giao thoa nhiều chùm tia - Giao thoa kế Fabry-Perot

3.5 Một số giao thoa kế khác ( giới thiệu sơ đồ-hoạt động)

3.5.1 Giao thoa kế Michelson

3.5.2 Giao thoa kế Mach-Zehnder

3.5.3 Giao thoa kế Sagnac

Bài tập

Chương 4: Nhiễu xạ ánh sáng (6/3/0)

4.1Hiện tượng nhiễu xạ - Nguyên lý Huygens-Fresnel

4.1.1 Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng

4..1.2 Nguyên lý Huygens-Fresnel

4.1.3 Nhiễu xạ Fresnel và nhiễu xạ Fraunhofer

4.2 Nhiễu xạ Fresnel

4.2.1Phương pháp đới cầu Fresnel.

4.2.2 Nhiễu xạ ánh sáng qua lỗ tròn và đĩa tròn nhỏ

4.3 Nhiễu xạ Fraunhofer

4.3.1 Nhiễu xạ qua một khe hẹp

4.3.2 Nhiễu xạ qua một lỗ tròn

4.3.3 Nhiễu xạ qua 2 khe

4.3.4 Nhiễu xạ qua nhiều khe

4.3.5. Cách tử nhiễu xạ- máy quang phổ cách tử

4.3.6 Nhiễu xạ tia X

Bài tập

Chương 5: Tán sắc, hấp thụ và tán xạ ánh sáng (3/0/0)

5.1 Sự tán sắc ánh sáng , tán sắc dị thường.

5.2. Sự hấp thụ ánh sáng

5.3. Lý thuyết về tán sắc và hấp thụ

5.4 Sự tán sắc và vận tốc nhóm

5.5 Tán xạ ánh sáng

Chương 6: Lượng tử quang học (5/3/1)

6.1 Bức xạ nhiệt

6.1.1 Đặc trưng của bức xạ nhiệt

6.1.2 Các định luật về bức xạ nhiệt

6.1.3 Thuyết lượng tử năng lượng Planck và công thức Planck

6.2. Tính chất hạt của ánh sáng

28

6.2.1. Thuyết photon của Einstein

6.2.2. Hiệu ứng quang điện

6.2.3 Hiệu ứng Compton

6.3 Quan điểm lượng tử về sự bức xạ và hấp thụ

6.3.1 Bức xạ tự phát và hấp thụ

6.3.2 Bức xạ cưỡng bức

6.4 Máy phát lượng tử quang học (Laser)

6.4.1 Nguyên lý hoạt động của laser

6.4.2 Một số tính chất của laser và ứng dụng

Bài tập

29


VẬT LÝ HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ




23. Môn học tiên quyết: Cơ học lượng tử và Lý thuyết tương đối hẹp


25. Giảng viên (họ và tên, chức danh, học vị, đơn vị công tác): Nguyễn Mậu Chung,

Tiến sỹ, Bộ môn Vật lý Hạt nhân, khoa Vật lý


Mục tiêu về kiến thức: Giúp sinh viên nắm được các khái niệm cơ bản của

Vật lý Hạt nhân Nguyên tử : các lớp electron của nguyên tử; các loại

nucleon : neutron và proton; phân rã phóng xạ; phân hạch và nhiệt hạch.

Sinh viên cần hiểu được các định luật cơ bản của Vật lý Hạt nhân Nguyên

tử, biết cách ứng dụng chúng để giải các bài tập và làm các bài thực tập

tương ứng trong phòng thí nghiệm. Cung cấp cho sinh viên kiến thức cơ sở

để sinh viên có thể giải quyết những vấn đề thực tế trong hoạt động chuyên

môn sau này.

Mục tiêu về kĩ năng: Biết vận dụng các kiến thức lý thuyết thu nhận từ môn

học để giải thích các hiện tượng thường gặp trong cuộc sống, trong kỹ

thuật. Giải được các bài tập theo nội dung từng chương của chương trình.

Các mục tiêu khác (thái độ học tập…): Yêu cầu sinh viên nghiêm túc, chăm

chỉ và sáng tạo trong học tập.


- Thi giữa kỳ : 30 %

- Thi cuối kỳ : 70 %

28. Giáo trình bắt buộc (tác giả, tên giáo trình, nhà xuất bản, năm xuất bản): .................

J.S. Lilley, Nuclear Physics : Principles and Applications, Wiley, 2001

W.E. Burcham and M. Jobes, Nuclear and Particle Physics, Wiley, 1995

W.S.C Williams, Nuclear and Particle Physics, Oxford Publication, 2002


Là môn học tiếp theo của Vật lý kinh điển (Cơ, Nhiệt, Điện, Quang) Vật lý Hạt nhân

Nguyên tử cung cấp cho sinh viên những kiến thức cơ bản về cấu trúc vật chất. Phần

đầu tiên được dành cho Vật lý Nguyên tử : mô hình nguyên tử Bohr; nguyên tử

30

hydrogen; nguyên tử nhiều electron. Các chương tiếp theo đề cập đến những vấn đề

cơ bản của Vật lý Hạt nhân : phóng xạ hạt nhân; các mô hình lý thuyết về cấu trúc hạt

nhân; các loại phản ứng hạt nhân, phân hạch và tổng hợp hạt nhân; che chắn và an

toàn hạt nhân. Những kiến thức cơ bản liên quan đến kỹ thuật thực nghiệm (ghi nhận

bức xạ, detector bức xạ, máy gia tốc hạt, lò phản ứng hạt nhân, nhà máy điện hạt

nhân) được trình bày trong các chương tương ứng với mức độ phù hợp trình độ sinh

viên đại học.


Chương 1: Hạt và Sóng (3 giờ lý thuyết; 1 giờ bài tập)

1.1. Ánh sáng : sóng điện từ.

1.2. Bức xạ vật đen.

1.3. Hiệu ứng quang điện.

1.4. Hiệu ứng Compton.

1.5. Hạt ánh sáng : photon.

1.6. Sóng vật chất.

1.7. Bài tập: Bài tập hạt và sóng.

Chương 2: Nguyên tử và mô hình Bohr (3 giờ lý thuyết; 2 giờ bài tập)

2.1. Tính chất và cấu trúc nguyên tử.

2.2. Mô hình nguyên tử Bohr.

2.3. Bán kính, năng lượng và chuyển dời nguyên tử theo mô hình Bohr.

2.4. Áp dụng mô hình Bohr

2.5. Bài tập: Bài tập nguyên tử và mô hình Bohr.

Chương 3:Moment xung lượng và nguyên tử hydrogène

(4 giờ lý thuyết; 2 giờ bài tập)

3.1. Thế xuyên tâm

3.2. Moment xung lượng

3.3. Các trạng thái electron trong nguyên tử hydrogène

3.4. Hiệu ứng Zeemann

3.5. Spin

3.6. Cấu trúc siêu tinh tế

3.7. Bài tập: Bài tập chương moment xung lượng và nguyên tử hydrogène.

31

Chương 4: Các đặc trưng cơ bản của hạt nhân (4 giờ lý thuyết; 2 giờ bài

tập)

4.1. Cấu tạo hạt nhân.

4.2. Kích thước hạt nhân.

4.3. Năng lượng liên kết.

4.4. Spin và moment từ.

4.5. Moment điện.

4.6. Chẵn lẻ.

4.7. Bài tập: Bài tập các đặc trưng cơ bản của hạt nhân.

Chương 5: Phân rã phóng xạ (6 giờ lý thuyết; 3 giờ bài tập)

5.1. Định luật phóng xạ.

5.2. Phân rã .

5.3. Phân rã .

5.4. Phân rã

5.5. Các họ phóng xạ.

5.6. Xác định niên đại bằng phóng xạ.

5.7. Bài tập: Bài tập phân rã phóng xạ.

Chương 6: Các mô hình hạt nhân (4 giờ lý thuyết; 3 giờ bài tập)

6.1. Mẫu giọt và công thức khối lượng bán kinh nghiệm.

6.2. Mẫu khí Fermi.

6.3. Mẫu lớp.

6.4. Mẫu một hạt.

6.5. Bài tập: Bài tập các mô hình hạt nhân .

Chương 7: Phương pháp thực nghiệm hạt nhân (5 giờ lý thuyết; 3 giờ bài

tập)

7.1. Tương tác bức xạ với vật chất.

7.2. Detector bức xạ.

7.3. Máy gia tốc.

7.4. Bài tập: Bài tập phương pháp thực nghiệm hạt nhân.

Chương 8: Phản ứng hạt nhân (6 giờ lý thuyết; 3 giờ bài tập)

8.1. Động học phản ứng.

32

8.2. Phân hạch hạt nhân.

8.3. Nhà máy điện hạt nhân.

8.4. Tổng hợp hạt nhân.

8.5. Phản ứng hạt nhân trên các vì sao.

8.6. Bài tập: Bài tập về phản ứng hạt nhân.

Chương 9 : Vật lý hạt cơ bản (5 giờ lý thuyết; 2 giờ bài tập)

9.1. Vật chất : quark và lepton .

9.2. Meson và baryon

9.3. Tương tác và boson.

9.4. Tương tác yếu : neutrino và bất đối xứng vật chất phản vật chất.

9.5. Khối lượng và Higg.

9.6. Siêu đối xứng.

9.7. Bài tập: Bài tập về vật lý hạt cơ bản.

33


……………………CƠ HỌC LƯỢNG TỬ……………………..


1. Mã môn học/chuyên đề: PHY2306 .....................................................................

2. Số tín chỉ: 4 ...........................................................................................................

3. Môn học tiên quyết: Cơ học lý thuyết ..................................................................

4. Ngôn ngữ giảng dạy: Tiếng Anh ............................................................................


Hà Thụy Long, Tiến sỹ, Bộ môn Vật lý Hạt nhân, Khoa Vật lý .................................


Môn học nhắm tới mục tiêu cung cấp cho người học các kiến thức cơ sở của cơ

học lượng tử, có khả năng sử dụng, tính toán, thực hiện các biến đổi đơn giản trên

các ký hiệu Dirac (công cụ toán được sử dụng phổ biến trong cơ học lượng tử),

giúp người học thấy được sự thiết yếu của môn học trong vật lý hiện đại, ................

Kiến thức :

Hiểu được một số lý do phải xem xét lại các khái niệm của vật lý cổ

điển, mô tả được một vài hiện tượng minh họa cho các lý do trên.

Biết được về các công cụ toán cơ bản để mô tả hệ vật lý, các đại

lượng vật lý, các phép đo,... trong cơ học lượng tử.

Liệt kê và hiểu được ý nghĩa của các tiên đề trong cơ học lượng tử.

Nhớ được các kết quả cơ bản của cơ học lượng tử trong một số vấn đề

cơ bản của vật lý : Spin ½, dao động tử điều hòa, mô men động

lượng, nhiễu loạn dừng, nguyên tử Hydro..., thấy được mối liên hệ

giữa các kết quả trên với các tiên đề và hệ quả của chúng.

Kỹ năng :

Sử dụng thành thạo các ký hiệu toán căn bản : ket, bra, toán tử, toán

tử liên hợp,... thực hiện được các phép lấy liên hợp hermit của một

biểu thức bất kỳ...

Có khả năng sử dụng tốt các hệ cơ sở tọa độ và xung lượng.

thực hiện được tính toán với các toán tử sinh hủy.

Thái độ :

Thấy được vai trò không thể thiếu được của cơ học lượng tử trong vật

lý hiện đại

Thấy được sự hợp lý, giản đơn cũng như sự phong phú của các vấn đề

lượng tử.

34

7. Phương pháp kiểm tra đánh giá: ...........................................................................

Bài tập cá nhân về nhà (20%)

Kiểm tra giữa kỳ (20%) : Kết hợp trắc nghiệm + tự luận

Kiểm tra (thi) hết môn học (60%) : Kết hợp trắc nghiệm + tự luận

Giáo trình bắt buộc (tác giả, tên giáo trình, nhà xuất bản, năm xuất bản):

Claude Cohen-Tannoudji, Bernard Diu, Franck Laloë, Cơ học lượng tử, Wiley-

Interscience; 2 Volume Set edition (October 9, 2006)

Giáo trình tham khảo:

A. X. Đa-vư-đốv, Cơ học lượng tử, Người dịch Đặng Quang Khang, NXB,

ĐH&THCN, Hà Nội, 1974. A. S. Davydov, Quatum Mechanics, 2 nd

edition, Great Britain, Pergmon Press, 1991.

Nguyễn Xuân Hãn. Cơ học lượng tử. NXB ĐHQG Hà Nội(2002)

R. Shankar, Các nguyên lý của cơ học lượng tử, 2nd Edition, Springer, 2008

8. Tóm tắt nội dung môn học (mỗi môn học tóm tắt khoảng 120 từ): ......................

Cơ học lượng tử là một trong những lý thuyết cơ bản của vật lý hiện đại, là

cơ sở của nhiều chuyên ngành vật lý và hóa học như vật lý chất rắn, vật lý nguyên

tử và hạ nguyên tử, vật lý hạt. Môn học đề cập tới nguồn gốc và sự ra đời của cơ

học lượng tử, các ý tưởng cơ bản của nó, các công cụ toán học được sử dụng.

Những tiên đề và hệ quả của chúng được trình bày và chứng minh, một vài áp dụng

trong các bài toán thực tế giúp minh họa rõ hơn về những kiến thức đã học cũng

như giúp người học thấy được tầm quan trọng của môn học này.


35

Chương 1 . Các ý tưởng cơ bản của cơ học lượng tử

1.1 Lưỡng tính sóng hạt của ánh sáng

1.1.1 Hệ thức Planck-Einstein

1.1.2 Phân tích thí nghiệm các khe Young

1.1.3 Nguyên lý phân tách phổ

1.2 Lưỡng tính sóng hạt của các hạt vật chất

1.2.1 Hệ thức de Broglie

1.2.2 Hàm sóng, phương trình Schrödinger

1.3 Bó sóng, Bất định thức Heisenberg

Chương 2 . Các công cụ toán học của cơ học lượng tử

2.1 Không gian hàm sóng một hạt

2.1.1 Tích vô hướng, toán tử tuyến tính

2.1.2 Cơ sở trực giao chuẩn hóa

2.2 Không gian trạng thái. Ký hiệu Dirac

2.2.1 Ket và Bra

2.2.2 Toán tử tuyến tính

2.2.3 Liên hợp Hermit

2.3 Biểu diễn trong không gian trạng thái.

2.3.1 Định nghĩa

2.3.2 Các hệ thức đặc trưng

2.3.3 Biểu diễn của ket và bra

2.3.4 Biểu diễn của toán tử

2.4 Phương trình trị riêng. Các đại lượng đo được.

36

2.4.1 Định nghĩa phương trình trị riêng

2.4.2 Tìm trị riêng và vectơ riêng của một toán tử

2.4.3 Tính chất của các trị riêng và vectơ riêng của một toán tử Hermit

2.4.4 Định nghĩa của đại lượng đo được

2.4.5 Tập hợp đầy đủ các đại lượng đo được giao hoán lẫn nhau

Chương 3 . Các tiên đề của cơ học lượng tử

3.1 Phát biểu các tiên đề

3.2 Giá trị trung bình của một đại lượng đo được trong một trạng thái

3.3 Biến thiên của giá trị trung bình của một đại lượng đo được. Liên hệ với

cơ học cổ điển.

3.4 Hệ bảo toàn : định nghĩa, trạng thái dừng, tích phân chuyển động.

Chương 4 . Các ứng dụng

4.1 Spin ½, hệ 2 mức

4.2 Dao động tử điều hòa một chiều

4.3 Momen xung lượng trong cơ học lượng tử

4.4 Trường xuyên tâm. Nguyên tử Hydro

4.5 Spin. Cộng momen xung lượng

4.6 Nhiễu loạn dừng.

4.6.2 Nguyên tử trong từ trường ngoài. Hiệu ứng Zeemann.

4.6.3 Nguyên tử Hydro trong điện trường ngoài. Hiệu ứng Stark.

37


THỰC HÀNH VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG 1

31. Mã môn học: PHY 2307

32. Số tín chỉ: 02 (30 giờ tín chỉ)

33. Môn học tiên quyết: Nhiệt động học và Vật lý phân tử


35. Giảng viên

TT Họ và tên Chức danh,

học vị

Đơn vị công tác

1 Lê Thị Thanh Bình PGS.TS.GVC Bộ môn Vật lý Đại cương,

Khoa Vật lý, ĐHKHTN

2 Ngạc An Bang TS.GV Bộ môn Vật lý Đại cương,


3 Trần Vĩnh Thắng NCV.ThS. Bộ môn Vật lý Đại cương,


4 Trịnh Thị Loan NCV.TS. Bộ môn Vật lý Đại cương,


5 Nguyễn Từ Niệm NCV.ThS. Bộ môn Vật lý Đại cương,


6 Đỗ Thị Kim Anh GV.TS. Bộ môn Vật lý nhiệt độ thấp,


7 Bạch Hương Giang GV.TS. Phòng Vật lý tính toán,


8 Bùi Thị Hồng Vân GV.ThS. Bộ môn Quang lượng tử,


9 Lưu Mạnh Quỳnh NCV Trung tâm CMS,


10 Sái Công Doanh NCV Bộ môn Vật lý Đại cương,



38

6.1. Mục tiêu về kiến thức

Vật lý học là ngành khoa học thực nghiệm, sinh viên không những cần nắm vững

về lý thuyết mà cần phải được quan sát và hiểu được các hiện tượng Vật lý xảy ra

trong thực tế. Môn Thực hành Vật lý đại cương 1 nhằm giúp cho sinh viên thực

hành thí nghiệm, kiểm nghiệm lại và hiểu sâu các kiến thức lý thuyết về Cơ học và

Nhiệt động học đã được học. Môn học cũng giúp cho sinh viên có cơ hội được

quan sát, phân tích và qua đó hiểu sâu sắc thêm về các hiện tượng Cơ và nhiệt

trong tự nhiên.

Trong quá trình thực hành, sinh viên được trang bị một số kiến thức về các phương

pháp đo, nguyên lý hoạt động, cấu tạo, vận hành của một số thiết bị và hệ đo

quang cơ bản.

6.2. Mục tiêu về kỹ năng

Rèn luyện cho sinh viên một kỹ năng làm việc khoa học, chính xác, tư duy thực

nghiệm, giúp cho sinh viên biết gắn lý thuyết đã được học với thực tế thực nghiệm,

đáp ứng được nhu cầu công việc trong xã hội hiện đại.

Môn học cũng nhằm đào tạo phương pháp nghiên cứu thực nghiệm, khả năng phân

tích và giải quyết vấn đề, rèn luyện kỹ năng thực hành và xử lý số liệu thực

nghiệm cho sinh viên. Bên cạnh đó, việc thực hành theo nhóm gồm từ 2 đến 3 sinh

viên cũng tăng cường và rèn luyện khả năng phối hợp làm việc theo nhóm. Kỹ

năng làm việc theo nhóm là một kỹ năng hiện đại mà sinh viên cần phải được trang

bị trước khi ra trường.

6.3. Mục tiêu về thái độ

Môn học nhằm khuyến khích động viên sinh viên nghiên cứu Vật lý nói chung và

Cơ học cổ điển nói riêng. Các giờ thực hành thí nghiệm cũng rèn luyện cho sinh

viên đức tính nghiêm túc, tôn trọng kỷ luật và các nội quy an toàn trong phòng thí

nghiệm.

37. Phương pháp kiểm tra đánh giá

7.1. Tiêu chí đánh giá các kết quả thực hiện nhiệm vụ của sinh viên

- Tham dự đầy đủ các buổi thực hành theo lịch trình.

- Hàng tuần hoàn thiện và trình báo cáo theo quy định.

- Đánh giá sinh viên về kiến thức, khả năng thực hành và ý thức trong mỗi buổi

thực hành.

7.2. Lịch thi và kiểm tra

- Kiểm tra cuối kỳ: sau tuần 10 theo bố trí của Nhà trường.

7.3. Các loại điểm kiểm tra và trọng số của từng loại điểm

- Phần chuẩn bị thực hành và báo cáo thực hành: 20%

- Phần thực hành tại Phòng Thực hành: 20%

- Kiểm tra đánh giá cuối kỳ: 60%

39


Giáo trình bắt buộc:

Lê Thị Thanh Bình (Chủ biên), Nguyễn Ngọc Long. Thực tập Vật lý Đại cương

phần Cơ - Nhiệt. Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội, năm 2007.

Tài liệu tham khảo:

1. ...................................................................................................................... L

ê Thị Thanh Bình (Chủ biên), Lê Khắc Bình. Thực tập Vật lý Đại cương phần

Điện - Từ. Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội, năm 2007.

2. ...................................................................................................................... R

. A. Serway and J. W. Jewett, Physics for Scientists and Engineers, 6th Edition,

Thomson Brooks/Cole, 2004, ISBN: 0534408427

3. ...................................................................................................................... D

. Halliday, R. Resnick, and J. Walker, Fundamentals of Physics, 8th edition.

ISBN: 9780470895399.

4. ...................................................................................................................... P

hysics Experiments, General Catalogue of Physics Experiments, 1991,

Leybold didactic GMBH.


Môn Thực hành Vật lý Đại cương 1 bao gồm 10 bài thực hành liên quan đến

những kiến thức cơ bản nhất về các hiện tượng Cơ học và nhiệt học như hiện

tượng va chạm mềm, va chạm đàn hồi, dao động điều hòa, sự truyền nhiệt. Bên

cạnh đó, sinh viên cũng thực hành nghiên cứu chuyển động quay của vật rắn, sự

truyền sóng âm trong không khí, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của kính hiển vi,

pan me, thước kẹp và một số dụng cụ đo khác như máy đo nhiệt độ, máy đếm thời

gian, dao động ký, cặp nhiệt điện, sensor lực, ghép nối giữa hệ đo và máy tính...


Bài mở đầu: Sơ lược về lý thuyết phép đo và sai số

1. Định nghĩa phép đo và sai số

2. Phương pháp xác định sai số của các phép đo trực tiếp

3. Phương pháp xác định sai số của các phép đo gián tiếp

4. Cách viết kết quả

40

5. Phương pháp biểu diễn kết quả bằng đồ thị.

Bài 1: Khảo sát sự dẫn nhiệt và xác định hệ số dẫn nhiệt của vật liệu

1. Mục đích: Xác định hệ số dẫn nhiệt của một số vật liệu xây dựng.

2. Lý thuyết

3. Dụng cụ thí nghiệm

3.1. Buồng nhiệt

3.2. Mẫu đo

3.3. Nguồn điện 2 12 v

3.4. Máy khống chế nhiệt độ hiển thị số.

3.5. Máy đo nhiệt độ

4. Thực hành

4.1. Hiệu chỉnh nhiệt độ giữa các máy đo

4.2. Xác định hiệu nhiệt độ giữa các mặt của tấm vật liệu

4.3. Xác định hệ số dẫn nhiệt của vật liệu

5. Xử lý số liệu

Bài 2: Nghiên cứu sự biến đổi năng lượng điện thành nhiệt

1. Mục đích:

Kiểm nghiệm sự biến đổi năng lượng điện thành năng lượng nhiệt. Kiểm

nghiệm sự chính xác của đương lượng điện nhiệt.

2. Lý thuyết


3.1. Các nhiệt lượng kế

3.2. Máy đo nhiệt độ hiện số

3.3. Máy đo năng lượng và công suất

4. Thực hành

4.1. Kiểm nghiệm sự biến đổi năng luợng điện thành năng lượng nhiệt

4.2. Kiểm nghiệm sự chính xác của đương lượng điện nhiệt


Bài 3: Khảo sát quá trình dao động điều hoà

1. Mục đích:

41

Xác định hệ số đàn hồi của lò xo. Khảo sát dao động điều hòa và xác định

chu kỳ dao động của con lắc lò xo.

2. Lý thuyết


3.1. Máy tính

3.2. Sensor đo lực

3.3. Sensor khảo sát chuyển động

3.4. Các lò xo và các vật nặng

4. Thực hành

4.1. Xác định hệ số đàn hồi của lò xo

4.2. Khảo sát dao động điều hoà của con lắc lò xo


Bài 4: Nghiên cứu sóng trên dây

1. Mục đích:

Tìm hiểu sự hình thành sóng đứng trên dây. Xác định vận tốc truyền sóng.

2. Lý thuyết


3.1. Máy phát âm tần

3.2. Nam châm vĩnh cửu

3.4. Dây và các vật nặng để kéo căng dây

4. Thực hành

4.1. Nghiên cứu sự hình thành sóng đứng trên dây

4.2. Xác định vận tốc truyền sóng trên dây


Bài 5: Xác định nhiệt nóng chảy và nhiệt hoá hơi của nước

1. Mục đích: Xác định nhiệt nóng chảy và nhiệt hoá hơi của nước

2. Lý thuyết


3.1. Nguồn tạo hơi nước

3.2. Nhiệt lượng kế

3.3. Bộ chia hơi

42

3.4. Cân thí nghiệm

4. Thực hành

4.1. Xác định nhiệt nóng chảy của nước đá

4.2. Xác định nhiệt hoá hơi của nước


Bài 6: Xác định gia tốc trọng trường bằng con lắc thuận nghịch

1. Mục đích:

Nghiên cứu dao động điều hòa, trên cơ sơ đó xác định gia tốc trọng trường

bằng con lắc thuận nghịch.

2. Lý thuyết


3.1. Con lắc thuận nghịch

3.2. Máy đếm tự động hiện số

4. Thực hành

4.1. Nghiên cứu dao động điều hòa của con lắc vật lý

4.2. Xác định gia tốc trọng trường bằng con lắc thuận nghịch


Bài 7: Khảo sát hiện tượng va chạm

1. Mục đích:

Khảo sát sự va chạm đàn hồi và va chạm mềm của hệ hai vật chuyển động

trên một đường thẳng. Kiểm nghiệm lại các định luật bảo toàn năng lượng,

bảo toàn động lượng trong quá trình va chạm của các vật.

2. Lý thuyết


3.1. Máy tính

3.2. Hệ thống đệm không khí

3.3. Sensor đo thời gian

3.4. Xe nhỏ và các vật nặng tham gia va chạm

4. Thực hành

43

4.1. Khảo sát sự va chạm đàn hồi và va chạm mềm của hệ hai vật

chuuyển động trên một đường thẳng.

4.2. Kiểm nghiệm lại các định luật bảo toàn năng lượng, bảo toàn

động lượng trong quá trình va chạm của các vật


Bài 8: Đo độ dài

1. Mục đích:

Sử dụng một số dụng cụ đo thường gặp. Tìm hiểu nguyên tắc của một số

dụng cụ cho phép nâng cao độ chính ác của phép đo độ dài

2. Lý thuyết


3.1. Thước kẹp có du xích

3.2. Panme

3.3. Kính hiển vi với thị kính trắc vi

4. Thực hành

4.1. Sử dụng thước kẹp

4.2. Sử dụng panme

4.3. Sử dụng kính hiển vi


Bài 9: Khảo sát chuyển động quay của vật rắn

1. Mục đích:

Xác định momen quán tính của một số vật rắn. Nghiệm lại định luật bảo

toàn mômen động lượng của vật rắn.

2. Lý thuyết


3.1. Máy tính

3.2. Sensor đo các thông số chuyển động quay

3.4. Hệ thống ròng rọc và các vật rắn cần khảo sát

4. Thực hành

4.1. Nghiên cứu chuyển động quay của vật rắn.

4.2. Xác định mômen quán tính của một số vật rắn

4.3. Nghiệm lại định luật bảo toàn mômen động lượng


44

Bài 10: Xác định vận tốc truyền âm trong không khí

1. Mục đích:

Khảo sát sự truyền sóng âm trong không khí. Xác định vận tốc truyền sóng

âm trong không khí và chỉ số đoạn nhiệt của không khí.

2. Lý thuyết


3.1. Dao động kí điện tử

3.2. Máy phát âm tần

3.3. Ống chứa không khí có thể thay đổi chiều dài

4. Thực hành

4.1. Khảo sát sóng âm truyền trong không khí bằng cách thiết lập

sóng đứng trong một ống kín.

4.2. Xác định vận tốc truyền âm trong không khí và chỉ số đoạn nhiệt

của không khí







1. Điện và từ học (PHY1090)

2. Thực hành Vật lý Đại cương 1 (PHY 1093)


45

45. Giảng viên


học vị


11 Ngạc An Bang TS.GV Bộ môn Vật lý Đại cương,










16 Nguyễn Ngọc Đỉnh NCV.ThS. Bộ môn Vật lý Chất rắn,


17 Lê Tuấn Tú TS. Bộ môn Vật lý Nhiệt độ thấp,


18 Sái Công Doanh NCV.CN Bộ môn Vật lý Đại cương,


19 Nguyễn Thùy Trang NCV.ThS Phòng Vật lý tính toán,




Vật lý học là ngành khoa học thực nghiệm, sinh viên không những cần

nắm vững về lý thuyết mà cần phải được quan sát và hiểu được các hiện tượng

Vật lý xảy ra trong thực tế. Môn Thực hành Vật lý đại cương 2 nhằm giúp cho

sinh viên thực hành các thí nghiệm đã được lý thuyết chứng minh, kiểm

nghiệm lại lý thuyết điện và từ đã được học. Môn học cũng giúp cho sinh viên

có cơ hội được quan sát, phân tích và qua đó hiểu sâu sắc thêm về các hiện

tượng điện và từ trong tự nhiên.

Trong quá trình thực hành, sinh viên được trang bị một số kiến thức về

các phương pháp đo, nguyên lý hoạt động, cấu tạo, vận hành của một số thiết bị

và hệ đo cơ bản.


46

Rèn luyện cho sinh viên một kỹ năng làm việc khoa học, chính xác, tư

duy thực nghiệm, giúp cho sinh viên biết gắn lý thuyết đã được học với thực tế

thực nghiệm, đáp ứng được nhu cầu công việc trong xã hội hiện đại.

Môn học cũng nhằm đào tạo phương pháp nghiên cứu thực nghiệm, khả

năng phân tích và giải quyết vấn đề, rèn luyện kỹ năng thực hành và xử lý số

liệu thực nghiệm cho sinh viên. Bên cạnh đó, việc thực hành theo nhóm gồm từ

2 đến 3 sinh viên cũng tăng cường và rèn luyện khả năng phối hợp làm việc

theo nhóm. Kỹ năng làm việc theo nhóm là một kỹ năng hiện đại mà sinh viên

cần phải được trang bị trước khi ra trường.


Môn học nhằm khuyến khích động viên sinh viên nghiên cứu Vật lý nói

chung và Điện và Từ nói riêng. Các giờ thực hành thí nghiệm cũng rèn luyện

cho sinh viên đức tính nghiêm túc, tôn trọng kỷ luật và các nội quy an toàn

trong phòng thí nghiệm.





- Đánh giá sinh viên về kiến thức, khả năng thực hành và ý thức trong

mỗi buổi thực hành.









Lê Thị Thanh Bình (Chủ biên), Lê Khắc Bình. Thực tập Vật lý Đại

cương phần Điện - Từ. Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội, năm

2007.


5. ............................................................................................................ L

ê Thị Thanh Bình (Chủ biên), Nguyễn Ngọc Long. Thực tập Vật lý Đại

cương phần Cơ - Nhiệt. Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội, năm

2007.

47

6. ............................................................................................................ R

. A. Serway and J. W. Jewett, Physics for Scientists and Engineers, 6th


7. ............................................................................................................ D

. Halliday, R. Resnick, and J. Walker, Fundamentals of Physics, 8th

edition. ISBN: 9780470895399.

8. ............................................................................................................ P

hysics Experiments, Volume 2, Electricity – Electronics. General

Catalogue of Physics Experiments, 1991, Leybold didactic GMBH.


Môn Thực hành Vật lý Đại cương 2 bao gồm 10 bài thực hành liên quan đến

những kiến thức cơ bản nhất về các hiện tượng Điện và Từ như hiện tượng cảm

ứng điện từ, dao động điện từ tắt dần và duy trì, hiện tượng cộng hưởng trong

các mạch RLC, từ lực tác dụng lên dòng điện và khung dây trong từ trường,

chuyển động của hạt tích điện trong điện-từ trường. Bên cạnh đó, sinh viên

cũng thực hành nghiên cứu sự phụ thuộc của điện trở của kim loại và bán dẫn

vào nhiệt độ, đặc trưng I-V của quang trở và photodiode, cấu tạo và nguyên lý

hoạt động của biến thế, dao động ký điện tử, điện kế khung quay và một số

dụng cụ đo khác như digital voltmeter, luxmeter …







5. Phương pháp biểu diễn kết qủa bằng đồ thị

Bài 1. Dao động ký điện tử và một số ứng dụng

1. Nội dung và mục đích bài thực hành

- Tìm hiểu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của dao động ký điện tử.

- Sử dụng dao động ký điện tử để đo một số đặc trưng cơ bản của dòng xoay chiều.

48

2. Lý thuyết

2.1. Sơ lược cấu tạo của dao động ký

2.2. Sơ lược hoạt động của ống phóng điện tử và dao động ký.


STT Tên dụng cụ Số lượng

1 Dao động ký hai kênh 1

2 Máy phát âm tần 2

3 Tụ điện 4 F 1

4 Điện trở 10 K 1

4. Thực hành

4.1. Tìm hiểu tác dụng một số phím chức năng.

4.2. Chuẩn biên độ.

4.3. Chuẩn thời gian.

4.4. Đo tần số và biên độ của thế xoay chiều.

4.5. Đo tần số bằng phương pháp Lissajou.

4.6. Đo tần số bằng phương pháp đếm vết.


5.1. Từ các số liệu thực nghiệm tính tần số của thế xoay chiều đã đo.

5.2. So sánh các kết quả thu được từ các phương pháp đo tần số bằng dao động ký.

Bài 2. Cảm ứng điện từ


- Xác định sự phụ thuộc của suất điện động cảm ứng trong cuộn cảm vào từ trường

kích thích biến đổi theo thời gian.

- Xác định sự phụ thuộc của suất điện động cảm ứng trong cuộn cảm vào thiết diện

của cuộn cảm.

- Xác định sự phụ thuộc của suất điện động cảm ứng trong cuộn cảm vào số vòng

dây của cuộn cảm.

2. Lý thuyết



1 Cuộn cảm 3

2 Cuộn Selenoid đường kính d = 120 mm 1

49

3 Giá đỡ ống dây và cuộn cảm 1

4 Máy phát chức năng 1

5 Nguồn điều khiển dòng 1

6 Micro vôn kế (Microvolt meter) 1

7 Máy tính và bộ giao diện ghép nối Cassy 1

4. Thực hành

4.1. Chuẩn bị máy đo.

4.2. Chuẩn bị microvoltmeter.

4.3. Chuẩn bị máy phát.

4.4. Chuẩn bị nguồn dòng điều khiển.

4.5. Chuẩn bị máy tính và cài đặt phần mềm đo và xử lý số liệu.

4.6. Thao tác thực hành.

4.7. Quy trình kết thúc thí nghiệm.


5.1. Từ các kết quả phần 1, nhận xét về sự phụ thuộc của dạng thế hiệu cảm ứng U

vào dạng dòng kích thích từ trường I (các dạng xung khác nhau).

5.2. Từ các số liệu bảng 1, vẽ sự phụ thuộc của U vào dt

dI và nhận xét kết quả.

5.3. Từ các số liệu bảng 2 vẽ đồ thị sự phụ thuộc của U theo S. Nhận xét.

5.4. Từ các số liệu bảng 3, vẽ đồ thị U (V) phụ thuộc số vòng dây N1. Nhận xét.

Bài 3. Phôtôđiôt và quang trở


- Khảo sát các đặc trưng V - A của phôtôđiôt với các độ rọi sáng khác nhau.

- Tính hiệu suất của photodiode.

- Khảo sát sự phụ thuộc của điện trở một mẫu quang trở vào độ rọi sáng.

2. Lý thuyết

2.1. Photodiode

2.2. Quang trở


STT

Tên dụng cụ Số lượng

1 Giá đỡ và bảng (A) để gá Luxmeter và 1

50

photodiode hoặc quang trở

2 Photodiode 1

3 Quang trở 1

4 Luxmeter (dụng cụ đo độ rọi sáng) 1

5 Đèn 220V- 45W 1

6 Bộ điều khiển 1

7 Máy tính 1

4. Thực hành

4.1. Đo đặc trưng V-A của photodiode

4.2. Đo đặc trưng V-A của quang trở


5.1. Từ đặc tuyến V-A khi J = 0 Lx và J = 3000 Lx, nhận xét và giải thích quy luật

biến thiên I = f(U) khi phôtôđiôt được chiếu sáng và không được chiếu sáng.

5.2. Từ các đồ thị Uhm = f(J) và Inm = f(J) nhận xét quy luật biến thiên của Uhm và I-

nm theo độ rọi sáng.

a. Từ họ đặc tuyến miền photovoltaic, xác định Um và Im theo J; Từ độ dốc của đồ

thị Pm = f(Pph) tính hiệu suất của photodiode

b. Tính điện trở của mẫu quang trở ứng với từng độ rọi sáng J. Nhận xét về quy

luật biến thiên của quang điện trở theo J.

Bài 4. Biến thế


- Nghiệm lại các công thức biến thế.

- Tính năng lượng tiêu hao trong một chu trình từ trễ của lõi biến thế.

- Khảo sát tính chất phối hợp trở kháng của biến thế.

2. Lý thuyết

2.1. Hiện tượng cảm ứng điện từ.

2.2. Biến thế lý tưởng.

2.3. Biến thế thực.

2.4. Phương pháp xác định đường cong từ trễ của lõi biến thế sử dụng dao động ký

điện tử.



1 Nguồn xoay chiều (biến thế tự ngẫu) 1

51

2 Biến thế (lõi và các cuộn dây) 1

3 Dao động ký điện tử 1

4 Vôn kế 1

5 Điện trở, điện trở tải (bóng đèn) 2

6 Tụ điện 1

7 Biến trở con chạy 1

4. Thực hành

4.1. Nghiệm lại các công thức của biến thế.

4.2. Xác định đường cong từ trễ của lõi biến thế.

4.3. Khảo sát tính phối hợp trở kháng của biến thế.


5.1.Vẽ đồ thị sự phụ thuộc của U1 vào U2 ứng với các trường hợp đã đo. Từ các đồ

thị U1 = f(U2), tính tỷ số U1/U2. So sánh kết quả thực nghiệm với lý thuyết.

5.2.Tính năng lượng tiêu hao trong một chu trình từ trễ.

5.3.Vẽ đồ thị U = f(n), xác định giá trị n0 ứng với dòng Imax )( maxmax

TR

UI . Giải

thích sự phụ thuộc của dòng I vào tỷ số biến thế.

Bài 5. Điện kế khung quay


- Tìm hiểu cấu tạo, nguyên tắc hoạt động của điện kế khung quay

- Xác định các thông số của điện kế khung quay: Rg (điện trở của khung điện kế),

Rth (điện trở tới hạn), Sv (độ nhạy về thế), T (chu kỳ dao động của khung điện kế),

(giảm lượng loga của sự tắt dần).

2. Lý thuyết

2.1. Cấu tạo của điện kế khung quay

2.2. Quá trình thiết lập trạng thái dừng

2.3. Các đại lượng đặc trưng cho điện kế



1 Điện kế khung quay 1

2 Nguồn một chiều 1-12 V 1

3 Vôn kế 1

4 Điện trở 2

52

5 Hộp điện trở 1

6 Công tắc K 1

4. Thực hành

4.1. Xác định độ nhạy về dòng và điện trở Rg

4.2. Xác định điện trở tới hạn ngoài R0 và độ nhạy về thế

4.3. Chu kỳ dao động T của khung điện kế


5.1.Từ số liệu bảng 1 vẽ đồ thị Rtb = f(U) từ đó suy ra I và Rg. Tính Si.

5.2. Xác định điện trở tới hạn Rth và Sv.

5.3.Tính chu kỳ dao động tự do của khung điện kế.

Bài 6. Điện trở của kim loại và bán dẫn


- Khảo sát sự phụ thuộc vào nhiệt độ của điện trở các chất kim loại và bán dẫn.

- Tính hệ số nhiệt điện trở của kim loại

- Tính năng lượng vùng cấm của bán dẫn.

2. Lý thuyết



1 Mẫu kim loại quý 1

2 Mẫu bán dẫn 1

3 Lò nung 1

4 Sensor đo nhiệt 1

5 Hộp nối điện 1

6 Máy đo nhiệt độ 1

7 Đồng hồ vạn năng 1

4. Thực hành

4.1. Đo sự phụ thuộc của điện trở của mẫu bán dẫn vào nhiệt độ.

4.2. Đo sự phụ thuộc của điện trở của mẫu kim loại vào nhiệt độ.


5.1.Từ số liệu bảng 3, vẽ đồ thị lnR = f(T-1)

53

5.2.Từ đồ thị lnR = f(T-1), tính năng lượng vùng cấm E của chất bán dẫn.

5.3.Từ số liệu bảng 4, vẽ đồ thị R = f(T)

5.4.Tính hệ số nhiệt điện trở của kim loại từ đồ thị R = f(T).

Bài 7. Dao động điện từ


- Khảo sát những quá trình phóng và nạp của tụ điện

- Khảo sát dao động tắt dần và dao động duy trì trong mạch RLC.

2. Lý thuyết

2.1. Mạch RC

2.2. Mạch RLC



1 Cuộn dây cảm ứng điện từ: 500 H 20%, R = (2x150) 1

2 Tụ điện: 40 F 10%, Umax=250 V 1

3 Một cặp giá đỡ cho tụ điện và cuộn cảm ứng 1

4 Một bảng mạch thử khổ A4 1

5 Một khay cắm pin đơn và một pin. 1

6 Các điện trở: 100 , 100 k 1

7 Một tranzitơ n-p-n: BC140 1

8 Một khoá hai trạng thái 1

9 Mười cầu nối và sáu dây nối 1

10 Một nguồn một chiều 0- 15 V - 1.5 A, +5V - 0.5 A 1% 1

11 Một máy tính với bộ thu dữ liệu và hộp CASSY 1

4. Thực hành

4.1. Khảo sát sự phóng và nạp của tụ điện qua điện trở.

4.2. Khảo sát dao động tắt dần trong mạch điện RLC.

4.3. Khảo sát sự duy trì dao động trong mạch RLC.


5.1. Đối với mạch RC: Tính hằng số thời gian = R.C của mạch RC, so sánh với

giá trị thực nghiệm đo được từ bảng 2.

5.2. Đối với mạch RLC:

- Tính hệ số tắt dần của mạch.

54

- Khảo sát sự dịch pha giữa dòng và áp trên toàn mạch.

- Tính tần số dao động riêng của mạch, so sánh với lý thuyết

5.3. Đối với mạch dao động duy trì: Giải thích sự duy trì dao động?

Bài 8. Đo trở kháng bằng dao động ký


- Khảo sát độ lệch pha giữa dòng và thế trên R, L, C

- Đo trở kháng của R, L, C.

2. Lý thuyết

2.1. Yếu tố cần đo là điện trở thuần.

2.2. Yếu tố cần đo là tụ điện C.

2.3. Yếu tố cần đo là cuộn cảm L.



1 Dao động ký 1


3 Tụ điện C 1

4 Cuộn cảm L 1

5 Điện trở R 1

6 Dây dẫn điện

4. Thực hành

4.1. Quan sát độ lệch pha giữa dòng và thế trên điện trở. Đo R.

4.2. Quan sát độ lệch pha giữa dòng và thế trên tụ điện. Đo C.

4.3. Quan sát độ lệch pha giữa dòng và thế trên cuộn cảm. Đo L.


5.1. Từ các số liệu trong bảng 2 vẽ đồ thị sự phụ thuộc của RX theo 0

0

Y

X

U

U.

5.2. Tính R từ độ dốc của đồ thị.

5.3. Từ các số liệu trong bảng 3 vẽ đồ thị sự phụ thuộc của 0

0

Y

X

U

U theo RX.

LCf

2

1

55

5.4. Tính C từ độ dốc của đồ thị.


0

Y

X

U

U.

5.6. Tính L1 từ độ dốc của đồ thị.


0

Y

X

U

U.

5.8. Tính L2 từ độ dốc của đồ thị.


0

Y

X

U

U.

5.10. Tính L+ từ độ dốc của đồ thị.


0

Y

X

U

U.

5.12. Tính L- từ độ dốc của đồ thị. Tính hệ số hỗ cảm M .

Bài 9. Lực tác dụng giữa hai dây dẫn khi có dòng điện chạy qua


- Xác định lực tương tác giữa các dây dẫn có dòng điện chạy qua.

- Khảo sát sự phụ thuộc của lực tương tác vào dòng điện, khoảng cách giữa hai dây

dẫn, chiều dài dây dẫn

- Xác định hằng số từ thẩm 0.

2. Lý thuyết


STT Tên dụng cụ thí nghiệm Số lượng

1 Bộ ghép nối Cassy - E 1

2 Các khung dây dẫn (đường kính 1mm) 8

3 Giá đỡ cho khung dây dẫn trên sensor đo lực 1

4 Sensor đo lực 1

5 Môdun “Bridge-box” 1

6 Môdun “30 Ampere-box” 1

7 Dây cáp nối 6 chân 1

8 Nguồn điện 10A AC/DC 1

9 Giá đỡ điều chỉnh độ cao 1

56

10 Thanh trụ 47 cm 1

11 Kẹp đỡ 1

12 Chân đế chữ A 1

4. Thực hành

4.1. Lắp đặt thí nghiệm.

4.2. Tháo tác với máy tính để chuẩn bị đo.

4.3. Đo sự phụ thuộc của lực tác dụng giữa hai dây dẫn vào cường độ dòng điện

chạy qua mạch.

4.4. Đo sự phụ thuộc của lực tác dụng giữa hai dây dẫn vào độ dài của dây.


5.1. Nhận xét về họ đồ thị 1.

5.2. Từ độ dốc của đồ thị F = f(I2) khi d = const, tính 0.

5.3. Từ số liệu bảng 2, xác định giá trị F khi dòng I = 9 A ứng với khoảng cách d

giữa hai dây.

5.4. Vẽ đồ thị sự phụ thuộc của F = f(d-1) khi I = const. Giải thích sự phụ thuộc đó.

5.5. Nhận xét về họ đồ thị 2.

5.6. Từ số liệu bảng 3, xác định giá trị F khi dòng I = 8 A ứng với các độ dài của

dây dẫn.

5.7. Vẽ đồ thị sự phụ thuộc của F = f( ) khi I = const. Giải thích sự phụ thuộc đó.

Bài 10. Hiện tượng cộng hưởng trong các mạch điện đối với dòng xoay chiều

1. Nội dung và mục đích bài thực hành: Khảo sát hiện tượng cộng hưởng song

song và cộng hưởng nối tiếp trong mạch điện xoay chiều có các yếu tố R, L, C.

2. Lý thuyết

2.1. Mạch cộng hưởng nối tiếp.

2.2. Mạch cộng hưởng song song.

2.3. Các phương pháp đo độ lệch pha của hai điện áp xoay chiều bằng dao động

ký.


STT STT Tên dụng cụ Số lượng

1 Dao động ký điện tử 1


3 Von kế hiện số 1

4 Cuộn cảm L = 0,009H 1

57

5 Tụ điện C = 0,1F 1

6 Điện trở R = 230 1

4. Thực hành

4.1. Khảo sát mạch LC nối tiếp

4.2. Khảo sát mạch LC song song


5.1. Từ các số liệu bảng 2 và 3 vẽ đồ thị hàm số độ lệch pha theo tần số f đối với

từng chế độ AUTO và X - Y. Xác định tần số cộng hưởng.

5.2. Từ các số liệu bảng 2 và 3 vẽ đồ thị hàm số UR theo tần số f, xác định tần số

cộng hưởng.

5.3. So sánh các kết quả xác định tần số cộng hưởng từ các đồ thị trên với giá trị fch

tính từ lý thuyết.

5.4. Tương tự, từ số liệu bảng 4 và 5, vẽ đồ thị như đối với trường hợp cộng hưởng

nối tiếp. Xác định tần số cộng hưởng.

5.5. Giải thích các kết quả.

58






1. ............................................................................................................. Đ

iện và từ học (PHY1090)

2. ............................................................................................................. Q

uang học (PHY 1092)

3. ............................................................................................................. T

hực hành Vật lý Đại cương 1 (PHY 1093)

4. ............................................................................................................. T

hực hành Vật lý Đại cương 2 (PHY 1094)


55. Giảng viên


học vị










24 Nguyễn Anh Tuấn GV.TS. Bộ môn Quang lượng tử,


25 Bùi Thị Hồng Vân GV.ThS. Bộ môn Quang lượng tử,


26 Đào Kim Chi NCV Văn phòng Khoa Vật lý,


59

27 Sái Công Doanh NCV.CN Bộ môn Vật lý Đại cương,




Vật lý học là ngành khoa học thực nghiệm, sinh viên không những cần

nắm vững về lý thuyết mà cần phải được quan sát và hiểu được các hiện tượng

Vật lý xảy ra trong thực tế. Môn Thực hành Vật lý đại cương 3 nhằm giúp cho

sinh viên thực hành thí nghiệm, kiểm nghiệm lại và hiểu sâu các kiến thức lý

thuyết về quang học hiện đại đã được học. Môn học cũng giúp cho sinh viên có

cơ hội được quan sát, phân tích và qua đó hiểu sâu sắc thêm về các hiện tượng

quang học trong tự nhiên.

Trong quá trình thực hành, sinh viên được trang bị một số kiến thức về

các phương pháp đo, nguyên lý hoạt động, cấu tạo, vận hành của một số thiết bị

và hệ đo quang cơ bản.


Rèn luyện cho sinh viên một kỹ năng làm việc khoa học, chính xác, tư

duy thực nghiệm, giúp cho sinh viên biết gắn lý thuyết đã được học với thực tế

thực nghiệm, đáp ứng được nhu cầu công việc trong xã hội hiện đại.

Môn học cũng nhằm đào tạo phương pháp nghiên cứu thực nghiệm, khả

năng phân tích và giải quyết vấn đề, rèn luyện kỹ năng thực hành và xử lý số

liệu thực nghiệm cho sinh viên. Bên cạnh đó, việc thực hành theo nhóm gồm từ

2 đến 3 sinh viên cũng tăng cường và rèn luyện khả năng phối hợp làm việc

theo nhóm. Kỹ năng làm việc theo nhóm là một kỹ năng hiện đại mà sinh viên

cần phải được trang bị trước khi ra trường.


Môn học nhằm khuyến khích động viên sinh viên nghiên cứu Vật lý nói

chung và Quang học hiện đại nói riêng. Các giờ thực hành thí nghiệm cũng rèn

luyện cho sinh viên đức tính nghiêm túc, tôn trọng kỷ luật và các nội quy an

toàn trong phòng thí nghiệm.





- Đánh giá sinh viên về kiến thức, khả năng thực hành và ý thức trong

mỗi buổi thực hành.





60





Nguyễn Thị Thục Hiền (Chủ biên). Thực tập Vật lý Đại cương phần

Quang. Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội, năm 2007.


9. ............................................................................................................ L

ê Thị Thanh Bình (Chủ biên), Nguyễn Ngọc Long. Thực tập Vật lý Đại

cương phần Cơ - Nhiệt. Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội, năm

2007.

10. .......................................................................................................... L

ê Thị Thanh Bình (Chủ biên), Lê Khắc Bình. Thực tập Vật lý Đại cương

phần Điện - Từ. Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội, năm 2007.

11. .......................................................................................................... R

. A. Serway and J. W. Jewett, Physics for Scientists and Engineers, 6th


12. .......................................................................................................... D

. Halliday, R. Resnick, and J. Walker, Fundamentals of Physics, 8th

edition. ISBN: 9780470895399.

13. .......................................................................................................... P

hysics Experiments, General Catalogue of Physics Experiments, 1991,

Leybold didactic GMBH.


Môn học Thực hành Vật lý đại cương 3 bao gồm 10 bài thực hành thí

nghiệm về Quang học và Nguyên tử. Người học sẽ thực hiện các bài thực

hành Quang học liên quan tới các hiện tượng phân cực, giao thoa, nhiễu xạ

đối với ánh sáng khả kiến, tốc độ của ánh sáng trong không khí. Người học

cũng sẽ thực hiện một số bài thực hành liên quan tới tính chất lượng tử của

ánh sáng và cấu trúc phổ nguyên tử như quang phổ vạch của Hydro và thủy

ngân, hiệu ứng quang điện, điện tích riêng của điện tử ...

61

Trong quá trình thực hành, sinh viên cũng sẽ nghiên cứu cấu tạo và nguyên

lý hoạt động của một số dụng cụ và thiết bị quang học từ cơ bản như thấu

kính, lăng kính, giác kế, nguồn đèn Hg và Hydro ... đến hiện đại như giao

thoa kế Michelson, Mach – Zehnder, nguồn viba và laser ...







5. Phương pháp biểu diễn kết quả bằng đồ thị.

Bài 1. Sự phân cực ánh sáng


Khảo sát hiện tượng phân cực của ánh sáng để kiểm định sóng ánh sáng là sóng

ngang, cụ thể:

- Nghiệm lại định luật Malus. Khảo sát sự phụ thuộc của hệ số truyền (sự liên hệ

của cường độ ánh sáng tới kính phân tích và cường độ ánh sáng sau khi qua kính

phân tích) vào góc giữa mặt phẳng phân cực (mặt phẳng chính) của kính phân cực

và kính phân tích.

- Nghiệm lại công thức phản xạ Fresnel. Từ công thức Fresnel xác định hệ số phản

xạ của ánh sáng phân cực.

2. Lý thuyết

2.1. Sự phân cực. Định luật Malus.

2.2. Sự phân cực do phản xạ. Định luật Fresnel.


TT Tên dụng cụ thí nghiệm S

ố

l

ư

ợ

n

g

62

1 Nguồn nuôi đèn Halogen 1

2 Đèn Halogen - 12 V, 100W/50W 1

3 Kính chắn đèn 1

4 Diaphragm( lỗ hở tròn có thể điều chỉnh to hay nhỏ) 1

5 Kính phân cực 1

6 Kính phân tích 1

7 Thấu kính f = 100 mm 1


9 Hộp thủy tinh làm gương phản xạ 2

10 Photodiode 1

11 Vôn kế 1

12 Dây nối đầu đo (1 dây đen, 1 dây đỏ) 1

13 Giá quang học và các gá đỡ 4

4. Thực hành

4.1. Nghiệm lại định luật Malus.

4.2. Nghiệm lại định luật Fresnel.


5.1. Cơ sở lý thuyết cần cho thực nghiệm

- Hiện tượng phân cực ánh sáng. Định luật Malus.

- Hiện tượng phân cực vì phản xạ. Các công thức phản xạ Fresnel.

5.2. Xử lý số liệu

5.2.1 Định luật Malus

a. Vẽ trên cùng một đồ thị các hàm số: f() = cos2 (đồ thị lí thuyết) và f() =

U/Umax (đồ thị thực nghiệm). So sánh đồ thị lý thuyết và thực nghiệm, rút ra nhận

xét.

b. Vẽ đồ thị liên hệ giữa hệ số truyền hiệu chỉnh (U - Ur)/Umax vào cos2:

(U - Ur)/Umax = f(cos2)

trong đó Ur ứng với = 90o là phần ánh sáng còn sót lại do sự phân cực không

hoàn toàn của bản tuamalin (kính phân cực). So sánh đồ thị chưa hiệu chỉnh và đồ

thị sau khi hiệu chỉnh để rút ra sự phù hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm.

5.2.2 Công thức Fresnel

Vẽ các đường đồ thị lí thuyết và thực nghiệm của hàm i

r

E

Ef )( cho cả hai

trường hợp phân cực vuông góc và song song trên cùng một hệ trục toạ độ để so

sánh.

63

5.3. Nhận xét kết quả

- Nêu các ảnh hưởng của nhiễu do môi trường xung quanh lên bài thí nghiệm. Giải

thích các sai khác có thể có giữa kết quả lí thuyết và thực nghiệm.

- Nêu mức độ chính xác của kết quả đo.

Bài 2. Giao thoa kế


- Lắp đặt giao thoa kế Michelson và xác định bước sóng của ánh sáng laser.

- Lắp đặt giao thoa kế Mach - Zehnder và xác định chiết suất của không khí.

2. Lý thuyết

2.1. Giao thoa kế Michelson.

2.2. Giao thoa kế Mach-Zehnder.



ố

l

ư

ợ

n

g

1 Laser quang học cùng giá đỡ 1

2 Các chân đế vòng kẹp cho các phần tử quang học 1

3 Bộ chia chùm sáng (gương bán phản xạ) 2

4 Gương phẳng có bộ phận vi chỉnh 2

5 Thấu kính cầu, f = 2,7 mm 1

6 Bộ phận cơ học vi chỉnh 1

7 Buồng khí 1

8 Bơm hút khí 1

4. Thực hành

4.1. Đo bước sóng ánh sáng bằng giao thoa kế Michelson

4.2. Đo chiết suất không khí bằng giao thoa kế Mach-Zender


5.1. Cơ sở lý thuyết cần cho thực nghiệm

64

- Hiện tượng giao thoa là gì? Điều kiện để có được hiện tượng giao thoa ánh sáng.

- Giao thoa kế Michelson và nguyên tắc hoạt động của nó.

- Giao thoa kế Mach – Zehnder và nguyên tắc hoạt động của nó.

- Phương pháp đo bước sóng ánh sáng sử dụng giao thoa kế Michelson và phương

pháp đo chiết suất không khí sử dụng giao thoa kế Mach – Zehnder.


Từ kết quả đo được, xác định chiết suất của không khí.

5.3. Nhận xét kết quả

- Nhận xét về phương pháp đo.

- Nhận xét về độ chính xác của kết quả. Có cách nào để nâng độ chính xác của kết

quả không?

Bài 3. Hiện tượng tán sắc ánh sáng


Ứng dụng hiện tượng tán sắc ánh sáng bởi lăng kính để khảo sát sự phụ thuộc của

chiết suất môi trường vào bước sóng của ánh sáng truyền qua.

2. Lý thuyết

2.1. Hiện tượng tán sắc ánh sáng qua lăng kính

2.2. Sự khúc xạ qua lăng kính


TT Tên dụng cụ Số lượng

1 Giác kế (máy đo góc) chính xác 1

2 Đèn hơi thuỷ ngân 1

3 Cuộn cảm (cho đèn thủy ngân) 1

4 Lăng kính thủy tinh 1

4. Thực hành

4.1. Đo góc chiết quang của lăng kính.

4.2. Đo góc lệch cực tiểu. Khảo sát sự tán sắc của ánh sáng.


- Tính góc chiết quang của lăng kính

- Vẽ đồ thị sự phụ thuộc chiết suất vào bước sóng ánh sáng

Bài 4. Xác định tỉ số e/m của điện tử


65

Ứng dụng hiện tượng chuyển động tròn của điện tử trong từ trường để xác định

điện tích riêng (tỉ số e/m) của điện tử.

2. Lý thuyết: Chuyển động của điện tử trong từ trường đều


TT Tên dụng cụ Số

lượng

1 Ống phóng chùm tia điện tử 1

2 Cặp cuộn Hemholtz với giá đỡ và thiết bị đo 1

3 Nguồn điện DC 0 - 500V 1

4 Nguồn điện DC 0 - 20V 1

5 Đồng hồ đo vạn năng 2

6 Dây cáp nối 6 chân , dài1,5m 1

7 Thước đo 20 cm 1

8 Dây nối an toàn màu đen, 25cm 1



11 Dây dẫn xanh, 50cm 1

12 Dây cáp nối 1 cặp xanh đỏ, 100cm 1

4. Thực hành

4. 1. Khảo sát từ trường của cuộn Helmholtz.

4.2. Xác định tỉ số e/m của điện tử.


Vẽ đồ thị sự phụ thuộc của hiệu điện thế anode UA vào B2 : UA = f(B2) và từ đồ thị

tính hệ số góc k =2B

U A

. Kết quả thu được dùng để tính tỉ số e/m của điện tử.

Bài 5. Xác định bước sóng các vạch trong dãy Balmer của quang phổ Hydro


Ứng dụng hiện tượng nhiễu xạ của ánh sáng bởi cách tử để xác định các bước sóng

H, H, và H trong dãy Balmer của quang phổ hydro bằng cách phân tích ánh sáng

của một đèn Balmer.

2. Lý thuyết

2.1. Mẫu Bohr cho nguyên tử Hydro

2.2. Giải thích sự hình thành vạch phổ

66



ố

l

ư

ợ

n

g

1 Đèn Balmer 1

2 Nguồn nuôi đèn Balmer 1

3 Giá quang học và các kẹp có tay nắm 1

4 Kẹp 1

5 Khe hở điều chỉnh được 1

6 Cách tử Rowland 1



9 Màn mờ 1

4. Thực hành

4.1. Xác định bước sóng các vạch Hα Hβ Hγ trong dãy phổ Balmer.

4.2. Nghiệm lại công thức Rydberg.


5.1. Từ kết quả thu được, tính các bước sóng trong dãy phổ Balmer và nghiệm

lại công thức Rydberg.

5.2. Nhận xét

- Về phương pháp đo.

- Về độ chính xác của kết quả.

5.3. Nên làm thế nào để tăng được độ chính xác của phép đo bước sóng?

Bài 6. Xác định hằng số Planck bằng phương pháp quang điện


Ứng dụng hiện tượng quang điện ngoài để xác định hằng số Planck h.

2. Lý thuyết

67

Hiệu ứng quang điện. Giải thích của Einstein về hiệu ứng quang điện.



ố

l

ư

ợ

n

g

1 Đèn cao áp thuỷ ngân, nguồn điện cho đèn 1

2 Tế bào quang điện 1

3 Bộ khuếch đại tín hiệu 1

4 Đồng hồ vạn năng 1

5 Thấu kính hội tụ, f = 100 mm 1

6 Bộ kính lọc sắc 1

7 Giá đỡ quang học có thước chia 1

8 Bản khe chắn sáng 1

4. Thực hành: Đo hiệu điện thế anode.


Bài 7. Xác định tỷ lệ saccaroza bằng đường kế


2. Lý thuyết: Hiện tượng phân cực quay của ánh sáng khi truyền qua chất quang hoạt.


4. Thực hành: Đo nồng độ saccaroza bằng đường kế.


Bài 8. Xác định bước sóng ánh sáng bằng cách tử


68

Ứng dụng hiện tượng nhiễu xạ của ánh sáng qua cách tử để xác định bước sóng

của một số bức xạ đơn sắc phát ra từ đèn hơi thủy ngân.

2. Lý thuyết:Hiện tượng nhiễu xạ. Nhiễu xạ qua khe hẹp và cách tử.



1 Giác kế (máy đo góc) chính xác 1

2 Đèn hơi thuỷ ngân 1

3 Cuộn cảm (cho đèn thủy ngân) 1

4 Cách tử phẳng 1

4. Thực hành

4.1. Xác định hằng số cách tử

4.2. Xác định bước sóng ánh sáng của phổ đèn hơi Thủy ngân


Xử lý kết quả từ số liệu thu được và nêu những nhận xét về phép đo n, ở đây, có

những hạn chế gì? Nên khắc phục như thế nào?

Bài 9. Nhiễu xạ ánh sáng qua một khe và hệ nhiều khe


Với sự trợ giúp của máy tính, khảo sát sự phân bố cường độ của ánh sáng nhiễu xạ

gây bởi một khe hẹp và một hệ khe hẹp.

2. Lý thuyết :Hiện tượng nhiễu xạ. Nhiễu xạ qua khe hẹp và nhiều khe.



1 Khe hẹp điều chỉnh được 1

2 Màn có 3 cặp khe 1



5 Nguồn laser 0,2/1mW 1

6 Kính lọc phân cực 2

7 Thấu kính f = +5mm 1



10 Gá đỡ màn chắn 1

69

11 Trục quang học (đường ray quang ) 1

12 Con chạy trên trục quang học cao 60mm, rộng 50mm 7

13 Video Com và dây cáp nối 1

14 Bộ đổi điện 230V/12V 1

4. Thực hành

4.1. Khảo sát hiện tượng nhiễu xạ qua một khe hẹp.

4.2. Khảo sát hiện tượng nhiễu xạ qua hệ nhiều khe hẹp.

5. Xử lý số liệu: Nhận xét sự phụ thuộc của hình ảnh nhiễu xạ vào độ rộng khe hẹp, số

lượng khe hẹp.

Bài 10. Khảo sát một số đặc trưng của sóng


- Khảo sát sự phân bố trường của sóng viba trong không gian truyền sóng.

- Khảo sát sự phân cực, hấp thụ của sóng viba.

- Khảo sát hiện tượng sóng đứng, từ đó xác định bước sóng của sóng viba và chiết

suất của một tấm vật liệu điện môi.

- Áp dụng sóng viba vào khảo sát dịch chuyển Dopple.

2. Lý thuyết

2.1. Hiện tượng phân cực của sóng điện từ.

2.2. Sự truyền sóng viba trong các vật liệu.

2.3. Áp dụng kĩ thuật vi sóng.



1 Máy phát vi sóng (máy phát Gunn) 1

2 Đầu dò điện trường 1

3 Nguồn nuôi máy phát và khuếch đại 1

4 Đồng hồ đo vạn năng 1

5 Bộ chuyển điện 220V - 12V 1

6 Lưới kim loại 1

7 Bản kim loại 230mm x 230mm 1

8 Tấm điện môi 1

9 Thước đo 1

10 Giá đỡ 3

70

4. Thực hành

4.1. Đo hệ số khuếch đại của bộ khuếch đại tín hiệu

4.2. Khảo sát sự phân bố của sóng viba theo chiều dọc

4.3. Khảo sát sự phân bố của sóng viba theo chiều ngang

4.4. Đo bước sóng của sóng viba dựa trên hiện tượng sóng dừng

4.5. Đo chiết suất của vật liệu dựa trên hiện tượng sóng dừng.


- Đưa các số liệu thực nghiệm, kết quả tính toán, đồ thị biểu diễn vào các bảng và

các mục tương ứng.

- Nhận xét kết quả thu được khi nghiệm lại định luật Malus đối với sóng viba.

71


Mở đầu về thuyết tương đối và vật lý lượng tử

1. Mã môn học: PHY3500



4. Ngôn ngữ giảng dạy: tiếng Anh


- TS. Nguyễn Quốc Thịnh, Phòng Vật lý năng lượng cao và Vũ trụ học, Khoa

Vật lý, trường ĐHKHTN.

- NCS. Nguyễn Bảo Trung, Trường chuyên Khoa học Tự nhiên.

- NCS. Nguyễn Công Toản, Trường chuyên Khoa học Tự nhiên.


- Kiến thức: sinh viên nắm được sơ lược về sự phát triển của vật lí trước và

sau thế kỉ 20; những khó khăn và khủng hoảng của vật lí trước thế kỉ 20 và

tư duy vật lí sau thế kỉ này; từ đó, hiểu được tính cần thiết của sự ra đời của

vật lý lượng tử, vật lý hiện đại, lý thuyết tương đối.

- Kỹ năng: sinh viên sử dụng được các lý thuyết cổ điển và lý thuyết hiện đại

để giải thích các hiện tượng vật lý, thấy rõ sự khác nhau giữa các kết quả

này và thấy được mâu thuẫn của kết quả cổ điển với thực tiễn;

- Thái độ: môn học đề cập tới khủng hoảng của nền vật lý học trước thế kỉ 20

và cách giải quyết vấn đề. Đây là một ví dụ rất tốt cho sinh viên trong việc

giải quyết những mâu thuẫn nảy sinh trong quá trình tìm hiểu thế giới tự

nhiên. Sinh viên sẽ thấy rằng tư duy lối mòn sẽ dẫn đến con đường cụt,

ngược lại, tư duy sáng tạo, khác biệt sẽ cho ta những khả năng mới để giải

quyết vấn đề.


- Đánh giá thường xuyên: 10%

72

Sinh viên cần tham gia đầy đủ các buổi làm bài tập, thực hiện đầy đủ khối lượng bài

tập được giao.

- Giữa kì: 30%

Sinh viên tham gia kì thi giữa kì do giảng viên thực hiện.

Hình thức: thi viết

- Cuối kì: 60 %

Sinh viên tham gia kì thi cuối kì do Nhà trường tổ chức.

Hình thức: thi viết.

8. Giáo trình :

- Stephen Gasiorowicz, Quantum Physics, 3rd edition, ISBN: 978-0-471-05700-

0

- David W. Hogg, Special relativity, 1997,


Nội dung môn học bắt đầu bằng những thành tựu của Vật lý từ thời Galileo, Newton

cho đến hết thế kỉ 19. Bước sang thế kỉ 20, Vật lý học gặp phải nhiều vấn đề và hiện

tượng mà nếu sử dụng các lý thuyết cổ điển, chúng ta sẽ không thể giải thích, như bức

xạ của vật đen tuyệt đối, hiện tượng quang điện, hiệu ứng Compton, các vạch bức xạ

của nguyên tử Hydro, tốc độ của ánh sáng …Để giải quyết những vướng mắc trên, tư

duy theo lối cũ cần phải được xóa bỏ, các luồng tư tưởng mới xuất hiện và những khái

niệm, lý thuyết mới ra đời. Lý thuyết tương đối hẹp của Einstein xuất hiện cùng các

tiên đề về lượng tử của Planck đã mở ra một chân trời mới của Vật lý học. Các hiện

tượng vật lý trong thế giới vi mô của vật chất, năng lượng cao dần dần được làm sáng

tỏ. Người học sẽ được dẫn dắt vào thế giới, ở đó, xuất hiện các khái niệm mới hoàn

toàn như hàm sóng, hằng số Planck, phương trình Schroedinger, các hiện tượng bị

lượng tử hóa, tính tương đối của không gian, thời gian…một thế giới khác với thế giới

chúng ta sống hàng ngày.


Phần 1: Thuyết tương đối

- Các tiên đề.

- Biến đổi Galileo.

- Thí nghiệm của Michelson-Morley.

- Biến đổi Lorentz.

73

- Đồng bộ thời gian.

- Nghịch lý anh em sinh đôi.

- Năng lượng nghỉ. Chuyển đổi khối lượng-năng lượng.

- Va chạm tương đối tính.

Phần 2: Vật lý lượng tử.

- Bức xạ của vật đen tuyệt đối.

- Hiệu ứng quang điện.

- Hiệu ứng Compton.

- Tính chất sóng của vật chất và nhiễu xạ điện tử.

- Mẫu Bohr.

- Hàm sóng, xác suất, giá trị trung bình, độ bất định.

- Phương trình Schrodinger: các giá trị riêng, giếng thế một chiều.

74


ĐIỆN VÀ ĐIỆN TỬ



63. Môn học tiên quyết: Điện và Từ học


65. Giảng viên: TS. Đỗ Trung Kiên, Bộ môn Vật lí Vô tuyến


- Kiến thức: Trang bị cho sinh viên những kiến thức cơ bản về Điện và Điện

tử. Về phần Điện, sinh viên được học về các cách phân tích và tính toán cho

các loại mạch điện, các đặc trưng quá độ, các đặc trưng tần số của các mạch

DC và AC.

Phần chủ yếu là Điện tử, sinh viên được tìm hiểu về các linh kiện bán dẫn, cấu

tạo của diode và transistor bán dẫn. Theo đó là các mạch điện ứng dụng như:

mạch chỉnh lưu, mạch khuếch đại…

Một phần cũng rất quan trọng trong nội dung Điện tử là phần điện tử số. Sinh

viên được giới thiệu về hệ nhị phân, các phép tính và biến đổi của hệ nhị phân,

các cổng logic cơ bản để thực hiện các phép tính này. Phát triển lên là các

mạch logic tổ hợp và logic dãy, các hệ thống số.

- Kĩ năng: Môn học 3 tín chỉ được dành 1 tín chỉ cho thực tập các kiến thức đã

học trên giảng đường. Có tất cả 8 bài thực tập tương ứng với các nội dung quan

trọng trong môn học. Sinh viên sẽ được làm quen với các linh kiện điện tử rời

rạc, các trang thiết bị đo điện, điện tử như đồng hồ đo, dao động kí. Sinh viên

sẽ học cách lắp ráp các mạch điện trên bản mạch thử, đo đạc, lấy số liệu và vẽ

các đồ thị đặc trưng của các mạch điện, tìm hiểu về các mạch điện tử như chỉnh

lưu, khuếch đại, mạch logic cơ bản và phức tạp…

- Thái độ: Sinh viên được làm quen với các loại linh kiện và mạch điện tử, cách

sử dụng các thiết bị đo. Từ đó có thể tiếp cận với phần chuyên sâu của chuyên

ngành. Ở các phần này, sinh viên sẽ học về các kĩ thuật điện tử hiện đại.

75

Vì thế trong quá trình học, sinh viên khi tập trung theo sát các mục tiêu đề ra

của môn học sẽ bước đầu bước vào tìm hiểu lĩnh vực điện tử, sẽ là một định

hướng ngành tốt khi ra trường.


- Môn học yêu cầu 3 đầu điểm:

+ Điểm thường xuyên (10%) : tính theo sự đi học đầy đủ giờ trên lớp, trả lời

các câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên trên lớp. Đồng thời tính điểm danh đủ

việc tham dự và xử lí các kết quả thực nghiệm của các bài thực hành.

+ Điểm giữa kì (30%): + 01 bài kiểm tra + Trung bình điểm của 8 bài thực

hành

+ Điểm cuối kì (60%) : Bài kiểm tra cuối kì


Bắt buộc: Giorgio Rizzoni, “Principles and Applications of Electrical

Engineering,” Fourth edition, Mc GrawHill, 2003

Tham khảo Charkes K. Alexander, “Fundamentals of Electric Circuits”,

Fourth Edition, by, Mc GrawHill, 2009

Paul Scherz, “Practical Electronics for Inventors”, Second

Edition, , Mc GrawHill, 2007


- Môn học trình bày những kiến thức cơ bản về Điện và Điện tử. Về phần Điện,

các cách phân tích và tính toán cho các loại mạch điện, các đặc trưng quá độ,

các đặc trưng tần số của các mạch DC và AC.

Phần chủ yếu là Điện tử, các linh kiện bán dẫn, cấu tạo của diode và transistor

bán dẫn. Theo đó là các mạch điện ứng dụng như: mạch chỉnh lưu, mạch

khuếch đại…

Phần điện tử số. Sinh viên được giới thiệu về hệ nhị phân, các phép tính và biến

đổi của hệ nhị phân, các cổng logic cơ bản để thực hiện các phép tính này. Phát

triển lên là các mạch logic tổ hợp và logic dãy, các hệ thống số.


Môn học được chia thành hai phần:

Lý thuyết trên lớp (2 TC) + Thực tập tại phòng thí nghiệm (1 TC)

76

Phần lý thuyết

Phần I: Mạch điện

Chương 2 Cơ bản về mạch điện (Tuần 1)

Chương 3 Phân tích mạch điện trở (Tuần 2)

Chương 4 Phân tích mạng mạch điện AC (Tuần 3)

Chương 5 Phân tích đặc trưng quá độ của mạch điện (Tuần 4)

Chương 6 Đặc trưng tần số và các khái niệm cơ bản về hệ thống điện

tử

(Tuần 5)

Chương 7 Nguồn AC (Tuần 6)

Phần II: Điện tử

Chương 8 Khuếch đại thuật toán (Tuần 7)

Chương 9 Bán dẫn và Đi-ốt (Tuần 8)

Chương 10 Transistor lưỡng cực: hoạt động, mạch điện tương đương

và ứng dụng (Tuần 9)

Chương 12 Điện tử công suất (Tuần 10)

Chương 13 Mạch điện tử số (Tuần 11)

Chương 14 Hệ thống điện tử số (Tuần 12)

Chương 15 Đo lường điện tử (Tuần 13)

Phần thực tập (2 tuần / Chương)

Chương 2

1. Khảo sát đặc trưng V-I của bóng đèn tungsten (tr.39)

2. Thiết kế và ứng dụng của cầu Wheatstone (tr.51)

3. Khảo sát sự phụ thuộc của công suất tiêu thụ vào giá trị điện trở

(tr.63)

Chương 4

1. Khảo sát sự phóng nạp của tụ điện (tr.142)

2. Khảo sát hộp đen RC (tr.153)

3. Khảo sát sự cộng hưởng của mạch RLC nối tiếp

Chương 6

1. Bộ lọc thông thấp (tr.288)

2. Bộ lọc thông cao

3. Bộ lọc dải thông (tr.299)

77

Chương 8

1. Khuếch đại đảo, không đảo (tr.396 –

tr.401)

2. Khuếch đại tích phân (tr.413)

Chương 9

1. Chỉnh lưu nửa chu kì (tr.471)

2. Chỉnh lưu hai nửa chu kì, cầu đi-ốt (tr.483)

3. Xử lí tín hiệu: Mạch cắt, mạch phát hiện đỉnh

Chương 10

1. Xác định miền làm việc của BJT (tr.523)

2. Mạch khuếch đại Emitter chung (tr.548)

Chương 13

1. Các cổng logic cơ bản NOT, NAND, NOR, AND, OR

2. Mạch hợp kênh (tr.664)

3. Mạch chuyển đổi mã (tr.664)

78


VẬT LÝ TÍNH TOÁN 1



73. Môn học tiên quyết: Toán cao cấp (Đại số tuyến tính, Giải tích), Cơ học, Điện và

Từ.

Biết lập trình không phải là điều kiện tiên quyết, nhưng chúng tôi khuyến cáo

sinh viên nên học một ngôn ngữ lập trình trước khi đăng ký học môn học này.

74. Ngôn ngữ giảng dạy: Tiếng Anh.


a) Nguyễn Quang Hưng, TS, Khoa Vật lý, ĐHKHTN, ĐHQGHN.

b) Nguyễn Hoàng Oanh, TS, Khoa Vật lý, ĐHKHTN, ĐHQGHN.

c) Nguyễn Thị Thanh Nhàn, ThS, Khoa Vật lý, ĐHKHTN, ĐHQGHN.

d) Nguyễn Cảnh Việt, ThS, Khoa Vật lý, ĐHKHTN, ĐHQGHN.


Kiến thức:

Nắm được các nguyên lý cơ bản và một số thuật toán quan trọng của tính toán

số.

Hiểu được vai trò của vật lý tính toán.

Kỹ năng:

Hiểu các thuật toán cơ bản của tính toán số và có khả năng viết các chương

trình tương ứng.

Có thể vận dụng các thuật toán số và kỹ năng viết chương trình trong các ngôn

ngữ lập trình để giải quyết các vấn đề của vật lý và kỹ thuật.

Mục tiêu khác:

Khả năng tự đọc, tự học, thái độ học tập và làm việc nghiêm túc, kiên nhẫn

trong việc sửa lỗi các chương trình máy tính, trung thực và khiêm tốn.


Các loại điểm kiểm tra và trọng số của từng loại điểm:

Điểm bài tập thực hành: 20 %

79

Điểm kiểm tra giữa kì: 30 %

Điểm thi cuối kì: 50 %

Lịch thi và kiểm tra:

Thời gian cho mỗi bài kiểm tra hoặc thi: 45 phút lập trình trên máy tính và 30

phút cho các câu hỏi vấn đáp.

Kiểm tra giữa kì vào tuần thứ 9 hoặc 10.

Thi cuối kì sau 2-3 tuần tính từ ngày kết thúc môn học.


Các bài giảng và bài tập thực hành của Giảng viên

Andi Klein, Alexander Godunov, Introductory Computational Physics,

Cambridge University Press, 2006. Chapters 1-10.

William H. Press, Saul A. Teukolsky, William T. Vetterling, Brian P. Flannery,

Numerical Recipes, 2nd ed., Cambridge University Press 1997. Chapters 1-5, 9-

11, 16-17,19


Brian Kerninghan, Dennis Ritchie, C programming language, 2nd ed., Prentice

Hall 1988.

Robert Wood, C programming for Scientists and Engineers, Penton Press

2002.

Tao Pang, An Introduction to Computational Physics, 2nd ed., Cambridge Univ.

Press, 2006.

Nicholas J. Giodarno, Hisao Nakanishi, Computational Physics, 2nd ed.,

Prentice Hall 2006.

Michael T. Heath, Scientific Computing, McGraw-Hill, 1997.

Tôn Tích Ái, Phương pháp số, NXB ĐHQGHN, 2001.

Phạm Kỳ Anh, Giải tích số, NXB ĐHQGHN, 2008.


Vật ly tính toán 1 là môn học trang bị cho sinh viên các thuật toán quan trọng

trong tính toán số, các thuật toán này được dùng để tìm lời giải gần đúng của các

bài toán, và các kiến thức cơ bản về lập trình (được minh họa trong các ngôn ngữ

lập trình thông dụng). Từ đó, sinh viên có thể tự mình viết các chương trình máy

tính giải gần đúng một số bài toán cơ bản của Vật lý và Kỹ thuật.

80

Trong môn học này, ngôn ngữ lập trình được dùng là một trong các ngôn ngữ:

C/C++/Matlab/Python.


Chương 0: Giới thiệu về hệ điều hành Linux.

Chương 1: Biểu diễn số trên máy tính, lỗi và tính ổn định của thuật toán

Chương 2: Khái niệm lập trình cơ bản trong C.

Chương 3: Tìm nghiệm gần đúng của phương trình và hệ phương trình phi tuyến.

- Phương pháp chia đôi.

- Phương pháp lặp, phương pháp Newton-Raphson, phương pháp dây cung.

- Bài toán tối ưu hóa.

Chương 4: Giải hệ phương trình tuyến tính, phân tách ma trận và bài toán giá trị riêng

- Phương pháp Gaussian, Phương pháp Jacobi, Gauss-Seidel, SOR.

- Phân tách LU.

- Giới thiệu các gói thư viện tiêu chuẩn.

- Vấn đề tính giá trị riêng của các ma trận kích thước lớn (**).

Chương 5: Nội suy và xấp xỉ

- Nội suy đa thức Lagrange, Newton và Hermite.

- Nội suy Spline.

- Xấp xỉ bình phương cực tiểu.

Chương 6: Tính tich phân số

- Công thức hình thang, Simpson, Newton 3/8, Newton-Cotes, Romberg.

- Cầu phương Gauss.

- Tính tích phân nhiều lớp bằng phương pháp Monte-Carlo.

Chương 7: Tìm nghiệm gần đúng của hệ phương trình vi phân thường

- Phương pháp lặp Picard, phương pháp Euler, Runger-Kutta bậc 2,

Runger-Kutta bậc 4.

- Phương pháp bước biến thiên thích ứng.

- Thuật toán Verlet. Giới thiệu động lực học phân tử. (**)

Chương 8: Tìm nghiệm gần đúng phương trình đạo hàm riêng

- Phân loại phương trình đạo hàm riêng. Bài toán Cauchy, Neumann và

điều kiện biên hỗn hợp.

- Phương pháp sai phân hữu hạn.

- Minh họa phương pháp sai phân hữu hạn cho phương trình truyền nhiệt,

và phương trình truyền sóng.

- Biên vật lý bất thường. (**)

- Vấn đề từ trường của nam châm ống (**).

81

Ghi chú: Những tiểu mục có dấu (**) là dành riêng cho sinh viên chương trình cử

nhân khoa học tài năng, hoặc những sinh viên khác đam mê Vật lý tính toán.

82


TIẾNG ANH CHUYÊN NGÀNH




83. Môn học tiên quyết: Tiếng Anh A1 (FLF1105)



TS. Nguyễn Anh Tuấn, Bộ môn Vật lý Nhiệt độ thấp, Khoa Vật lý, Trường

ĐHKHTN, ĐHQG Hà Nội.

TS. Nguyễn Quốc Thịnh, Trường chuyên ĐHKHTN, ĐHQG Hà Nội.

TS. Lê Tuấn Tú, Bộ môn Vật lý Nhiệt độ thấp, Khoa Vật lý, Trường ĐHKHTN,

ĐHQG Hà Nội.

TS. Nguyễn Hoàng Oanh, Bộ môn Tin học Vật lý, Khoa Vật lý, Trường


TS. Đỗ Trung Kiên, Bộ môn Vật lý Vô tuyến, Khoa Vật lý, Trường ĐHKHTN,

ĐHQG Hà Nội.

TS. Hoàng Chí Hiếu, Bộ môn Quang lượng tử, Khoa Vật lý, Trường ĐHKHTN,

ĐHQG Hà Nội.

TS. Nguyễn Anh Tuấn, Bộ môn Quang lượng tử, Khoa Vật lý, Trường


TS. Bạch Hương Giang, Khoa Vật lý, Trường ĐHKHTN, ĐHQG Hà Nội.


- Kiến thức

Cung cấp cho sinh viên những kiến thức và kỹ năng cơ bản nhất về

tiếng Anh trong khoa học tự nhiên làm nền tảng vững chắc giúp

sinh viên có thể tiếp thu thuận lợi những môn học khác của ngành

học.

- Kỹ năng

83

Nâng cao kỹ năng tư duy, phân tích và diễn đạt vấn đề bằng tiếng Anh.

- Thái độ

Yêu thích môn học, ngành học mà sinh viên đang theo học.

Kính trọng, yêu quý, muốn noi gương các nhà khoa học, giảng viên

đang giảng dạy môn học.


7.1. Kiểm tra – đánh giá thường xuyên:

- Có thể cho sinh viên làm bài kiểm tra 10’ trước mỗi giờ học.

- Kiểm tra quá trình chuẩn bị bài tập và gọi sinh viên chữa bài tập về nhà.

- Có thể viết tiểu luận theo từng nhóm với đề tài giáo viên yêu cầu (khoảng từ 3-

4 trang), 1-2 lần /1 học kỳ.

7.2. Kiểm tra – đánh giá định kì

- Kiểm tra - đánh giá giữa kì: Trong phạm vi kiến thức các bài 110.

- Kiểm tra - hết môn cuối kì: Trong phạm vi kiến thức các bài 120.

Trọng số của các phần theo quy định của Nhà Trường.

7.3. Lịch thi, kiểm tra (kể cả thi lại):

Theo lịch chung của khoa và trường.


- Tadao Kobayashi, Miho Fujieda, Akiko Sugawa, Basic English for Science,

NAN’UN-DO Pulishing Co., Ltd., Japan, 2000. (Được biên soạn dựa trên

cuốn Basic English for Science của Peter Donovan, Oxford University Press,

1978).

- ........................................................................................................................................ P

eter Donovan, Basic English for Science, Oxford University Press, 1978.

89. Tóm tắt nội dung môn học (mỗi môn học tóm tắt khoảng 120 từ): Nội dung của

môn học bao gồm 20 bài với các nội dung và kỹ năng từ đơn giản đến phức tạp của

tiếng Anh trong lĩnh vực khoa học tự nhiên: mô tả hình dáng và kích thước của vật

thể; cách phát biểu các công thức từ đơn giản đến phức tạp; mô tả vị trí của vật thể;

mô tả chuyển động và tác động; mô tả tính chất của vật liệu; phân loại, định nghĩa

và mô tả chi tiết; chỉ dẫn và giải thích hiện tượng cũng như quá trình; cách phát

biểu nguyên nhân và lý do; so sánh và tương phản; đưa ra giả thuyết; phát biểu

nguyên nhân và kết quả; báo cáo quá trình; phát biểu kết luận; mô tả thí nghiệm;

thảo luận kết quả; mô tả thiết bị; và cuối cùng là kỹ năng viết bài báo khoa học.

84


Bài 1: Hình dạng và kích thước

1.1. Một số danh từ hình dạng cơ bản

1.2. Cấu trúc câu hỏi và câu trả lời

1.3. Một số cách mô tả hình dạng và kích thước

1.4. Một số tính từ về hình dạng và cách dùng

Bài 2: Góc, đường thẳng và mối quan hệ giữa chúng

2.1. Các loại góc

2.2. Các loại tam giác

2.3. Đường thẳng và mối quan hệ giữa chúng

2.4. Các loại đa giác

Bài 3: Công thức cơ bản

3.1. Cách đọc một số công thức cơ bản

3.2. Vận dụng

3.3. Công thức chứa hàm mũ và căn thức

3.4. Một số từ vựng

Bài 4: Công thức phức tạp

4.1. Cách đọc các biểu diễn toán học

4.2. Bảng chữ cái Hy lạp

4.3. Vận dụng

4.4. Một số từ vựng

Bài 5: Vị trí

5.1. Mô tả vị trí

5.2. Cấu trúc ngữ pháp

5.3. Từ vựng

5.4. Vận dụng: mô tả nhiệt lượng kế

Bài 6: Chuyển động và tác động

85

6.1. Mô tả tác động

6.2. Mô tả phương hướng

6.3. Mô tả chuyển động

6.4. Vận dụng: mô tả hoạt động của đồng hồ quả lắc

Bài 7: Các đặc tính của vật liệu

7.1. Mô tả tính chất của vật liệu

7.2. So sánh tính chất của các vật liệu

7.3. Màu sắc, độ trong và kết cấu của vật liệu

7.4. Mô tả sự chuyển trạng thái

Bài 8: Phân loại, định nghĩa và mô tả

8.1. Phân loại

8.2. Định nghĩa

8.3. Mô tả

8.4. Vận dụng: các loại tia phóng xạ

Bài 9: Mô tả nâng cao

9.1. Mô tả một số hình dạng và chi tiết phức tạp

9.2. Mô tả và dự đoán kết quả

9.3. Vận dụng: sự giãn nở nhiệt, vật chịu tác dụng của lực kéo, vật chịu

tác dụng của lực nén

9.4. Cấu trúc ngữ pháp: câu giả định “if…..”

Bài 10: Chỉ dẫn và giải thích

10.1. Những chỉ dẫn đơn giản

10.2. Chỉ dẫn và giải thích

10.3. Mô tả một quá trình: máy phát điện

10.4. Vận dụng: cân đĩa

Bài 11: Nguyên nhân, lý do và sự tương đồng

11.1. Nguyên nhân và lý do

- Cấu trúc câu hỏi: Why

86

- Cấu trúc câu trả lời: Because

- Vận dụng

11.2. Sự tương đồng

- Cấu trúc khẳng định

+ Both

+ Not only … but also

+ Either … or

- Cấu trúc phủ định

+ Neither … nor

- Vận dụng

Bài 12: So sánh và tương phản

12.1. So sánh 1: but, whereas, while, whilst

12.2. Tương phản: whereas, while, whilst

12.3. So sánh 2: Although, even though, though, however

12.4. Vận dụng: các trạng thái của vật chất

Bài 13: Kết quả có thể và giả thuyết

13.1. Kết quả có thể

- Cấu trúc “is likely to”

- Cấu trúc “will probably”

- Cấu trúc “only… if”

- Cấu trúc “provided”

13.2. Kết quả giả thuyết

- Cấu trúc câu hỏi “what … if”

- Cấu trúc câu trả lời “will/would”

- Cách dùng owing to, due to, as a result of, because of

- Cách dùng because, since, as

Bài 14: Nguyên nhân và kết quả khả dĩ

14.1. Đề xuất nguyên nhân và kết quả khả dĩ

- Cấu trúc “otherwise it/they may/might/could”

- Cấu trúc “may/might/could be”

87

- Cấu trúc “It may/might/could be due to/because of”

- Cấu trúc “It may/might/could be because”

14.2. Vận dụng: khí áp kế

Bài 15: Báo cáo thí nghiệm

15.1. Diễn đạt các bước thí nghiệm

15.2. Mô tả công việc

15.3. Cấu trúc câu hỏi “What was/were used/done/made…?”

Bài 16: Phát biểu kết luận

16.1. Kết luận

16.2. Viết lại câu có ý nghĩa tương đương

16.3. Suy luận: cấu trúc “This must have been due to/because of/caused

by…”

16.4. Thực hiện, quan sát, suy luận và lý do

Bài 17: Mô tả thí nghiệm

17.1. Mô tả thí nghiệm

17.2. Viết lại câu có ý nghĩa tương đương

17.3. Vận dụng

17.4. Từ vựng

Bài 18: Phát biểu kết quả

18.1. Phát biểu kết quả

18.2. Từ vựng

18.3. Một số cấu trúc ngữ pháp

18.4. Vận dụng

Bài 19: Mô tả thiết bị và thảo luận kết quả

19.1. Mô tả thiết bị

19.2. Thảo luận kết quả

Bài 20: Kết hợp các kỹ năng: cách viết một bài báo khoa học

20.1. Tên bài báo

88

20.2. Tên tác giả, cơ quan công tác và địa chỉ

20.3. Tóm tắt

20.4. Từ khóa

20.5. Mở đầu

20.6. Phương pháp nghiên cứu

20.7. Kết quả và thảo luận

20.8. Kết luận

20.9. Lời cảm ơn

20.10. Tài liệu tham khảo

89


Cơ học lý thuyết




93. Môn học tiên quyết: Cơ học, Giải tích 1



+ Lý thuyết: GS.TS. Bạch Thành Công

+ Bài tập: TS. Bạch Hương Giang; ThS. Nguyễn Công Toản


-Về kiến thức: nắm được cơ sở lý thuyết của Cơ học: nguyên lý tác dụng tối

thiểu, hình thức luận Lagrange và Hamilton và các phương trình chuyển động

Lagrange , Hamilton tương ứng. Hiểu các định luật bảo toàn từ các tính chất của

không thời gian. Biết cách mô tả chuyển động của hạt trong trường xuyên tâm,

trong hệ qui chiếu phi quán tính. Biết cách mô tả dao động bé và chuyển động

của vật rắn.

- Kỹ năng: Biết vận dụng các kiến thức lý thuyết để giải các bài tập cơ học liên

quan đến chuyển động của hạt và hệ hạt trong trường, dao động bé và chuyển

động của vật rắn. Sử dụng các kiến thức cơ học trong khi học tập các chuyên đề

khác như Cơ học lượng tử, Cơ học thống kê, điện động lực.

-Thái độ: thái độ nghiêm túc đối với môn khoa học cơ bản nền tảng của Vật lý lý

lý thuyết; biết cách phân tích và giải thích hiện tượng cơ học dựa trên các

nguyên lý, suy nghĩ logic


- Kiểm tra bài tập thường xuyên

- Kiểm tra giữa kỳ

- Kiểm tra cuối kỳ


90

[1] L. D. Landau, E. M. Lifshits, Mechanics, Third edition 1976, translated

from Russian by J. B. Sykes and J. S. Bell, Butterworth and

Heinermann publishing company 2000.

[2] M. G. Calkin, Lagrangian and Hamiltonian mechanics, solutions to the

exercises,

World Scientific Publishing Company, 1999.

[3] Nguyen Dinh Dung, Theoretical Mechanics (in Vietnamese), VNU

Publishing house, 2004.

[4] W. Greiner, Classical Mechanics, Springer 2004.


Hình thức luận Lagrange : nguyên lý tác dụng tối thiểu, phương trình Lagrange; Các

định luật bảo toàn năng lượng, động lượng, mô ment động lượng; Chuyển động trong

không gian 1, 2, 3 chiều; Chuyển động trong trường xuyên tâm, bài toán Kepler; Va

chạm các hạt, công thức Rutherford; Dao động hệ có 1 và nhiều bậc tự do, dao động

cưỡng bức, dao động tắt dần; Phương trình chuyển động của vật rắn, phương trình

Euler, chuyển động trong hệ qui chiếu phi quán tính và lực quán tính; Hình thức luận

Hamilton: phương trình Hamilton, móc Poisson, biến đổi chuẩn tắc, định lý Liouville,

phương trình Hamilton- Jacobi.

Lagrange formalism: principle of least action, Lagrange’s equation; laws of energy,

momentum, angular momentum conservation; motion in 1, 2, 3 D space; motion in

central field, Kepler’s problem; collision between particles, Rutherford’s formula;

Small vibration of systems with one and many degrees of freedom, forced vibration,

damping vibration; Equation of motion of solids, Euler’s equation, motion in

noninertial systems, inertial forces; Hamiltonian formalism: Hamilton’s equation,

Poisson’s brackets, canonical transformation, Liouville’s theoreme and Hamilton-

Jacobi’s equation.

100. ....................................................................................................................... N

ội dung chi tiết môn học/chuyên đề (trình bày các chương, mục, tiểu mục…):

Cơ học lý thuyết

Chương 1: Phương trình chuyển động

1.1- Toạ độ suy rộng

91

1.2- Nguyên lý tác dụng tối thiểu

1.3- Nguyên lý tương đối Galileo

1.4- Hàm Lagrange (Lagrangian ) cho hạt tự do

1.5- Hàm Lagrange cho hệ hạt

Bài tập: - 1, 2, 3, 4 *) trang 11-12, tài liệu [1]

- Bài tập 1.25*) tài liệu [4]

- Bài tập bổ xung trong chương 3 tài liệu [2]

Chương II: Các định luật bảo toàn

2.1- Năng lượng

2.2- Động lượng

2.3- Khối tâm

2.4-Mômen động lượng (mô men góc)

2.5- Đồng dạng cơ học (tự đọc)

Bài tập: - Bài tập trang 16 ; 1,2 trang 17 tài liệu [1]


Chương III: Tích phân phương trình chuyển động

3.1. Chuyển động 1 chiều

3.2. Bài toán hai hạt, khối lượng rút gọn

3.3. Chuyển động trong trường xuyên tâm

3.4. Bài toán Kepler, chuyển động trong trường Coulomb hút

Bài tập: - Bài tập 2 (a,b,c) trang 27; 1 trang 39 tài liệu [1]

- Bài tập 1.26, 1.29 *) tài liệu [4]

Chương IV: Va chạm giữa các hạt

4.1. Va chạm đàn hồi

4.2. Tán xạ

4.3. Công thức Rutherford

Chương V: Dao động bé

5.1. Dao động tự do của dao động tử 1 chiều

5.2. Dao động cưỡng bức

5.3 Dao động của hệ nhiều bậc tự do

92

5.4. Dao động tắt dần của hệ do ma sát

5.5. Dao động cưỡng bức khi có ma sát

Bài tập: - Bài tập 1 (a,b,c,d) trang 64; 2 (trang 70); bài tập *) trang 80 tài

liệu [1]

- Bài tập 1.34, 1.35*), 1.36*) tài liệu [4]

Chương VI: Chuyển động của vật rắn

6.1. Vận tốc góc

6.2. Mô men quán tính của vật rắn

6.3. Mô men động lượng (mômen góc ) của vật rắn

6.4.Phương trình chuyển động của vật rắn

6.5. Góc Euler

6.6. Phương trình Euler

6.7. Chuyển động trong hệ qui chiếu phi quán tính

Bài tập: - Bài tập 1 trang 101 ; 4 trang 103; 6 *) trang 104 tài liệu [1]

- Bài tập 1.39*) ; 1.41*) tài liệu [4]

Chương VII: Phương trình chuẩn tắc

7.1. Phương trình Hamilton

7.2. Móc Poisson và các tính chất

7.3. Biến đổi chuẩn tắc

7.4. Định lý Liouville

7.5. Phương trình Hamilton-Jacobi

Bài tập: - Bài 1 ; 2*) trang 133; 2 trang 138 tài liệu [1]


Chú ý : Ký hiệu *) là những bài tập cho hệ CNKHTN Vật lý

Tài liệu tham khảo

[1] L. D. Landau, E. M. Lifshits, Mechanics, Third edition 1976, translated

from Russian by J. B. Sykes and J. S. Bell, Butterworth and

Heinermann publishing company 2000.

[2] M. G. Calkin, Lagrangian and Hamiltonian mechanics, solutions to the

exercises,World Scientific Publishing Company, 1999.

93

[3] Nguyễn Đình Dũng, Cơ học lý thuyết, NXB-ĐHQGHN, 2004.

[4] Sidney B. Cahn, Boris E. Nadgorny, A Guide to Physics Problems, Part

1: Mechanics, Relavity,and Electrodynamics, Kluwer Academic

Publishers, 2004.

[5] W. Greiner, Classical Mechanics, Springer 2004.

94


……………………......Điện Động Lực Học…………………………..


1. Mã môn học/chuyên đề: PHY3606 .............................................................................

2. Số tín chỉ: 4 ................................................................................................................

3. Môn học tiên quyết: Điện và Từ học, Giải tích (bao gồm giải tích vector và

phương trình vi phân), Tiếng Anh chuyên ngành. ............................................................

4. Ngôn ngữ giảng dạy: Tiếng Anh .................................................................................

5. Giảng viên (họ và tên, chức danh, học vị, đơn vị công tác): Nguyễn Anh Tuấn,

giảng viêng, tiến sĩ, B/M Quang học Lượng tử - Khoa Vật lý ..........................................

6. Mục tiêu môn học/chuyên đề (kiến thức, kỹ năng, thái độ): Sau khi học môn này

sinh viên hiểu được về trường điện từ một cách hệ thống và tổng quát hơn, nắm được

các kỹ thuật tính toán trong trường điện từ nói riêng, và các trường nói chung. Tính

toán được các tương tác của các trường này trong các môi trường vật chất. Hiểu ý

nghĩa các phương trình Maxwell và các điều kiện biên. Từ đó có thể dễ dàng hiểu

được về sóng điện từ trong các môi trường vật chất. Tạo tiền đề để học các chuyên đề

sâu hơn sau này, như: Quang học hiện đại, Lý thuyết trường, Khoa học vật liệu, Vật lý

chất rắn, v.v. ......................................................................................................................

7. Phương pháp kiểm tra đánh giá: Chuyên cần (dựa trên các bài kiểm tra ngắn 10

phút, cuối mỗi chương) 20%. Giữa kỳ (thi viết) 20%. Cuối kỳ (thi viết) 60% .................

8. Giáo trình bắt buộc (tác giả, tên giáo trình, nhà xuất bản, năm xuất bản): ................

Introduction to Electrodynamics, 3rd. ed., by David Griffiths Prentice Hall 1999,

ISBN 0-13-805326-X .......................................................................................................

9. Tóm tắt nội dung môn học (mỗi môn học tóm tắt khoảng 120 từ): ...........................

Môn học này nhằm xây dựng một sự thấu hiểu trực quan về các khái niệm căn bản

trong điện động lực học. Mục tiêu của môn học nhằm cung cấp cho sinh viên những

kỹ thuật cần thiết để giải quyết các vấn đề liên quan tới điện động lực học trong sự

nghiệp học thuật tương lai. Trong thời gian một học kỳ, chúng ta sẽ dùng giáo trình

tham khảo chính là cuốn Electrodynamics của GS. Griffiths, và sẽ học kỹ từ chương 1

đến chương 7.


95

Chương 1. Giải tích Véc-tơ 1.1 Đại số Véc-tơ

1.1.1 Các phép toán véc tơ

1.1.2 Biểu diễn véc tơ dưới dạng thành phần

1.1.3 Tích bộ ba véc-tơ

1.1.4 Vị trí, độ dịch chuyển, và véc-tơ khoảng cách

1.1.5 Các phép biến đổi véc-tơ

1.2 Phép tính Vi phân

1.2.1 Vi phân thông thường

1.2.2 Gradient

1.2.3 Toán tử del ()

1.2.4 Divergence (sự phân kỳ của trường véc-tơ)

1.2.5 Curl (độ xoáy của trường véc-tơ)

1.2.6 Các quy tắc kết hợp

1.2.7 Vi phân bậc hai

1.3 Phép tính Tích phân

1.3.1 Tích phân Đường, Mặt, và Khối

1.3.2 Định lý Cơ bản của Tích phân

1.3.3 Định lý Cơ bản ứng với Gradients

1.3.4 Định lý Cơ bản ứng với Divergences

1.3.5 Định lý Cơ bản ứng với Curls

1.3.6 Tích phân Từng phần

1.4 Các Hệ Tọa Độ Cong

1.4.1 Hệ tọa độ Cầu, Cực

1.4.2 Hệ tọa độ Trụ

1.5 Hàm Delta Dirac

1.5.1 Divergence của 2/ˆ rr

1.5.2 Hàm Delta Dirac Một Chiều

1.5.3 Hàm Delta Dirac Ba Chiều

1.6 Lý thuyết Trường Véc-tơ

1.6.1 Định lý Helmholtz

1.6.2 Thế năng của Trường Véc-tơ

Chương 2. Tĩnh Điện học 2.1 Trường điện

2.1.1 Giới thiệu

2.1.2 Định luật Coulomb

2.1.3 Trường điện

2.1.4 Phân bố điện tích liên tục

2.2 Divergence và Curl của Trường Tĩnh Điện

2.2.1 Đường sức, Dòng của Trường, và Định luật Gauss

2.2.2 Divergence của E

2.2.3 Ứng dụng của Định luật Gauss

2.2.4 Curl của E

2.3 Điện Thế

2.3.1 Giới thiệu về Điện Thế

96

2.3.2 Một số Chú ý về Điện Thế

2.3.3 Phương trình Poisson và Phương trình Laplace

2.3.4 Thế năng của Phân bố điện tích cục bộ

2.3.5 Tổng kết; Điều kiện biên trong trường tĩnh điện

2.4 Công và Năng lượng trong Trường Tĩnh Điện

2.4.1 Công thực hiện để di chuyển một điện tích

2.4.2 Năng lượng của phân bố điện tích điểm

2.4.3 Năng lượng của phân bố điện tích liên tục

2.4.4 Một số chú ý về năng lượng của trường tĩnh điện

2.5 Vật Dẫn Điện

2.5.1 Các tính chất cơ bản

2.5.2 Điện tích cảm ứng

2.5.3 Điện tích bề mặt và lực tác dụng lên một vật dẫn

2.5.4 Tụ điện

Chương 3. Các Kỹ Thuật Đặc Biệt 3.1 Phương trình Laplace

3.1.1 Giới thiệu

3.1.2 Phương trình Laplace một chiều

3.1.3 Phương trình Laplace hai chiều

3.1.4 Phương trình Laplace ba chiều

3.1.5 Điều kiện biên và Định lý nghiệm duy nhất

3.1.6 Vật dẫn và Định lý nghiệm duy nhất thứ 2

3.2 Phương pháp Ảnh điện

3.2.1 Phương pháp ảnh điện cổ điển

3.2.2 Điện tích cảm ứng bề mặt

3.2.3 Lực và Năng lượng

3.2.4 Các bài toán ảnh điện khác

3.3 Phương pháp Tách biến

3.3.1 Tọa độ Đề Các

3.3.2 Tọa độ Cầu

3.4 Phân tích Đa Cực điện

3.4.1 Thế năng gần đúng ở khoảng cách xa

3.4.2 Số hạng đơn cực và lưỡng cực

3.4.3 Gốc tọa độ trong phân tích đa cực điện

3.4.4 Điện trường của một lưỡng cực điện

Chương 4. Điện Trường trong Vật chất 4.1 Sự phân cực

4.1.1 Các chất điện môi

4.1.2 Lưỡng cực cảm ứng điện

4.1.3 Sự sắp hàng của các phân tử phân cực

4.1.4 Sự phân cực

4.2 Trường của một vật phân cực

4.2.1 Điện tích biên

4.2.2 Biểu diễn vật lý của điện tích biên

97

4.2.3 Trường điện bên trong chất điện môi

4.3 Độ điện dịch

4.3.1 Điện luật Gauss khi có mặt chất điện môi

4.3.2 Tương ứng dễ nhầm lẫn

4.3.3 Điều kiện biên

4.4 Điện môi Tuyến tính

4.4.1 Độ điện cảm, Hằng số Điện môi

4.4.2 Bài toán Giá trị Biên với Điện môi Tuyến tính

4.4.3 Năng lượng trong hệ điện môi

4.4.4 Lực trong chất điện môi

Chương 5. Từ Trường Tĩnh 5.1 Định luật Lorentz

5.1.1 Từ trường

5.1.2 Lực từ

5.1.3 Các loại dòng điện

5.2 Định luật Biot-Savart

5.2.1 Dòng điện dừng

5.2.2 Từ trường gây bởi dòng điện dừng

5.3 Divergence và Curl của B

5.3.1 Dòng điện thẳng

5.3.2 Divergence và Curl của B

5.3.3 Các ứng dụng của định luật Ampère

5.3.4 So sánh giữa Từ trường Tĩnh và Điện trường Tĩnh

5.4 Thế Véc-tơ Từ trường

5.4.1 Thế Véc-tơ

5.4.2 Tổng kết; Điều kiện biên trong từ trường tĩnh

5.4.3 Phân tích đa cực của thế véc-tơ

Chương 6. Từ Trường trong Vật chất 6.1 Sự Từ Hóa

6.1.1 Chất nghịch từ, chất thuận từ, chất sắt từ

6.1.2 Mô-men xoắn và lực tác dụng lên lưỡng cực từ

6.1.3 Ảnh hưởng của từ trường lên các quỹ đạo nguyên tử

6.1.4 Sự từ hóa

6.2 Từ trường của một Vật bị Từ hóa

6.2.1 Các dòng điện biên

6.2.2 Biểu diễn vật lý của dòng điện biên

6.2.3 Điện trường bên trong vật chất

6.3 Trường H

6.3.1 Định luật Ampère trong các chất bị từ hóa

6.3.2 Tương ứng dễ nhầm lẫn

6.3.3 Các điều kiện biên

6.4 Môi trường Tuyến tính và Môi trường Phi Tuyến

6.4.1 Độ cảm từ và hằng số từ môi

6.4.2 Sự sắt từ

98

Chương 7. Điện Động Lực học 7.1 Sức Điện động

7.1.1 Định luật Ohm

7.1.2 Sức điện động (emf)

7.1.3 Sức điện động gây bởi chuyển động

7.2 Cảm ứng Điện Từ

7.2.1 Định luật Faraday

7.2.2 Điện trường cảm ứng

7.2.3 Độ cảm ứng

7.2.4 Năng lượng của từ trường

7.3 Các phương trình Maxwell

7.3.1 Điện động lực học trước thời Maxwell

7.3.2 Maxwell đã khắc phục định luật Ampère như thế nào

7.3.3 Các phương trình Maxwell

7.3.4 Từ tích

7.3.5 Phương trình Maxwell trong vật chất

7.3.6 Các điều kiện biên

99


Cơ học Thống Kê


2. Số tín chỉ: 4 (cho TN Vật lý)

3. Môn học tiên quyết: Toán cao cấp, Cơ lý thuyết , Điện động lực học.


5. Giảng viên (họ và tên, chức danh, học vị, đơn vị công tác): GS.TS. Nguyễn Quang

Báu , Giảng viên cao cấp-Khoa Vật lý, ĐHKHTN.

6. Mục tiêu môn học/chuyên đề (kiến thức, kỹ năng, thái độ): Trang bị cho học viên

các kiến thức hiện đại về vật lý các hệ nhiều(các hệ nhiều là đối tượng nghiên cứu của

Cơ học Thống kê) . Sau khi học xong môn học, các học viên có thể đọc hiểu các vấn

đề có liên quan của vật lý hiện đại ngày nay, đọc hiểu các công trình khoa học , các

bài báo vật lý có liên quan.

7. Phương pháp kiểm tra đánh giá: Kiểm tra thường xuyên bằng làm Bài tập lớn,

Kiểm tra giữa kỳ(viết) , Kiểm tra cuối kỳ( viết).


1)Nguyễn Quang Báu(chủ biên), Bùi Bằng Đoan, Nguyễn Văn Hùng. Vật lý Thống

kê. NXB ĐHQG Hà Nội, 2009.

2)Landau L.D., Lifsitx E.M. Vật lý Thống Kê. Hà Nội , 1974.

3)Feynman R. Statistical Mechanics. California , 1972.

9. Tóm tắt nội dung môn học (mỗi môn học tóm tắt khoảng 120 từ): Các khái niệm

cơ bản của vật lý thống kê; Trọng số thống kê; Entropi ; Nhiệt độ tuyệt đối; Quan hệ

giữa nhiệt động học và vật lý thống kê; Phân bố vi chính tắc ; Phân bố Gibbs ; Năng

lượng tự do và phương trình Gibbs-Helmholtz; Một số áp dụng của phân bố Gibbs ;

Phân bố Gibbs cổ điển và định luật phân bố đều năng lượng theo các bậc tự do; Lý

thuyết lượng tử về nhiệt dung chất rắn của A.Einstein; Phân bố Gibbs suy rộng; Phân

bố Fermi-Dirac , phân bố Bose-Einstein và áp dụng của chúng; Các vấn đề cơ bản

của vật lý thống kê không cân bằng .

100

10. Nội dung chi tiết môn học/chuyên đề (trình bày các chương, mục, tiểu mục,…):

Chương 1: Những khái niệm cơ sở

1.1. Trạng thái vi mô và vĩ mô của hệ nhiều hạt

1.2. Phương pháp mô tả thống kê. Thống kê cổ điển và thống kê lượng tử .

1.3. Không gian pha. Định lý Liuvin (Liouville)

1.4. Ma trận mật độ.

1.5. Các đặc điểm của trạng thái cân bằng.

1.6. Các dạng tương tác và quá trình biến đổi trạng thái.

1.7. Trong số thống kê. Entropi. Nhiệt độ tuyệt đối.

1.8. Mối liên hệ giữa Nhiệt động học và Vật lý thống kờ.

Chương 2: Vật lý thống kê cân bằng

2.1. Các tập hợp thống kê. Tập hợp vi chính tắc. Nguyên lý đẳng xác suất.

2.2. Tập hợp chính tắc. Phân bố Gibbs.

2.3. Các sơ đồ ứng dụng phân bổ Gibbs. Phương trình Gibbs – Helmholts.

2.4. Một số ví dụ áp dụng (khí lý tưởng, hệ các giao động tử).

2.5. Phân bố Gibbs cổ điển. Phân bố Maxwell-Boltzmann.

2.6. Định luật phân bố đều năng lợng theo các bậc tự do.

2.7. Khí thực cổ điển, phương trình trạng thái Van-de-Walls.

2.8. Các lý thuyết nhiệt dung chất rắn (Dulong-Petit, Einstein, Debye)

2.9. Tập hợp chính tắc lớn. Phân bố Gibbs suy rộng.

2.10. Phân bố Bose-Einstein và phân bố Fermi-Dirac. Giới hạn cổ điển.

2.11. Khí điện tử tự do trong kim lọai.

*2.12. Khí Photon. Bức xạ nhiệt cân bằng.

2.13. Ngng tụ Bose-Einstein.

*2.14. Khí Photon.

Chương 3: Vật lý thống kê không cân bằng

101

3.1. Hàm phân bố không cân bằng. Các phương trỡnh động học.

3.2. Phương trình động học Bolzmann dạng tổng quát.

* 3.3. Phương pháp gần đúng thời gian hồi phục .

*3.4. Phương trình Liuvin không cân bằng cho ma trận mật độ.

*3.5. Lý thuyết phản ứng tuyến tính của hệ với trường ngoài.

_______________

Chú ý : Phần có đánh dấu * là phần nâng cao( thêm 1 tín chỉ nâng cao so với Chương

trỡnh QT Vật lý).

102


PHƯƠNG PHÁP TOÁN LÝ

1.Thông tin về giảng viên

1.1. Phan Huy Thiện.

- Chức danh, học hàm, học vị: GVC.

- Phòng làm việc: Nhà T1 Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên. 334 Nguyễn

Trãi, Thanh Xuân, Hà Nội, Việt Nam.

- Điện thoại: (84) 043-8584615/8581419 - Fax: (84) 043-8583061

- E - mail: [email protected]; [email protected].

- Các hướng nghiên cứu chính:

+Toán cho vật lý, phương pháp tính.

+ Vật lý hạt nhân và lò phản ứng

+ Các mẫu cấu trúc hạt nhân.

2.Thông tin chung về môn học

- Tên môn học: Phương pháp toán lý

- Số tín chỉ: 3

- Mã môn học: PHY3505

- Môn học: Toán cho Vật lý, Toán học tính toán.

- Các môn học tiên quyết: Toán cho Vật lý, Toán học tính toán, Vật lý đại

cương.

- Giờ tín chỉ đối với các hoạt động

+ Nghe giảng lý thuyết: 30

+ Làm bài tập/thảo luận trên lớp: 15

- Ngôn ngữ giảng dạy và kiểm tra đánh giá: Tiếng Anh

- Hình thức kiểm tra cuối kỳ (thi hết môn): thi viết

- Hoạt động học tập: Nghe giảng trên lớp, thảo luận/ trao đổi/nghiên cứu tình

huống, bài tập nhóm -thuyết trình, bài tập về nhà, kiểm tra giữa kỳ, kiểm tra (thi) cuối

kỳ.

3. Mục tiêu của môn học

3.1.Về kiến thức: Truyền đạt cho sinh viên những kiến thức toán học cơ bản

ngoài chương trình Toán cao cấp để sử dụng khi học các môn chuyên ngành Vật lý kỹ

thuật và Cơ học kỹ thuật, trong đó có phép tính biến phân trong vật lý, phép tính

tenxơ, các phương trình vi phân thường dùng trong vật lý, những kiến thức mở đầu về

mailto:[email protected]


103

giải tích hàm như lý thuyết toán tử tự liên hợp trong không gian Hilbert và lý thuyết

hàm suy rộng.

3.2.Về kỹ năng: Rèn luyện cho sinh viên kỹ năng vận dụng các kiến thức trình

bày ở trên để giải các bài toán thường gặp trong khi học các môn học của các ngành

Vật lý kỹ thuật và Cơ học kỹ thuật cũng như trong công tác nghiên cứu triển khai

thuộc hai ngành nói trên

3.3. Về ý thức học tập: Rèn luyện cho sinh viên tính kỷ luật nghiêm chỉnh chấp

hành giờ học trên lớp và giờ tự học, tính tự giác và chủ động cũng như kỹ năng làm

việc theo nhóm thông qua các buổi thảo luận và bài tập lớn.

3.1 Kiến thức: Kết thúc môn học, sinh viên được kỳ vọng có được những kiến thức về

Toán cao cấp, vật lý hiện đại.

3.2. Kỹ năng và thái độ cá nhân, nghề nghiệp: Thông qua môn học, sinh viên có điều

kiện để phát triển các kỹ năng cá nhân, góp phần tạo nền tảng chung cho việc hình

thành và phát triển các kỹ năng nghề nghiệp cần thiết (dự kiến đạt ở mức 2 hoặc 3).

Cụ thể:

3.3 Kỹ năng và thái độ xã hội: Thông qua các hoạt động như nghe giảng, thảo luận

trên lớp, làm bài tập cá nhân, bài tập nhóm, thuyết trình, sinh viên được khuyến khích

và yêu cầu phát triển các kỹ năng và thái độ xã hội từ mức 1 đến mức 3 như: Khả

năng làm việc nhóm (hình thành nhóm, vận hành, phát triển nhóm; lãnh đạo nhóm;

làm việc trong các nhóm khác nhau); giao tiếp (chiến lược và cấu trúc giao tiếp; kỹ

năng giao tiếp bằng văn bản, qua thư điện tử và phương tiện truyền thông; kỹ năng

thuyết trình).


Nội dung môn các phương pháp toán lý gồm năm phần:

- Phần thứ nhất trình bày lý thuyết hàm suy rộng.

- Phần thứ hai trình bày lý thuyết toán tử tuyến tính tự liên hợp trong

không gian Hilbert

- Phần thứ ba trình bày ứng dụng phương pháp tính biến phân trong việc

thiết lập các phương trình của cơ học chất điểm.

- Phần thứ tư trình bày phương pháp giải các phương trình vi phân thường

dùng trong vật lý và cơ học như phương trình truyền sóng, phương trình

Laplace, phương trình Poisson, phương trình Schrödinger.

5. Nội dung chi tiết môn học: Phương Pháp Toán Lý

104

CHƯƠNG I. Mở đầu

§1. Lý thuyết hàm suy rộng. Phân loại phương trình vi phân đạo hàm riêng cấp hai

§2. Giải các phương trình vi phân cấp 2. Ứng dụng vào các bài toán Vật lý

§3. Khái niệm chuỗi và tích phân Fourier.

§4. Các hệ tọa độ cong trực giao.

CHƯƠNG II. Phương trình Hyperbolic

§1. Khái niệm về phương trình sóng

§2. Đưa ra phương trình dao động của dây

§3. Giải phương trình dao động của dây bằng phương pháp tách biến

§4. Phương trình không thuần nhất

§5. Sóng âm trong chất khí hoặc chất lỏng.

§6. Sóng điện và từ

§7. Chuyển động sóng của chất rắn

§8. Đưa ra phương trình dao động của màng

§9. Giải phương trình dao động của màng chữ nhật

§10. Dao động của màng tròn

§11. Nghiệm D'Alembert của phương trình sóng.

§12. Phương pháp sai phân cho phương trình sóng.

Bài tập chương II

CHƯƠNG III. Phương trình Parabolic

§1. Phương trình truyền nhiệt

§2. Các điều kiện ban đầu và điều kiện biên cho phương trình truyền nhiệt

§3. Phương trình khuyếch tán

§4. Quá trình truyền nhiệt trong thanh, phương trình truyền nhiệt một chiều

§5. Phương pháp tách biến cho phương trình truyền nhiệt trong thanh

hữu hạn

§6. Truyền nhiệt trong thanh có nguồn nhiệt

§7. Bài toán truyền nhiệt hỗn hợp

§8. Truyền nhiệt trong thanh dài vô hạn

§9. Khái niệm về hàm Green

§10. Truyền nhiệt trong hệ tọa độ trụ

§11. Truyền nhiệt trong tọa độ cầu.

105

§12. Phương pháp sai phân cho phương trình Parabolic.

Bài tập chương III

CHƯƠNG IV. Phương trình Elliptic

§1. Mở đầu

§2. Lý thuyết thế

§3. Phương trình Helmholtz

§4. Hàm điều hoà và các tính chất

§5. Phương trình Poisson trong miền chữ nhật

§6. Công thức tích phân Poisson trong miền tròn

§7. Phương pháp sai phân cho phương trình Elipptic.

Bài tập chương IV

CHƯƠNG V. Các phép biến đổi tích phân

§1. Hàm bước Heaviside và hàm Delta dirac

§2. Phép biến đổi Laplax

§3. Phép biến đổi Fourier

CHƯƠNG VI. Hàm Green.và phương pháp sai phân hữu hạn

§1. Khái niệm

§2. Tìm hàm Green bằng phép biến đổi Laplax

§3. Phương pháp sai phân hữu hạn

CHƯƠNG VII. Các hàm đặc biệt

§1. Các hàm trực giao

§2. Các hệ Sturm-Liouville

§3. Hệ Sturm-Liouville cho các hàm lượng giác và hàm mũ

§4. Phương trình và hàm Bessel

§5. Tính trực giao của hàm Bessel

§6. Khai triển một hàm tùy ý vào các hàm Bessel

§7. Đa thức Legendre

§8. Định nghĩa hàm cầu

§9. Tính trực giao của hàm cầu

§10. Ví dụ về hàm cầu

§11. Đa thức Hermite

106

§12. Đa thức Laguerre

§13. Các hàm trực giao đặc biệt

7. Hình thức tổ chức dạy học

7.1. Lịch trình chung:

Nội dung

Hình thức tổ chức

dạy học

Tổng

cộng

Kiểm tra

đánh giá Lý

thuyết

Thảo

luận/BT

Nội dung 1: Tổng quan chung về môn học 3 1 4

Nội dung 2: Chương I 3 1 4 Bài tâp cá

nhân/tuần (1)

Nội dung 3: Chương I 3 1 4

Nội dung 4: Chương II 3 1 4 Bài tập cá

nhân/ tuần (2)

Nội dung 5: Chương II 3 1

4

Nội dung 6: Chương III 3 1 4 Bài tập cá

nhân/tuần (3)

Nội dung 7 Chương III 3 1 4

Nội dung 8: Chương VI 3 1* 4 Kiểm tra giữa

kỳ

Nội dung 9: Chương VI 3 1 4

Nội dung 10: Chương V 3 1 4 Bài tập nhóm

(4)

Tổng cộng 30 15 45

* Bao gồm cả thời gian kiểm tra giữa kỳ.

107

7.2. Lịch trình cụ thể cho từng nội dung

Tuần 1: Nội dung 1:

Hình thức tổ

chức dạy học

Thời

gian,

địa

điểm

Nội dung chính Yêu cầu SV chuẩn bị Ghi chú

Lý thuyết

(3 giờ tín

chỉ)

Giảng

đường

(GĐ)

CHƯƠNG I. Mở đầu

§1. Lý thuyết hàm suy

rộng. Phân loại phương

trình vi phân đạo hàm

riêng cấp hai

§2. Giải các phương

trình vi phân cấp 2. Ứng

dụng vào các bài toán

Vật lý

§3. Khái niệm chuỗi và

tích phân Fourier

1.Đoc đề cương môn

học

2.Chuẩn bị làm kế

hoạch học tập môn

học

3.Chuẩn bị học liệu

4. Đọc HL1,chương

1.

Thảo

luận/BT

(1 giờ tín

chỉ)

GĐ Xem lại giáo trình

Toán cho vật lý để làm

Các bài tập

Xem lại giáo trình

Toán cho vật lý để

làm Các bài tập

Tư vấn Giải đáp các câu hỏi

của sinh viên

Qua

email

108

Tuần 2: Nội dung 2

Hình thức tổ

chức dạy học

Thời

gian,

địa

điểm


Lý thuyết

(3 giờ tín

chỉ)

GĐ §3. Khái niệm chuỗi và

tích phân Fourier

1.Ôn lại một số khái

niệm về chuỗi

Thảo

luận/BT trên

lớp (1 giờ tín

chỉ)

GĐ Làm bài tập

1.Chuẩn bị các câu

hỏi trên cơ sở các tài

liệu đã đọc, chủ động

nêu câu hỏi, tích cực

phát biểu. Làm bài

tập đã giao

KTĐG Giao bài tập số 1


của sinh viên

Qua

email

109

Tuần 3: Nội dung 3: Chương II

Hình thức tổ

chức dạy học

Thời

gian,

địa

điểm

Nội dung chính Yêu cầu SV chuẩn

bị

Ghi chú

Lý thuyết

(3

giờ trên lớp)

GĐ CHƯƠNG II. Phương

trình Hyperbolic

§1. Khái niệm về phương

trình sóng

§2. Đưa ra phương trình

dao động của dây

§3. Giải phương trình

dao động của dây bằng

phương pháp tách biến

§4. Phương trình không

thuần nhất

1.Đọc trước giáo

trình phương trình

toán lý chương II

Thảo

luận/nghiên

cứu tình

huống (1 giờ

trên lớp)

GĐ 1.Thảo luận về bài đọc

thêm, chữa bài tập về

nhà




Tư vấn Giải đáp các câu hỏi của

sinh viên

Qua

email

Ghi chú: Sinh viên được khuyến khích tìm hiểu thêm bằng cách tự đọc các tài liệu.

110

Tuần 4: Nội dung 4: Chương II

Hình thức tổ

chứ dạy học

Thời gian,

địa điểm


bị

Ghi chú

Lý thuyết

(3 giờ tín

chỉ)

GĐ CHƯƠNG II. Phương

trình Hyperbolic

§5. Sóng âm trong

chất khí hoặc chất

lỏng.

§6. Sóng điện và từ

§7. Chuyển động sóng

của chất rắn

§8. Đưa ra phương

trình dao động của

màng

§9. Giải phương trình

dao động của màng

chữ nhật

§10. Dao động của

màng tròn

§11. Nghiệm

D'Alembert của

phương trình sóng

Bài tập

chương II




Thảo

luận/BT (1

giờ tín chỉ )

GĐ Làm bài tập chương II 1.Hoàn thành các

nhiệm vụ đã giao

về nhà.



của sinh viên

Qua

email

*Tuần 5: Nội dung 5: Chương III

Hình thức tổ

chức dạy học

Thời gian,

địa điểm


bị

Ghi

chú

111

Lý thuyết (3 giờ

TC)

GĐ CHƯƠNG III. Phương

trình Parabolic

§1. Phương trình

truyền nhiệt

§2. Các điều kiện ban

đầu và điều kiện biên

cho phương trình

truyền nhiệt


khuyếch tán

§4. Quá trình truyền

nhiệt trong thanh,

phương trình truyền

nhiệt một chiều

§5



toán lý chương III

Thảoluận/nghiên

cứu tình

huống/BT (1 giờ

TC)

GĐ Phân tích các ví dụ điển

hình về ngoại ứng

Chữa bài tập về nhà

Hoàn thành bài tập

đã giao.


của sinh viên

Qua

email

Ghi chú: Sinh viên được khuyến nghị tự tìm hiểu thêm về vai trò của cạnh tranh đối

với hiệu quả phân bổ nguồn lực

*Tuần 6: Nội dung 6: Các giải pháp xử lý ngoại ứng

Hình thức tổ

chức dạy học

Thời gian,

địa điểm


bị

Ghi chú

Lý thuyết

(3 giờ TC)

GĐ CHƯƠNG III. Phương

trình Parabolic

§6. Truyền nhiệt trong

thanh có nguồn nhiệt

§7. Bài toán truyền



toán lý chương III

112

nhiệt hỗn hợp


thanh dài vô hạn

§9. Khái niệm về hàm

Green


hệ tọa độ trụ

§11. Truyền nhiệt

trong tọa độ cầu

Thảo luận (1

giờ TC)

GĐ Làm bài tập chương III 1.Đọc trước giáo





của sinh viên

Qua

email

*Tuần 7: Nội dung 7: Chương IV

Hình thức tổ

chức dạy học

Thời gian,

địa điểm


bị

Ghi chú

Lý thuyết

(3 giờ TC)

GĐ CHƯƠNG IV. Phương

trình Elliptic

§1. Mở đầu

§2. Lý thuyết thế


Helmholtz

§4. Hàm điều hoà và

các tính chất


Poisson trong miền chữ

nhật

§6. Công thức tích

phân Poisson trong

miền tròn



toán lý chương VI

113

Thảo luận (1

giờ TC)

GĐ Hoàn thành BT đã

giao.


của sinh viên

Qua

email

*Tuần 8: Nội dung 8: Chương V

Hình thức tổ

chức dạy học

Thời

gian,

địa

điểm


bị

Ghi chú

Lý thuyết

(3 giờ TC)

GĐ CHƯƠNG V. Các phép

biến đổi tích phân

§1. Hàm bước Heaviside

và hàm Delta dirac

§2. Phép biến đổi Laplax

§3. Phép biến đổi Fourier



toán lý chương V

Thảo luận

(0,5 giờ TC)

GĐ Phân tích tác động của

chính sách.

KTĐG (0,5

giờ TC)

Kiểm tra giữa kỳ*


sinh viên

Qua

email

Ghi chú: Kiểm tra giữa kỳ được thiết kế dưới hình thức kiểm tra viết trên lớp.

Nó cũng có thể được thay thế bằng một bài tiểu luận (viết ở nhà). Trong trường hợp

này, sinh viên sẽ được thông báo trước, và số giờ TC dành cho thảo luận của tuần là

1.

* Tuần 9: Nội dung 9: Chương VI

Hình thức tổ

chức dạy học

Thời

gian,

địa

điểm


Lý thuyết

(3 giờ TC)

GĐ CHƯƠNG VII. Các hàm

đặc biệt


§2. Các hệ Sturm-

Liouville

.Đọc trước giáo


toán lý chương VI

114

§3. Hệ Sturm-Liouville

cho các hàm lượng giác

và hàm mũ

§4. Phương trình và hàm

Bessel

Thảo luận

(1 giờ trên

lớp)

GĐ 3. Chữa bài kiểm tra giữa

kỳ

.


sinh viên

Qua

email

*Tuần 10: Nội dung 10: Chương VII

Hình thức tổ

chức dạy học

Thời gian,

địa điểm


bị

Ghi chú

Lý thuyết

(3 giờ TC)

GĐ CHƯƠNG VII. Các

hàm đặc biệt

§5. Tính trực giao của

hàm Bessel

§6. Khai triển một hàm

tùy ý vào các hàm

Bessel

§7. Đa thức Legendre

§8. Định nghĩa hàm

cầu


hàm cầu

.Đọc trước giáo


toán lý chương VII

Thảo luận

tình huống (1

giờ TC)

GĐ Chữa bài tập


(bài tập nhóm)


của sinh viên

Qua

email

115


Hình thức tổ

chức dạy học

Thời gian,

địa điểm


bị

Ghi chú

Lý thuyết

(3 giờ TC)


đặc biệt


hàm cầu

§10. Ví dụ về hàm cầu




đặc biệt

Đọc trước giáo



Thảo

luận/BT/

Thuyết trình

(1 giờ TC)

GĐ Thuyết trình kết quả bài

tập nhóm

Hoàn thành và

chuẩn bị thuyết

trình theo bài tập

được giao


sinh viên

Qua

email

Ghi chú: Sinh viên cần tra cứu tài liệu để tìm hiểu khái quát về hệ thống thuế ở Việt

Nam (các sắc thuế và nội dung cơ bản của chúng) và nắm được các thông tin cập nhật

về các sắc thuế hiện hành.

*Tuần 12: Nội dung 12: Chữa bài tập tổng hợp

Hình thức tổ

chức dạy học

Thời gian,

địa điểm


bị

Ghi

chú

116

Lý thuyết

(3 giờ TC)

GĐ Chữa bài tập Đọc trước giáo



Thảo luận (1

giờ TC)

GĐ .



sinh viên

Qua

email

*Tuần 13: Nội dung 13Chương VII

Hình thức tổ

chức dạy học

Thời gian,

địa điểm


bị

Ghi chú

Lý thuyết

(3 giờ TC)


đặc biệt




đặc biệt



toán lý chương

VII

Thảo

luận/BT (1

giờ TC)

GĐ 1.Chữa bài tập đã giao

1.Hoàn thành các

bài tập đã giao về

nhà


sinh viên

Qua

email


Hình thức tổ

chức dạy học

Thời gian,

địa điểm

Nội dung chính Yêu cầu SV

chuẩn bị

Ghi chú

Lý thuyết

(3 giờ TC)


đặc biệt


đặc biệt


trình phương

trình toán lý

chương VII

Thảo

luận/BT (1

giờ TC)

GĐ Chữa bài tập .


117


sinh viên

Qua

email

*Tuần 15: Nội dung 15:Tổng kết

Hình thức tổ

chức dạy học

Thời gian,

địa điểm


bị

Ghi chú

Lý thuyết

(3 giờ TC)

GĐ Tổng kết và ôn tập Tự tổng kết trước

những nội dung

chính yếu của

môn học dưới

dạng một sơ đồ

tóm tắt môn học

Thảo luận (1

giờ TC)

GĐ Chữa bài tập đã giao và

thảo luận - giải đáp thắc

mắc

Hoàn thành bài

tập đã giao.

Chuẩn bị các câu

hỏi thắc mắc cho

toàn môn học


sinh viên

Qua

email

8. Chính sách đối với môn học:

- Thực hiện đầy đủ nhiệm vụ của môn học được ghi trong đề cương môn học

- Chỉ có điểm của môn học nếu có đủ các điểm thành phần

- Các bài tập phải nộp đúng hạn, nộp muộn sẽ bị trừ điểm hoặc không được

chấp nhận

- Đi học đầy đủ.

- Chuẩn bị bài trước khi đến lớp theo hướng dẫn trong đề cương môn học

- Để có kết quả học tập tốt, cần đầu tư cho thời gian tự học, tự nghiên cứu ở

nhà tối thiểu là 8 giờ cho mỗi tuần học.

9. Phương pháp, hình thức kiểm tra - đánh giá kết quả học tập môn học

Tham dự, chuyên cần (5%)

Bài tập cá nhân về nhà (5%): Trong trường hợp bài tập được thiết kế dưới

dạng bài luận thì tiêu chí đánh giá cho điểm gồm:

- Ý tưởng/ trả lời là phù hợp và đầy đủ; lập luận rõ ràng, lô gic; trích nguồn đầy

đủ (nếu cần thiết) (70%)

- Hình thức trình bày sáng sủa, gọn gàng (20%)

- Nộp đúng hạn quy định (10%)

118

Bài tập nhóm, thuyết trình trên lớp (10%): Tiêu chí đánh giá cho điểm gồm:

- Ý tưởng/ tranh luận/ trả lời là phù hợp với yêu cầu của bài tập; trích nguồn

đầy đủ (50%)

- Diễn đạt/ giao tiếp rõ ràng, dễ hiểu (20%)

- Tinh thần làm việc làm nhóm tốt (10%)

- Quản lý thời gian tốt (10%)

- Hình thức trình bày và thuyết trình đẹp, hấp dẫn (10%)

Tham gia thảo luận trên lớp:(10%)

Kiểm tra giữa kỳ (20%); Bài kiểm tra giữa kỳ dự kiến được thực hiện trên lớp

nhằm đánh giá khả năng lĩnh hội kiến thức cũng như kỹ năng, thái độ của sinh

viên trong giữa kỳ học. Nó sẽ chú trọng đến khả năng hiểu, (giữa mức 2 và 3).

Nếu bài tập kiểm tra giữa kỳ được thiết kế dưới dạng tiểu luận (chuẩn bị ở

nhà), tiêu chí đánh giá cho điểm gồm:

- Đặt vấn đề rõ ràng; cách lập luận để giải quyết vấn đề lô gic, thuyết phục, thể

hiện khả năng vận dụng tốt các kiến thức của môn học; trích nguồn đầy đủ (nếu

cần thiết) (70%)

- Cấu trúc bài viết tốt, hình thức trình bày đẹp (20%)

- Nộp bài đúng hạn: 10%

Bài kiểm tra (thi) hết môn học (50%): Bài kiểm tra (thi) hết môn dành cho toàn

bộ nội dung đã giảng dạy, được thiết kế để bao phù toàn bộ những vấn đề chính

yếu của môn học, nhằm đánh giá kiến thức, kỹ năng, thái độ của sinh viên với

yêu cầu từ mức 1 đến mức 3, trong đó chú trọng khả năng hiểu, vận dụng, giải

thích, phân tích, đánh giá của sinh viên. Bài kiểm tra có thể bao gồm cả các bài

tập tính toán phù hợp với nội dung của môn học. Tiêu chí đánh giá cho điểm

gồm:

- Trả lời đúng yêu cầu, lập luận (diễn giải, giải thích, phân tích) rõ ràng, lô gic;

đánh giá thuyết phục: 90%

- Hình thức diễn đạt, trình bày sạch, gọn gàng: 10%

Tổng điểm môn học sẽ là điểm trung bình cộng của các điểm thành phần.

10 điểm .>= 95%

9 điểm >= 90%

8 điểm >= 80%

7 điểm >= 75%

6 điểm >= 65%

5 điểm >= 55%

4 điểm >= 50%

Trượt < 50%

119

Lịch thi, kiểm tra: Theo lịch chung của Phòng Đào tạo

120

PHỤ LỤC

Giảng viên sẽ sử dụng thang bậc 4 cấp độ (1: có khả năng tái hiện; 2: có khả

năng tái tạo; 3: có khả năng lập luận; và 4: có khả năng sáng tạo) – tương ứng với 6

cấp độ theo thang bậc của Bloom – trong bảng dưới đây để đánh giá trình độ đạt

được các kết quả học tập dự kiến (chuẩn đầu ra) trong và sau khóa học. Sinh viên

cũng có thể sử dụng thang bậc 4 cấp độ này để tự đánh giá trình độ đạt được các kết

quả học tập dự kiến của mình:

Trình độ đạt

được của sinh

viên

Trình độ

tương ứng

theo thang

bậc nhận thức

của Bloom

Các động từ chính để nhận ra năng lực hay trình

độ đạt được của sinh viên sau khóa học

Mức 1

(Có khả năng

tái hiện)

Mức 1

(Nhớ)

Định nghĩa, Nhắc lại, đặt/ gọi tên, nhớ lại, liệt kê,

liên hệ (A với B), ghi lại, phác thảo, xác định, đóng

nhãn/ dán nhãn, nhận ra, định vị, nhận biết, kể,

chỉ rõ, nêu tên, nhận dạng, lắp ghép, mô tả, trình

bày, lựa chọn tương tự,ghi nhớ, trích dẫn, quan

sát,

Mức 2

(Có khả năng

tái tạo)

Mức 2 & 3

(Hiểu và áp

dụng)

Hiểu: diễn đạt, trình bày lại, phân loại, nhóm lại,

làm sáng tỏ, sắp xếp lại, sắp đặt theo trật tự, suy

luận, liên quan, thí nghiệm, giải thích, mô tả,

chuyển dịch, so sánh, đối chiếu, phân biệt, phỏng

đoán, ước tính, khái quát hóa, đưa/ cho ví dụ,

chuyển thể

Ứng/ Vận dụng: giải quyết, vận dụng, minh họa,

điều chỉnh, sử dụng, tính toán, thay đổi, biến đổi,

lựa chọn, thực nghiệm, hoàn thành/ thiện, mô hình

hóa, sơ đồ hóa, thực hiện, báo cáo, chỉ dẫn, vận

hành, xử lý, áp dụng, xác định, phát triển, thiết

lập, dự đoán

Mức 3

(Có khả năng

lập luận)

Mức 4 & 5

(Phân tích và

đánh giá)

Phân tích: so sánh, quy gán, thảo luận, tổ chức,

điều tra, tập trung, lựa chọn, giải quyết, phân biệt

sự giống và khác nhau, chỉ rõ sự khác biệt, chia

nhỏ, lập kế hoạch, nghi vấn

Tổng hợp: phân loại, biên soạn, tóm tắt, viết lại,

sắp xếp lại, phân nhóm, tổ hợp

Đánh giá: làm sáng rõ, chỉ trích, phản biện, đánh

giá, biện minh, chứng minh, quyết định, đo lường

giám sát, phân xử, đánh giá, khen ngợi, dự báo,

thử nghiệm

Mức 4

(Có khả năng

Mức 6

(Sáng tạo)

Tưởng tượng, phát triển ra, đặt giả thuyết, thiết kế,

lập kế hoạch, phát minh, sản xuất, xây dựng, cải

121

sáng tạo) tiến thích nghi, thay đổi, cải thiện, dự đoán, mở

rộng, phát triển, xây dựng, biên soạn, lập công

thức, tổ chức, nhập vai, lắp ráp, suy luận, đề xuất,

can thiệp

122


Các phương pháp thí nghiệm trong Vật lý hiện đại



3. Môn học tiên quyết: Thực hành vật lí đại cương 1 và 2

4. Ngôn ngữ giảng dạy: tiếng Anh

5. Giảng viên (họ và tên, chức danh, học vị, đơn vị công tác): ThS. Nguyễn Ngọc

Đỉnh


Phổ biến các quy định chung về an toàn phòng thí nghiệm, an toàn hoá học, an

toàn bức xạ trong phòng thí nghiệm, an toàn sinh học.

Giới thiệu về lý thuyết các phương pháp thực nghiệm vật lí hiện đại.


Chuyên cần (20%)

Thi giữa kì: Thi viết (20%).

Thi cuối kì: Thi viết hoặc vấn đáp (60%).


John R. Taylor : An Introduction to Error Analysis: The Study of Uncertainties in

Physical Measurements (2002).

Adrian C. Melissinos: Experiments in Modern Physics, Second Edition (2003) ISBN-

13: 978-0124898516

9. Tóm tắt nội dung môn học (mỗi môn học tóm tắt khoảng 120 từ): Các phương

pháp thí nghiệm trong Vật lý hiện đại có nội dung chính bàn về:

- An toàn phòng thí nghiệm.

- Các phương pháp chế tạo vật liệu tiên tiến.

- Các yếu tố ảnh hưởng đến phép đo, nhiễu.

- Các loại sensor hiện đại.

- Các kỹ thuật đo đạc vật lí hiện đại cũng như xu hướng phát triển của công

nghệ đó.

123

- Các áp dụng cụ thể trong thực tiễn, các biến thể và nhận diện công nghệ đo

lường.


Chương I: An toàn phòng thí nghiệm

1. An toàn hoá học

2. An toàn bức xạ

3. An toàn sinh học

4. Các hiểu biết chung về an toàn phòng thí nghiệm khác.

Chương II: Các phương pháp chế tạo mẫu

1. Phương pháp gốm

2. Phương pháp hoá học

3. Phương pháp điện hoá và điện hoá siêu âm

4. Phún xạ nhiệt, cathode, xung lazer, điện tử.

Chương III: Sai số phép đo, nhiễu và một số phương pháp loại trừ

1. Khái niệm sai số.

2. Xử lý và đánh giá sai số.

3. Các dạng nhiễu trong phép đo điện.

4. Một số phương pháp giảm thiểu nhiễu.

Chương IV: Cảm biến

1. Nguyên lý cơ bản và các đặc trưng đo lường

2. Cảm biến nhiệt độ

3. Cảm biến quang

4. Cảm biến vị trí và dịch chuyển

5. Cảm biến lực

6. Cảm biến đo chân không

7. Cảm biến điện hoá

124


THỰC TẬP VẬT LÝ HIỆN ĐẠI





- ...................................................................................................................... C

ác môn vật lý đại cương

- Các phương pháp thí nghiệm trong Vật lý hiện đại - PHY2165

4. Ngôn ngữ giảng dạy: Tiếng Việt và tiếng Anh


- PGS.TS Lê Văn Vũ, CBGD Khoa Vật lý, ĐHKHTN

- PGS.TS Phạm Văn Bền, CBGD Khoa Vật lý, ĐHKHTN

- TS Nguyễn Mậu Chung, CBGD Khoa Vật lý, ĐHKHTN

- TS Phạm Nguyên Hải, CBGD Khoa Vật lý, ĐHKHTN

- TS Ngạc An Bang, CBGD Khoa Vật lý, ĐHKHTN

- TS Đỗ Thị Kim Anh, CBGD Khoa Vật lý, ĐHKHTN

- ThS. Trần Thế Anh, CBNC Khoa Vật lý, ĐHKHTN


Giúp sinh viên làm quen với kỹ năng thực nghiệm trong vật lý hiện đại, làm cơ sở

cho việc tiếp thu các môn học của các hướng chuyên sâu và phát triển các kỹ năng cá

nhân, tăng cường năng lực áp dụng kiến thức cơ bản đã được trang bị trong việc thực

hiện khóa luận tốt nghiệp, trong thực tiễn nghiên cứu khoa học.

- Kiến thức: Kết thúc môn học, sinh viên được có được những kiến thức quan trọng

về vât lý hiện đại được kiểm chứng bằng thực nghiệm.

- Kỹ năng và thái độ cá nhân: Thông qua môn học, sinh viên có điều kiện để phát

triển các kỹ năng cá nhân, góp phần tạo nền tảng chung cho việc hình thành và phát

125

triển các kỹ năng nghiên cứu trong khoa học nói chung, trong vật lý thực nghiệm nói

riêng. Sinh viên cũng được rèn luyện về khả năng làm việc nhóm nghiên cứu trong

quá trình tổ chức mỗi bài thực nghiệm.


Kiểm tra cuối kỳ (thi hết môn): thực hành thí nghiệm, vấn đáp.


Tài liệu hướng dẫn Thực tập vật lý hiện đại – Khoa Vật lý, ĐHKHTN-2012


Môn học gồm có 8 bài thực tập, kiến thức trải rộng trong các lĩnh vưc: Vật lý Hạt

nhân, Vật lý Chất rắn, Vật lý Nhiệt độ thấp, Quang lượng tử, Khoa học Vật liệu, Điện

tử và linh kiện bán dẫn…:

- Hiệu ứng Hall

- Tính chất vật lý của lớp chuyển P-N

- Đo Từ độ

- Xác định các thông số bức xạ của nguồn sáng bằng phổ kế kết nối với máy tính

dùng cảm biến CCD

- Bức xạ của vật đen tuyệt đối

- Nhiễu xạ tia X trên mẫu bột

- Quan sát và phân tích bề mặt vật rắn bằng chùm điện tử

- Nghiên cứu trùng phùng hạt nhân


Bài 1. Hiệu ứng Hall

3.1 Mục đích

3.2 Lý thuyết

3.3 Dụng cụ thí nghiệm

3.4 Thực hành

3.5 Xử lý số liệu

Bài 2. Tính chất vật lý của lớp chuyển P-N

3.6 Mục đích

3.7 Lý thuyết


3.9 Thực hành


126

Bài 3. Đo Từ độ

3.11 Mục đích

3.12 Lý thuyết


3.3.1. Hệ đo mômen từ và từ trường

3.3.2. Hệ thống tạo từ trường

3.3.3. Hệ thống tạo và đo nhiệt độ

3.3.4. Hệ thống tạo chân không cao.

3.3.5. Hệ thống cơ khí

3.3.6. Hệ thống nước làm nguội, dewar chứa Nitơ lỏng.

3.14 Thực hành

3.4.1. Chuẩn hệ đo

3.4.2. Đo từ độ với hai mẫu chuẩn Ni (5N) và Gd (4N).


3.15.1 Vẽ đồ thị M(T) của hai mẫu Ni và Gd.

3.15.2 Xác định nhiệt độ chuyển pha Curie của Ni và Gd.

Bài 4. Xác định các thông số bức xạ của nguồn sáng bằng phổ kế kết nối với

máy tính dùng cảm biến CCD

1 Mục đích thí nghiệm

Xác định được các thông số của mẫu qua vị trí các vạch phổ, cường độ vạch

phổ.

Nắm vững cấu tạo, nguyên tắc hoạt động và vận hành của máy phát hồ quang

và máy quang phổ thạch anh (hay phổ kế thạch anh).

Biết điều chỉnh hệ quang học và chiếu sáng khe máy quang phổ.

Hiểu được nguyên tắc hoạt động của cảm biến CCD và cách ghép nối từ cảm

biến đến máy tính để phân tích và lưu trữ dữ liệu.

2 Cơ sở lý thuyết

Khi chưa có tác dụng kích thích từ bên ngoài nguyên tử ở trạng thái cơ bản có

mức năng lượng thấp nhất E0. Khi chịu tác động từ bên ngoài các nguyên tử sẽ

nhận năng lượng và chuyển dịch từ trạng thái cơ bản lên trạng thái kích thích có

mức năng lượng cao hơn. Bởi vì các nguyên tử luôn có xu hướng chuyển từ

trạng thái kích thích về trạng thái cơ bản nên khi đó nguyên tử sẽ phát ra năng

lượng dưới dạng bức xạ lượng tử ánh sáng đặc trưng của nguyên tử có tần số

h

EEf ik

ki

Trong đó Ek , Ei là năng lượng mức k và i với Ek > Ei

127

Khi kích thích cả mẫu sẽ bức xạ ra nhiều tần số khác nhau, khi cho máy quang

phổ sẽ thu được những vạch đặc trưng cho nguyên tố trong mẫu phân tích.

3 Dụng cụ thực hành

3.1 Danh sách


1 Máy phát hồ quang 1

2 Máy quang phổ thạch anh 1

3 CCD array 1

4 Bộ chuyển tín hiệu 1

5 Máy tính 1

6 Thấu kính hội tụ 1

7 Ray quang học 1

8 Giá đỡ 1

Hình 1. Sơ đồ nguyên lý

128

3.1 Máy phát hồ quang ДF2: gồm hai bộ phận chính là khối phát cao áp và buồng

phát hồ quang. Muốn cho máy làm việc cần nối máy với mạch 220V. Đèn neon

trước máy sáng lên báo điện đã và máy. Chọn chế độ làm việc cho máy (hồ

quang hoặc tia điện, dòng lớn hoặc dòng nhỏ), ấn nút “làm việc” hồ quang sẽ

bật cháy. Muốn tắt máy ấn nhẹ vào nút “dừng lại”. Mỗi khi muốn chuyển chế

độ cũng cần dừng máy lại.

3.2 Máy quang phổ thạch anh ИCП-30 dùng để phân tích quang phổ các kim loại,

hợp kim quặng hóa chất, các mẫu hóa chất dùng trong các nghiên cứu về quang

phổ. Máy có trang bị rơle thời gian cho phép đặt thời gian khởi phóng và thời

gian chụp. Tự động nâng, hạ hộp ảnh. Cấu trúc của máy dễ hiểu, thuận tiện

trong công việc. Máy được thiết kế làm việc trong các điều kiện phòng thí

nhiệm với điều kiện từ 100C đến 300C, độ ẩm tuyệt đối không quá 80%. Trong

phòng máy không có bụi, hơi xít, hơi kiềm.

3.3 Cảm biến CCD là một bộ phận nhớ điện tử có khả năng tích điện dưới tác dụng

của ánh sáng. Khí có ánh sáng chiếu, mối điểm trên CCD sẽ được nạp một mức

điện tích tương ứng theo cường độ nguồn sáng chiếu vào. Do vậy CCD là một

thiết bị dùng để chuyển tín hiệu ánh sáng thành điện nhờ đó ta có thể đo được

phân bố cường độ ánh sáng trong không gian 1D hoặc 2D.

4 Các bước tiến hành thí nghiệm

Chuẩn bị mẫu phân tích

Bố trí hệ quang học: điều chỉnh vị trí thấu kính, giá đỡ

Kiểm tra nguồn điện, dây nối các điện cực

Bật máy tính và mở phần mềm thu và hiển thị phổ

Điều chỉnh máy phát hồ quang, máy phát quang phổ theo hướng dẫn

Tiến hành thu phổ của các mẫu chất khác nhau

Xử lý số liệu và viết báo cáo thí nghiệm

Bài 5. Bức xạ của vật đen tuyệt đối

5.1. Mục đích

5.2. Cơ sở lý thuyết

5.3. Nội dung bài thí nghiệm

5.4. Thực hành

5.4.1. Lắp đặt thiết bị thí nghiệm

5.4.2. Các bước thực hành

5.4.2.1. Chuẩn bị máy tính

5.4.2.2. Tiến hành thí nghiệm

129


5.5.1. Xác định bước sóng của bức xạ từ góc quét

5.5.2. Vẽ đồ thị Rel. Intensity vs. wavelength

5.5.3. Xác định nhiệt độ của dây tóc bóng đèn

Bài 6. Nhiễu xạ tia X trên mẫu bột

6.1. Mục đích

6.2. Định luật Bragg, Cơ sở phân tích pha định tính, Xác định kích thước tinh thể

6.3. Xác định cấu trúc hệ tinh thể lập phương

6.4. Thực hành

6.4.1. Chuẩn bị mẫu đo dạng bột


5.4.2.1. Chuẩn bị máy tính và hệ nhiễu xạ tia X

5.4.2.2. Tiến hành đo phổ nhiễu xạ tia X


6.5.1. Xác định loại mạng Bravais của tinh thể

6.5.2. Xác định kích thước của tinh thể

Bài 7. Quan sát và phân tích bề mặt vật rắn bằng chùm điện tử

7.1. Mục đích

7.2. Các loại ảnh hiển vi điện tử quét, Xác định phân bố nguyên tố hóa học bằng ảnh

BEI 7.3. Định luật Moseley và cơ sở phân tích thành phần hóa học, Phổ EDS

7.4. Thực hành

7.4.1. Chuẩn bị mẫu quan sát bề mặt và phân tích thành phần hóa học


7.4.2.1. Chuẩn bị máy tính và hệ hiển vi điện tử quét

7.4.2.2. Tiến hành quan sát và ghi ảnh SEI, ảnh BEI

7.4.2.3. Ghi phổ EDS


7.5.1. Xác định kích thước hạt và sự phân bố các nguyên tố có Z khác nhau

7.5.2. Nghiệm lại định luật Moseley

Bài 8. Nghiên cứu trùng phùng hạt nhân

8.1. Mục đích

130

8.2. Giới thiệu về kỹ thuật trùng phùng: trùng phùng αγ, trùng phùng γγ, các thiết bị

sử dụng cho nghiên cứu trùng phùng hạt nhân.

8.3. Thực hành

8.3.1. Kỹ thuật trùng phùng đơn nhanh

8.3.2. Kỹ thuật trùng phùng nhanh và chuyển đổi thời gian- biên độ

8.3.3. Đo độ hoạt tuyệt đối

8.4. Xử lý số liệu, chuẩn bị báo cáo.

131


VẬT LÝ TÍNH TOÁN 2




3. Môn học tiên quyết: Vật lý tính toán 1, Cơ học lượng tử



TS. Nguyễn Anh Tuấn, Bộ môn Vật lý Nhiệt độ thấp, Khoa Vật lý, Trường


TS. Nguyễn Hoàng Oanh, Bộ môn Tin học Vật lý, Khoa Vật lý, Trường


GS. TS. Bạch Thành Công, Khoa Vật lý, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên,

ĐHQG Hà Nội.

TS. Bạch Hương Giang, Khoa Vật lý, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên,

ĐHQG Hà Nội.

TS. Nguyễn Quang Hưng, Bộ môn Tin học Vật lý, Khoa Vật lý, Trường


PGS. TS. Đàm Hiếu Chí, Khoa Vật lý, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên,

ĐHQG Hà Nội.


- Kiến thức

Cung cấp cho sinh viên một bức tranh khái quát về các phương pháp

tính toán và mô phỏng các tính chất của các hệ vật lý từ vi mô đến vĩ

mô. Những kiến thức này có tính liên thông sẽ là nền tảng vững chắc

giúp sinh viên có thể tiếp thu thuận lợi những kiến thức ở mức độ

chuyên sâu hơn trong lĩnh vực vật lý tính toán nói chung và tính toán số

trong một số ngành khoa học có liên quan như Khoa học vật liệu, Vật lý

hạt cơ bản, Vật lý hạt nhân, Lý sinh, v.v…

132

Tạo cơ sở để sinh viên có thể vận dụng nội dung của môn học vào các

vấn đề nghiên cứu thực tế của Vật lý.

- Kỹ năng

Nâng cao kỹ năng tư duy, phân tích và ra quyết định, kỹ năng phát hiện

và giải quyết vấn đề nghiên cứu trên cơ sở lĩnh hội được những kiến

thức của môn học và ứng dụng của chúng trong khoa học công nghệ.

- Thái độ, chuyên cần

Yêu thích môn học, ngành học mà sinh viên đang theo học. Kính trọng

các nhà khoa học, giảng viên đang giảng dạy môn học.

Rèn luyện những đức tính cơ bản của nhà khoa học như trung thực,

chuyên cần, thận trọng và khách quan.


7.1. Kiểm tra – đánh giá thường xuyên:

- Làm báo cáo thực hành.

7.2. Kiểm tra – đánh giá định kì

- Có thể làm bài tập lớn theo từng nhóm với đề tài giáo viên yêu cầu, 1-2 lần /1

học kỳ.

- Kiểm tra - đánh giá giữa kì: thi trên máy.

- Kiểm tra - hết môn cuối kì: thi trên máy.

Trọng số của các phần theo quy định của Nhà Trường.

7.3. Lịch thi, kiểm tra (kể cả thi lại):

- Kiểm tra - đánh giá giữa kì: tuần thứ 8.

- Kiểm tra - hết môn cuối kì: tuần thứ 15 hoặc 16.


- Giáo trình bắt buộc:

- An Introduction to Computational Physics, Tao Pang, Cambridge University

Press, 2006.

- Lectures of An Introduction to Density-functional Theory, Nguyen Anh Tuan.

- Giáo trình tham khảo:

- Computational Chemistry, David. C. Young, John-Wiley & SONS, INC., 2001.

- Computational Materials Science, Dierk Raabe, Wiley-VCH, 1998.


133

Nội dung của môn học bao gồm hai phần. Phần I giới thiệu về phương pháp

Monte Carlo trong vật lý. Phần này gồm ba chương: Chương 1 giới thiệu và nhắc lại

những khái niệm cơ bản về Sai số- Thống kê và Vật lý thống kê; Chương 2 giới thiệu

khái niệm chung về phương pháp Monte-Carlo và những thành phần cơ bản của

phương pháp này; Chương 3 trình bày một số vấn đề chi tiết và nâng cao trong

phương pháp Monte Carlo. Phần II gồm 4 chương giới thiệu về phương pháp phiếm

hàm mật độ. Trong đó hai Chương 4 và 5 cung cấp cho sinh viên những kiến thức cơ

bản cũng như sự hình thành và phát triển của lý thuyết phiếm hàm mật độ. Chương 6

trình bày ứng dụng của lý thuyết phiếm hàm mật độ trong tính toán và mô phỏng một

số tính chất vật lý của vật liệu. Chương 7 cung cấp cho sinh viên phương pháp để xây

dựng, thực hiện, đánh giá độ phức tạp và chi phí cho các dự án tính toán và mô phỏng.


Module I. Nhập môn Phương pháp Monte Carlo trong Vật lý

Chương 1. Nhắc lại những khái niệm cơ bản

- Giới thiệu và nhắc lại những khái niệm cơ bản về Sai số- Thống kê và Vật lý thống

kê.

Chương 2. Phương pháp Monte Carlo

- Giới thiệu khái niệm chung về phương pháp Monte-Carlo và những thành phần cơ

bản của phương pháp này: Số giả ngẫu nhiên; Nguyên tắc lấy mẫu; Hàm phân bố xác

xuất; Đánh giá sai số. Tìm hiểu một vài bài toán Monte-Carlo đơn giản.

- Chuỗi Markov.

- Quá trình lấy mẫu Metropolis.

Chương 3. Một số vấn đề chi tiết và nâng cao

- Một vài tổng thể thống kê (statistical ensemble) trong Vật lý.

- Một số hàm thế thường được sử dụng. Tương tác gần và tương tác xa.

- Giới thiệu về Molecular dynamics simulation.

- Case studies

- Auto-correlation và đánh giá sai số.

Phần II: Giới thiệu về phương pháp phiếm hàm mật độ

134

Chương 4. Biểu diễn động năng qua mật độ phân bố điện tử: Thomas-Fermi và các

mô hình liên quan

4.1. Bài toán hệ nhiều hạt

4.2. Mô hình Thomas-Fermi (TF)

4.3. Mô hình Thomas-Fermi-Dirac (TFD)

4.4. Mô hình Thomas-Fermi-Weisacker (TFW)

4.5. Mô hình Thomas-Fermi-Dirac-Weisacker (TFD-

Chương 5. Giới thiệu về lý thuyết phiếm hàm mật độ

5.1. Định lý Hohenberg-Kohn thứ nhất

5.2. Giới thiệu về quỹ đạo và phiếm hàm năng lượng Kohn-Sham

5.3. Phiếm hàm năng lượng tương quan trao đổi

5.4. Định lý Hohenberg-Kohn thứ hai và phương trình Kohn-Sham

5.5. Lý thuyết phiếm hàm mật độ có tính đến spin

Chương 6. Ứng dụng phương pháp phiếm hàm mật độ

6.1. Nghiên cứu cấu trúc hình học

6.2. Nghiên cứu cấu trúc điện tử

6.2. Nghiên cứu chuyển pha

6.4. Nghiên cứu sự chuyển điện tích

6.5. Nghiên cứu tương tác trao đổi

Chương 7. Xây dựng và thực hiện dự án tính toán

7.1. Xác định đại lượng cần tính và mức độ chính xác cần đạt

7.2. Lựa chọn phương pháp và phần mềm tính toán

7.3. Dự đoán về độ chính xác của phương pháp

7.4. Ước tính về thời gian thực hiện tính toán

135


Vật lý của vật chất


2. Số tín chỉ: 3 ............................................................................................................

3. Môn học tiên quyết: Quang học PHY2304.

4. Ngôn ngữ giảng dạy: Tiếng Anh, Tiếng Việt .........................................................

5. Giảng viên (họ và tên, chức danh, học vị, đơn vị công tác): .................................

TS. Nguyễn Việt Tuyên, Bộ môn Vật lý Chất rắn, Khoa Vật lý, ĐHKHTN ....................

6. Mục tiêu môn học/chuyên đề (kiến thức, kỹ năng, thái độ): .................................

Sinh viên cần nắm được những kiến thức cơ bản về vật lý hiện đại, có kỹ năng

cơ bản để ứng dụng cơ học lượng tử và vật lý thống kê để mô tả cấu trúc, tính chất cơ

bản của vật chất.

7. Phương pháp kiểm tra đánh giá: ............................................................................

- Kiếm tra thường xuyên 20%

- Kiểm tra trên lớp 20%

- Thi hết môn 60%


1. John. C. Morrison, “Vật lý hiện đại cho các nhà khoa học và kỹ sư”,Elsevier, 2010.

2. J.S. Lilley, Nuclear Physics : Principles and Applications, Wiley, 2001

3. W.E. Burcham and M. Jobes, Nuclear and Particle Physics, Wiley, 1995

4. W.S.C Williams, Nuclear and Particle Physics, Oxford Publication, 2002


Vật lý của vật chất giới thiệu những ý tưởng cơ bản hình thành nên vật lý hiện

đại và cung cấp cho sinh viên một phần giới thiệu những nghiên cứu hiện đại trong

các lĩnh vực khác nhau của vật lý hiện nay. Theo nhu cầu và sở thích của sinh viên,

môn học sẽ cung cấp một số hiện tượng vật lý quan trọng dẫn đến sự hình thành của

vật lý lượng tử hiện đại, và các phần tiếp theo sẽ đi sâu hơn vào bản chất vật lý của

các hiện tượng này

136

Các chủ đề như lý thuyết Boch và các cấu trúc dị hướng của bán dẫn sẽ giúp sinh viên

có được một cơ sở kiến thức cần thiết cho một số môn học chuyên ngành bán dẫn,

trong khi các chủ đề như sự cô đặc Bose – Enstein, vât lý tương đối tính… sẽ giúp

sinh viên có được cái nhìn tổng quan về một số lĩnh vực chung của Vật lý hiện đại.


Chương 1: Lưỡng tính sóng-hạt của đối tượng vi mô, phương trình sóng

1. Phương trình sóng Schrodinger

2. Xác suất và giá trị trung bình

3. Giếng thế hữu hạn

4. Dao động tử điều hòa

5. Phương trình sóng phụ thuộc thời gian

Chương 2: Toán tử và sóng.

1. Đại lượng đo được, toán tử và trị riêng

2. Nghiệm giải tích của dao động

3. Tán xạ electron

4. Nguyên lý bất định Heisenberg

Chương 3 : Hạt cơ bản

1. Vật chất : quark và lepton .

2. Meson và baryon

3. Tương tác và boson.

4. Tương tác yếu : neutrino và bất đối xứng vật chất phản vật chất.

5. Khối lượng và Higg.

6. Siêu đối xứng.

7. Bài tập: Bài tập về vật lý hạt cơ bản.

Chương 4: Các đặc trưng cơ bản của hạt nhân

1. Cấu tạo hạt nhân.

2. Kích thước hạt nhân.

3. Năng lượng liên kết.

4. Spin và moment từ.

137

5. Moment điện.

6. Chẵn lẻ.

7. Bài tập: Bài tập các đặc trưng cơ bản của hạt nhân.

Chương 5: Các mô hình hạt nhân

1. Mẫu giọt và công thức khối lượng bán kinh nghiệm.

2. Mẫu khí Fermi.

3. Mẫu lớp.

4. Mẫu một hạt.

5. Bài tập: Bài tập các mô hình hạt nhân .

Chương 6: Nguyên tử và mô hình Bohr

1. Tính chất và cấu trúc nguyên tử.

2. Mô hình nguyên tử Bohr.

3. Bán kính, năng lượng và chuyển dời nguyên tử theo mô hình Bohr.

4. Áp dụng mô hình Bohr

5. Bài tập: Bài tập nguyên tử và mô hình Bohr.

Chương 7: Moment xung lượng và nguyên tử hydro

1. Thế xuyên tâm

2. Moment xung lượng

3. Các trạng thái electron trong nguyên tử hydro

4. Hiệu ứng Zeemann

5. Spin

6. Cấu trúc siêu tinh tế

7. Bài tập: Bài tập chương moment xung lượng và nguyên tử hydro

Chương 8: Chất khí

1. Khí lý tưởng

2. Ứng dụng của thống kê Maxwell-Boltzmann

3. Entropy và các định luật nhiệt động

4. Khí lượng tử lý tưởng

5. Ngưng tụ Bose-Einstein

138

6. Lý thuyết điện tử tự do cho kim loại

Chương 9: Chất lỏng

1. Chất lỏng và chất rắn

2. Chất lỏng và chất khí

3. Một số tính chất của chất lỏng

4. Chất lỏng Newton và chất lỏng khác

5. Nguyên nhân gây ra độ nhớt trong chất lỏng

6. Định luật Newton về độ nhớt của chất lỏng

Chương 10: Chất rắn-Cấu trúc điện tử của vật rắn

1. Phân loại vật liệu rắn

2. Mạng Bravais

3. Cấu trúc tinh thể

4. Mạng đảo

5. Mặt phẳng mạng

6. Lý thuyết Bloch

7. Nhiễu xạ điện tử bởi tinh thể lý tưởng

8. Vùng cấm

139


Mở đầu thiên văn học



3. Môn học tiên quyết: Vật lý đại cương, Giải tích toán học


5. Giảng viên (họ và tên, chức danh, học vị, đơn vị công tác): PGS.TS. Đinh Văn

Trung, Viện Vật lý, Viện KH&CN Việt Nam.


Môn học Mở đầu thiên văn học cung cấp các kiến thức cơ bản về thiên văn học hiện

đại bao gồm lịch sử thiên văn học, các phương pháp quan sát thiên văn hiện đại, vật lý

sao, môi trường giữa các sao, thiên hà và vũ trụ học, tìm kiếm sự sống ngoài trái đất.

Môn học cũng giới thiệu với sinh viên kỹ năng phân tích và đánh giá về mặt vật lý các

thông tin, số liệu quan sát hiện đại về các đối tượng thiên văn.

7. Phương pháp kiểm tra đánh giá: Sinh viên được đánh giá thông qua điểm thường

xuyên (tham dự giờ giảng, bài tập về nhà, câu hỏi trên lớp) và kiểm tra giữa kỳ, cuối

kỳ.


a/ Fundamental astronomy, 5th edition, Hannu Karttunen et al. Springer 2007

b/ Astronomy - A physical perspective, 2nd edition, Marc L. Kutner, Cambridge 2003

c/ Astronomy - Journey to the cosmic frontier, 5th edition, John D. Fix, McGraw-Hill

Higher education 2008

9. Tóm tắt nội dung môn học (mỗi môn học tóm tắt khoảng 120 từ): ...........................

Môn học Mở đầu thiên văn học cung cấp các kiến thức cơ bản về thiên văn học hiện

đại trong thời gian giảng dạy 45 tiết tương ứng 03 tín chỉ. Môn học được chia làm 10

chương bao gồm (i) lịch sử nghiên cứu thiên văn học, (ii) các hệ tọa độ và phương

pháp định vị (vị trí, thời gian), (iii) thiết bị và kỹ thuật quan sát thiên văn hiện đại, (iv)

Lý thuyết hấp dẫn và chuyển động của các hành tinh, (v) Vật lý và các cơ chế phát

bức xạ trong môi trường thiên văn, (vi) hệ mặt trời, (vii) vật lý sao, (viii) môi trường

giữa các sao, (ix) thiên hà và vũ trụ học, (x) tìm kiếm sự sống ngoài trái đất. Môn học

140

cũng sẽ giới thiệu kỹ năng phân tích và đánh giá về mặt vật lý các thông tin và số liệu

quan trắc thiên văn học hiện đại.


Chương I. Lịch sử nghiên cứu thiên văn học

1/ Chuyển động biểu kiến của các thiên thể

1/ Nghiên cứu thiên văn học ở vùng lưỡng hà

2/ Nghiên cứu thiên văn học thời Ai Cập cổ đại

3/ Nghiên cứu thiên văn học thời Hy Lạp cổ đại

4/ Chuyển động của các hành tinh trong hệ mặt trời và thuyết địa tâm

5/ Thiên văn học thời phục hưng, thuyết nhật tâm

6/ Thiên văn học hiện đại

Chương II. Các hệ tọa độ và phương pháp định vị vị trí, thời gian

1/ Thiên cầu và định hướng trong không gian

2/ Tam giác cầu và các hệ thức lượng giác

3/ Hệ tọa độ người quan sát

4/ Hệ tọa độ xích đạo

5/ Hệ tọa độ hoàng đạo

6/ Hệ tọa độ thiên hà

7/ Các yếu tố ảnh hưởng đến xác định tọa độ không gian

8/ Bản đồ sao và các chòm sao

9/ Thời gian: định nghĩa thời gian sao và thời gian mặt trời

10/ Giờ quốc tế UTC

11/ Lịch

Chương III. Kỹ thuật và thiết bị quan sát thiên văn hiện đại

1/ Tính chất truyền sóng điện từ của khí quyển trái đất

2/ Kính thiên văn quang học: kính khúc xạ, kính phản xạ

3/ Độ phân giải của kính thiên văn

4/ Độ phóng đại của kính thiên văn

5/ Kính thiên văn vô tuyến, kính thiên văn giao thoa vô tuyến

6/ Kính thiên văn không gian

7/ Thu nhận tín hiệu trong quan sát thiên văn

Kính ảnh

Đầu thu quang điện

Camera CCD

8/ Thiết bị phân tích quang phổ

Chương IV. Lý thuyết hấp dẫn và chuyển động của các hành tinh

1/ Các định luật chuyển động của Newton

2/ Chuyển động tròn

3/ Định luật vạn vật hấp dẫn

4/ Vận tốc và chu kỳ quay của hành tinh quanh mặt trời

5/ Chuyển động của vệ tinh nhân tạo quanh trái đất

141

6/ Ba định luật của Keppler

7/ Hiện tượng thủy triều

Chương V. Vật lý các cơ chế phát bức xạ trong môi trường thiên văn

1/ Tổng quan về bức xạ của nguyên tử và phân tử

2/ Nguyên tử Hydro

3/ Qui tắc lọc lựa

4/ Phổ phân tử

5/ Dạng vạch phổ:

Mở rộng vạch tự nhiên

Mở rộng Doppler

Mở rộng vạch do va chạm

6/ Bức xạ của vật đen

Định luật Stefan-Boltzmann

Định luật Wien

7/ Các cơ chế phát xạ khác:

Maser, laser

Bức xạ Synchrotron

8/ Phương trình truyền bức xạ

Chương VI. Hệ mặt trời

1/ Giới thiệu chung về hệ mặt trời

2/ Quỹ đạo chuyển động của các hành tinh trong hệ mặt trời

3/ Tính chất hóa lý của các hành tinh

Thành phần hóa học

Nhiệt độ, áp suất

Bức xạ nhiệt

4/ Giới thiệu chung về trái đất

5/ Cấu trúc trái đất

6/ Khí quyển và các hiện tượng thời tiết

7/ Mặt trăng

Cấu trúc

Sự hình thành của mặt trăng

8/ Các hành tinh cấu tạo rắn: sao Thủy, sao Kim, sao Hỏa

9/ Các hành tinh khí: sao Mộc, sao Thổ, sao Hải Vương, sao Thiên Vương

10/ Các hành tinh lùn và tiểu hành tinh:

Định nghĩa

Tính chất vật lý và hóa học

11/ Sao chổi

12/ Thiên thạch

Chương VII. Vật lý sao

1/ Đặc trưng vật lý chung của sao

2/ Độ sáng và cấp sao

3/ Quang phổ của sao:

sự phụ thuộc vào nhiệt độ

142

sự phụ thuộc vào thành phần hóa học

4/ Phân loại sao:

Bảng phân loại

Giản đồ Hertzsprung-Russell

5/ Mặt trời

Cấu trúc

Quá trình tạo năng lượng: phản ứng hạt nhân

Quá trình truyền năng lượng: đối lưu, truyền bức xạ

Bề mặt của mặt trời

Sắc cầu và nhật hoa

Vai trò của mặt trời trong thời tiết vũ trụ

6/ Sự hình thành sao:

Quá trình co nén hấp dẫn

Tiền sao và các đặc trưng vật lý

Gió sao và mất mát vật chất

7/ Sự hình thành của hệ hành tinh

8/ Quá trình tiến hóa của sao

Phản ứng hạt nhân

Sự thay đổi cấu truc của sao

Sao khổng lồ đỏ, tinh vân hành tinh và sao lùn trắng

9/ Sao neutron và hố đen

Chương VIII. Môi trường giữa các sao

1/ Giới thiệu chung về môi trường giữa sao

2/ Bụi vũ trụ

Đặc trưng vật lý và hóa học

Tán xạ Mie

Cân bằng nhiệt động và nhiệt độ của bụi

3/ Tinh vân tối và các đám mây phân tử

4/ Các vùng HII

5/ Phân tử trong môi trường giữa sao

6/ Kích thích phân tử và bức xạ phân tử

7/ Tia vũ trụ và từ trường giữa sao

Chương IX. Thiên hà và vũ trụ học

1/ Ngân hà: giới thiệu chung

2/ Các thành phần chính của Ngân hà

3/ Sự quay của Ngân hà

4/ Cấu trúc xoắn ốc

Quan trắc quang học, vô tuyến

Mô hình sóng mật độ của cấu trúc xoắn ốc

5/ Nhân của Ngân hà và hố đen siêu nặng

6/ Phân loại các thiên hà: giản đồ Hubble

7/ Sự hình thành của thiên hà

8/ Xác định khoảng cách trong vũ trụ: định luật Hubble

9/ Các loại thiên hà kỳ dị: thiên hà hoạt động, thiên hà vô tuyến, Quasar

143

10/ Tập hợp thiên hà và cấu trúc vũ trụ

11/ Thuyết vụ nổ lớn: sự hình thành và tiến hóa của vũ trụ

12/ Bức xạ phông của vũ trụ

Chương X. Sinh học thiên văn và sự sống trong vũ trụ

1/ Sự hình thành các phân tử phức tạp trong vũ trụ

2/ Sự sống: định nghĩa, sự sống trên trái đất

3/ Nguồn gốc và sự tiến hóa của sự sống trên trái đất

4/ Các khả năng hình thành sự sống trong vũ trụ

5/ Tìm kiếm sự sống ngoài trái đất:

6/ Tìm kiếm các hệ hành tinh ngoài trái đất

7/ Đặc trưng của các hệ hành tinh ngoài trái đất

8/ Sự phát triển của sự sống có trí tuệ

9/ Liên lạc với các nền văn minh trong vũ trụ

144


VẬT LÝ CHẤT RẮN




3. Môn học tiên quyết: Toán giải tích, Cơ học lượng tử

4. Ngôn ngữ giảng dạy: Tiếng Việt, Tiếng Anh


GS.TS. Bạch Thành Công, Khoa Vật lý, trường ĐHKHTNHN


- Mục tiêu về kiến thức: Trang bị cho người học các kiến thức cơ bản về Vật lý

chất rắn . Nắm được cách mô tả cấu trúc chất rắn, tính chất điện, nhiệt, từ tính

của chất rắn sử dụng các mô hình khí điện tử tự do fermi, khí phonon…. Vùng

năng Cấu trúc vùng năng lượng của điện tử trong chất rắn. Lý thuyết cơ sở về

bán dẫn, tính chất quang. Hiện tượng từ, hiện tượng siêu dẫn các đặc trưng và

lý thuyết cơ sở mô tả các hiện tượng đó.

- Mục tiêu về kỹ năng : Nắm được các phương pháp của Vật lý chất rắn. Sử

dụng các khái niệm cơ bản của cơ học lượng tử, vật lý thống kê để mô tả tính

chất vật lý của chất rắn. Biết cách giải thích các hiện tượng lượng tử xuất hiện

trên bình diện vĩ mô (hấp thụ quang học, hiện tượng từ, siêu dẫn …)

-Mục tiêu thái độ: nghiêm túc, cẩn thận, chịu khó học hỏi


-Kiểm tra giữa kỳ: hệ số điểm 25%

- Kiểm tra thường xuyên : hệ số điểm 15%

- Kiểm tra cuối kỳ: hệ số điểm 60%

8. Giáo trình bắt buộc (tác giả, tên giáo trình, nhà xuất bản, năm xuất bản:

145

[1] C. Kittel, Introduction on Solid State Physics, John Wiley& Sons, Inc., 8-th

Edition, 2005.

[2] N. W. Ashcroft and N. D. Mermin, Solid State Physics, Harcout College

Publishers, 1976.

[3] Nguyễn Ngọc Long, Vật lý chất rắn, NXB ĐHQG Hà nội 2007.

[4] Nguyễn Văn Hùng, Lý thuyết chất rắn, NXB ĐHQGHN 2001.

[5] Y. M. Galperin, Introduction to Modern Solid State Physics, Free lectures

2006, Internet.


Cấu trúc, liên kết trong tinh thể chất rắn. Dao động mạng tinh thể, lượng tử hoá

dao động mạng tinh thể, phonon. Khí điện tử tự do Fermi, nhiệt dung điện tử.

Vùng năng lượng điện tử trong chất rắn, các phương pháp tính cấu trúc vùng

năng lượng điện tử trong chất rắn. Tương tác của sóng điện từ với chất rắn và

tính chất quang của bán dẫn. Cấu trúc nano.


Chương 1: Cấu trúc chất rắn (5 giờ lý thuyết + 1 giờ bài tập)

1.1 Phân loại chất rắn. Tinh thể chất rắn và các loại liên kết.

1.2 Đối xứng trong chất rắn tinh thể, phân loại cấu trúc

1.3 Mạng đảo.

1.4 Nhiễu xạ Bragg.

Chương 2: Dao động mạng tinh thể, Phonon (5 giờ lý thuyết+ 2 giờ bài tập)

2.1. Dao động của mạng tinh thể 1 chiều.

2.2. Lượng tử hoá dao động của mạng tinh thể 1 chiều.

Tổng quát cho trường hợp 3 chiều. Chuẩn hạt phonon.

2.3. Tính chất nhiệt của phonon, định luật Debye về nhiệt dung phonon.

Chương 3 : Khí điện tử tự do Fermi ( 4 giờ lý thuyết+ 2 giờ bài tập )

3.1. Khí điện tử Fermi trong không gian 1 chiều, 3 chiều

3.2. Nhiệt dung điện tử

146

3.3. Độ dẫn điện, Định luật Ohm.

3.4. Định luật Widermann-Frantz

3.5. Bài tập

Chương 4: Cấu trúc vùng năng lượng của điện tử trong chất rắn

5.1.Điều kiện Bloch cho hàm sóng điện tử trong tinh thể. Định lý Bloch

5.2.Phương trình sóng cho điện tử chuyển động trong trường thế tuần hoàn.

5.3. Phương pháp gần đúng điện tử gần như tự do để tính phổ năng lượng của

điện tử trong chất rắn.

5.4. Phương pháp gần đúng liên kết chặt để tính phổ năng lượng của điện tử

trong chất rắn.

5.5. Mẫu Kronig-Penney*)

5.6. Số trạng thái trong 1 vùng năng lượng.Phân loại bán dẫn, kim loại điện

môi

theo cấu trúc vùng năng lượng điện tử.

5.7. Bài tập*)

Chương 5: Mặt Fermi và Kim loại (3 giờ lý thuyết + 1 giờ bài tập)

5.1. Cấu trúc hình học của vùng năng lượng điện tử trong chất rắn, vùng

Brillouin.

5.2. Mặt Fermi cho điện tử gần như tự do. Quỹ đạo điện tử, lỗ trống,

quỹ đạo mở.

5.3. Lượng tử hóa quỹ đạo điện tử trong từ trường. Hiệu ứng De Haas-van

Alphen , quỹ đạo cực trị.*)

5.4. Baì tập*)

Chương 6: Tinh thể bán dẫn

6.1. Khe năng lượng trong phổ năng lượng của điện tử, phương trình chuyển

động

6.2. Lỗ trống, khối lượng hiệu dụng của điện tử.

6.3. Mật độ hạt tải riêng

6.4. Độ dẫn tạp chất.

6.5. Bài tập

Chương 7: Quá trình quang học và exciton

7.1. Tương tác giữa ánh sáng và vật liệu. Hệ thức Kramer-Kronig

7.2. Exciton Frenkel, exciton Mott, hiệu ứng exciton trong tính chất quang

của chất bán dẫn.

147

7.3. Hiệu ứng Raman trong tinh thể chất rắn

Chương 8: Các cấu trúc nano

8.1. Cấu trúc năng lượng điện tử trong dây lượng tử (hệ 1 chiều)

8.2. Vận chuyển điện tích trong hệ 1 chiều, công thức Landauer

8.3. Cấu trúc năng lượng điện tử trong chấm lượng tử ( hệ 0 chiều)

8.4. Vận chuyển điện tích trong chấm lượng tử, transitor đơn điện tử *)

8.5. Bài tập*)

Chú thích: các phần có dấu *) là các phần nâng cao.

148


Từ học và Siêu dẫn /Vật lý Nhiệt độ thấp

1. Mã môn học/chuyên đề: PHY3448 /Vật lý Nhiệt độ thấp

2. Số tín chỉ: 3 TC

3. Môn học tiên quyết: Các môn vật lý đại cương, Toán cao cấp, Cơ học lượng tử,

Nhiệt động học, Vật lý và Kỹ thuật nhiệt độ thấp.


5. Giảng viên (họ và tên, chức danh, học vị, đơn vị công tác): Lưu Tuấn Tài (GS,

TS), Nguyễn Huy Sinh (GS, TS), Khoa Vật lý.


Kiến thức:

Nắm vững các kiến thức cơ bản về nguồn gốc từ tính của vật liệu, các loại

tương tác từ tồn tại trong vật liệu, mối liên hệ giữa các đại lượng vĩ mô và các đại

lượng vi mô. Hiểu và biết vận dụng các kiến thức đó để lý giải các cấu trúc từ tồn

tại trong các vật liệu từ cụ thể. Nắm vững các đặc tính cụ thể của từng loại vật liệu

từ.

Kỹ năng:

Vận dụng linh hoạt các khái niệm, các mô hình điện tử linh động hay định xứ

(mô hình năng lượng) thích hợp cho từng đối tượng vật liệu cụ thể để giải thích

các hiện tượng từ.

Thái độ:

Cần đọc trước phần sắp học để có thể hỏi giáo viên các vấn đề mà đọc sách

còn chưa hiểu, ngay trên lớp, tránh thái độ học thụ động, phát huy tương tác giữa

thầy và trò. Tham dự giờ giảng đầy đủ.


- Điểm chuyên cần

- Kiểm tra giữa kì

- Thi cuối kỳ


1) S. Chikazumi, Physics of Magnetism, John Wiley and sons, Inc., New York,

1964.

2) K.H.J.Buschow and F.R.De Boer, Physics of Magnetism and magnetic

materials, 2004 Kluwer Academic Publishers, New york, Boston, Dordrecht,

London, Moscow.

149

3) R.C. O’ Handley, Modern Magnetic materials: Principles and Application,

John wiley and sons, Inc., New York, 2000.

4) Nguyễn Phú Thùy, Vật lý các hiện tượng từ, NXB ĐHQG Hà nội, 2003.

5) Thân Đức Hiền, Lưu Tuấn Tài, Từ học và Vật liệu từ, NXB ĐHQG Hà Nội,

2008.

9. Tóm tắt nội dung môn học (mỗi môn học tóm tắt khoảng 120 từ): Sinh viên

hiểu được những kiến thức cơ sở về từ học và vật liệu từ. Phân biệt được các loại

thuận từ, nghịch từ và tính chất của chúng. Khái niệm siêu dẫn và tính chất của vật

liệu siêu dẫn. Một số hiệu ứng cơ bản của các chất siêu dẫn.


Chương 1. Những khái niệm cơ bản về từ học (5+0+1)

1.1. Từ tĩnh

1.2. Phân loại các vật liệu từ

1.2.1. Vật liệu nghịch từ

1.2.2. Vật liệu thuận từ

1.2.3. Vật liệu phản sắt từ

1.2.4. Vật liệu feri từ

1.2.5. Vật liệu sắt từ

1.2.6. Vật liệu từ giả bền

1.2.7. Vật liệu sắt từ ký sinh

1.3. Mẫu véctơ nguyên tử từ

1.3.1. Trạng thái nguyên tử tự do trong gần đúng một điện tử 1.3.2.

Hiệu ứng tương quan và tương tác spin-quĩ đạo

1.3.3. Các qui tắc Hund

1.4. Liên hệ giữa mômen từ và mômen cơ

1.5. Các điện tử định xứ trong tinh thể

1.6. Nhiệt động học các hiện tượng từ

1.6.1. Các hệ thức nhiệt-từ và calo- từ

1.6.2. Nhiệt dung của vật liệu từ

1.6.3. Tính toán mômen từ dựa trên vật lý thống kê

Chương 2. Thuận từ (3+0+1)

2.1. Các vật liệu thuận từ

2.2. Lý thuyết cổ điển Langevin về thuận từ

2.3. Lý thuyết lượng tử về thuận từ

2.4. So sánh với thực nghiệm

2.5. Tạo nhiệt độ thấp bằng phương pháp khử từ đoạn nhiệt muối thuận từ

Chương 3. Nghịch từ (1+0+0)

3.1. Hiện tượng nghịch từ

3.2. Nghịch từ của các phân tử

Chương 4. Tính chất từ của điện tử tự do trong kim loại (3+0+1)

4.1 Khí điện tử tự do trong kim loại

4.2. Thuận từ của các điện tử tự do

4.3.1. Thuận từ điện tử Pauli

4.3.2. Nghịch từ điện tử Landau

150

Chương 5. Các chất sắt từ (5+1+2)

5.1. Đặc điểm của các vật liệu sắt từ

5.2. Lý thuyết Weiss về hiện tượng sắt từ

5.3. Bản chất trường phân tử

5.3.1. Bài toán phân tử Hydro

5.3.2. Tương tác trao đổi và tiêu chuẩn sắt từ

5.3.3. So sánh với lý thuyết trường phân tử

5.4. Sóng Spin

5.5. Mẫu vùng cho tính sắt từ

5.5.1. Mẫu vùng

5.5.2. Đường cong Slater-Pauling

5.5.3. Tiêu chuẩn Stoner

Chương 6. Phản sắt từ và ferit (4+1+1)

6.1. Vật liệu phản sắt từ và tương tác trao đổi gián tiếp

6.2. Lý thuyết trường phân tử cho phản sắt từ

6.3. Ferit hai phân mạng

6.3.1. Lý thuyết trường phân tử cho pherit hai phân mạng từ 6.3.2.

Miền thuận từ và nhiệt độ Curie

6.3.3. Sự phụ thuộc từ độ tự phát vào nhiệt độ

6.3.4. Ảnh hưởng của từ trường lên từ độ tự phát

6.4. Các pherit thường gặp

6.4.1. Pherit Spinel

6.4.2. Các oxyt loại cương thạch

6.4.3. Các oxyt loại magnetoplumbite

6.4.4. Các oxyt loại perovskite

6.4.5. Các granat từ

Chương 7. Các dạng năng lượng từ và cấu trúc đômen (3+0+1)

7.1. Mở đầu

7.2. Năng lượng trao đổi

7.3. Năng lượng dị hướng từ tinh thể

7.4 Năng lượng từ đàn hồi

7.5. Năng lượng biến dạng đàn hồi

7.6. Năng lượng tĩnh từ

7.7. Cấu trúc đômen

Chương 8. Đường cong từ hóa và hiện tượng từ trễ (3+0+1)

8.1. Hai quá trình từ hóa

8.2 Quá trình dịch chuyển vách thuận nghịch và bất thuận nghịch

8.3. Quá trình quay thuận nghịch

8.4 Hiệu ứng Hopkinson

Chương 9. Siêu dẫn (5+1+2)

9.1. Nhập đề

9.2 Một số tính chất của các vật liệu siêu dẫn

9.2.1. Sự tồn tại của tính siêu dẫn trong các vật liệu

9.2.2.Tác dụng của từ trường ngoài lên vật liệu có tính siêu dẫn

9.2.3. Hiệu ứng Meissner

9.2.4. Nhiệt dung

151

9.2.5. Hiệu ứng đồng vị

9.3. Thuyết nhiệt động về chuyển pha siêu dẫn

9.4. Lý thuyết BCS và phương trình London

152


Vật lý bán dẫn

1. Mã môn học chuyên đề: PHY3347


3. Môn học tiên quyết: Cơ lượng tử, Cơ học thống kê, Vật lý chất rắn


5. Giảng viên: PGS. TS. Nguyễn Thị Thục Hiền, Khoa Vật lý, trường ĐH KHTN Hà

Nội

6. Mục tiêu môn học chuyên đề (kiến thức, kỹ năng, thái độ):

- Mục tiêu về kiến thức: Trang bị các kiến thức cơ bản nhất cũng như cập nhật nhất

của vật lý bán dẫn cho học viên.

- Mục tiêu về kỹ năng: Ngoài các kiến thức cơ bản, sinh viên cần biết các ứng dụng,

các phương pháp xác định các thông số của chất bán dẫn và giải các bài tập cơ bản.


a. Chuyên cần: 20%.

b. Giữa kỳ (thi viết): 30%.

c. Cuối kỳ (thi viết): 50%


1. C. M. Wolfe, N. Holonyak, G. E. Stillman, Physical Properties of

Semiconductors, Prentice-Hall, 1989

2. J. Singh, Electronic and Optoelectronic Properties of Semiconducor Structures,

Cambrigde, 2003.

-Học liệu tham khảo:

1. I. Y. Yu M. Cardona, Fundamental of Semiconductor, Springer, 1996.

2. Tạ Đình Cảnh và Nguyễn Thị Thục Hiền, Vật lý Bán dẫn, Trường Đại học

Khoa học Tự nhiên, ĐHQG Hà Nội.

9. Tóm tắt nội dung môn học :

Trang bị những kiến thức cơ bản về Vật lý bán dẫn: Phân loại các chất bán dẫn, các

phương pháp chế tạo các chất bán dẫn, các sai hỏng trong chất bán dẫn, các cấu trúc

vùng năng lượng của một số bán dẫn điển hình. Thống kê cân bằng của điện tử và lỗ

trống trong chất bán dẫn. Các hiên tượng động trong chất bán dẫn: Hiệu ứng Hall,

hiệu ứng từ trở, hiệu ứng nhiệt điện... Các cơ chế hấp thụ quang học trong chất bán

153

dẫn. Các quá trình sinh, tái hợp và khuếch tán hạt tải điện. Biểu thức Einstein. Khái

niệm thời gian sống của hạt tải, các cơ chế tái hợp. Các hiện tượng tiếp xúc: tiếp xúc

đồng thể và dị thể. Các dạng đường đặc trưng von-ampe. Ứng dụng của các hiện

tượng tiếp xúc.

10.Nội dung chi tiết môn học

Ghi chú: Các ký hiệu ở đầu mỗi chương, ví dụ, (1/0/1) tương ứng với (1giờ lý thuyết/0

giờ bài tập/1 giờ tự học)

Chương 1- Mở đầu (1/0/0)

1.1. Sự phát triển của vật lí bán dẫn hiện nay

1.2. Vật lý với vật liệu bán dẫn

Chương 2- Đại cương về các chất bán dẫn ( 6/1/1)

2.1. Các loại vật liệu bán dẫn

2.2. Các loại liên kết trong chất bán dẫn

2.3. Các loại cấu trúc tinh thể bán dẫn

2.4. Các phương pháp chế tạo vật liệu bán dẫn

2.5. Cấu trúc vùng năng lượng của một số bán dẫn điển hình

2.6. Các sai hỏng trong vật liệu bán dẫn

Chương 3- Thống kê cân bằng của Điện tử và Lỗ trống (6/1/1)

3.1. Hàm phân bố Fecmi-Dirac. Mức năng lượng Fecmi

3.2. Mật độ trạng thái

3.3. Các phân bố của điện tử và lỗ trống

3.3.1. Mật độ hiệu dụng của các trạng thái

3.3.2. Các định luật tác dụng khối lượng

3.3.3. Sự thay đổi của mức Fermi

3.4. Các phân bố của tạp chất và sai hỏng

3.5. Phép đo xác định nồng độ hạt tải và độ rộng vùng cấm

Chương 4- Các hiện tượng động học (7/1/0)

4.1. Phương trình động học Boltzmann

4.2. Hàm phân bố

4.3. Sự vận chuyển điện tích. Hiệu ứng Hall

4.4. Sự vận chuyển điện tích và năng lượng

154

4.4.1. Sự dẫn nhiệt

4.4.2. Các hiệu ứng nhiệt điện

4.4.3. Các hiệu ứng từ nhiệt

4.5. Các quá trình tán xạ *

Chương 5- Các tính chất quang (4/0/1)

5.1. Tương tác Điện tử-Photon *

5.2. Hấp thụ vùng- vùng

5.2.1. Chuyển mức thẳng

5.2.2. Chuyển mức nghiêng

5.2.3. Phụ thuộc của sự hấp thụ vào mức Fermi

5.2.4. Phụ thuộc của sự hấp thụ vào nhiệt độ

5.2.5. Phụ thuộc của sự hấp thụ vào điện trường

5.2.6. Phụ thuộc của sự hấp thụ vào từ trường

5.3. Hấp thụ exciton

5.4. Hấp thụ các hạt tải tự do

5.5. Sự phản xạ

5.6. Hấp thụ mạng tinh thể

5.7. Hấp thụ tạp chất

Chương 6- Các hạt tải dư trong bán dẫn (6/0/0)

6.1. Các hạt tải dư. Mức chuẩn Fecmi

6.2. Tái hợp các hạt tải dư và thời gian sống

6.3. Các loại tái hợp

6.3.1. Tái hợp phát xạ và không phát xạ

6.3.2. Tái hợp vùng-vùng

6.3.3. Tái hợp exciton

6.3.4. Tái hợp Auger

6.3.5. Tái hợp vùng-tạp chất

6.3.6. Tái hợp bề mặt

6.4. Phương trình liên tục

6.5. Dòng khuếch tán và cuốn. Biểu thức Einstein

6.6. Dòng khuếch tán và cuốn các hạt tải dư không cơ bản

155

Chương 7- Các hiện tượng tiếp xúc (7/1/1)

7.1. Công thoát của điện tử trong chất bán dẫn

7.2. Tiếp xúc kim loại-bán dẫn (KL-BD hay tiếp xúc Schottky)

7.3. Tính chỉnh lưu của tiếp xúc KL-BD

7.4. Chuyển tiếp p-n

7.5. Lý thuyết chuyển tiếp p-n mỏng.Các hiện tượng đánh thủng chuyển tiếp

7.6. Hiệu ứng xuyên ngầm (tunnel) trong chuyển tiếp p-n, diode tunnel

7.7. Tiếp xúc dị thể bán dẫn. Giếng lượng tử

7.8. Một số ứng dụng của các hiện tượng tiếp xúc.

156


Vật lý và kỹ thuật nhiệt độ thấp/Vật lý Nhiệt độ thấp



3. Môn học tiên quyết: Toán cao cấp, Cơ học lượng tử, Nhiệt động học và Vật lý

phân tử, Các môn vật lý đại cương.

4. Ngôn ngữ giảng dạy: Tiếng Việt, tiếng Anh

5. Giảng viên (họ và tên, chức danh, học vị, đơn vị công tác): Đỗ Thị Kim Anh (TS),

Nguyễn Huy Sinh (GS, TS), Khoa Vật lý.


Kiến thức:

Học môn Vật lý nhiệt độ thấp sinh viên phải hiểu được: Các tính chất của

chất rắn ở nhiệt độ thấp. Nguyên lý và các phương pháp đo nhiệt độ ở vùng

nhiệt độ thấp. Biết một số phép đo cơ bản ở vùng nhiệt độ thấp. Khí thực và

nguyên lý hóa lỏng các chất khí. Sự hóa lỏng khí Nitơ. Kỹ thuật chân không

cao và cách đo chân không.

Kỹ năng:

- Sử dụng thành thạo các kỹ thuật dùng chất lỏng lạnh để làm thí nghiệm.

- Thao tác thành thạo các thí nghiệm đo đạc các tính chất của vật liệu rắn như

vật liệu siêu dẫn, vật liệu từ, vật liệu perovskite ở nhiệt độ thấp.

- Xử lý và phân tích số liệu đo đạc theo yêu cầu của giáo viên.

Thái độ, chuyên cần:

- Cẩn thận nghiêm túc trong quá trình học tập.

- Thao tác thực nghiệm đúng quy trình đã học để tránh tai nạn.


- ....................................................................................................................... Đ

iểm chuyên cần

- ....................................................................................................................... K

iểm tra giữa kì

- ....................................................................................................................... T

hi cuối kỳ

157


1) Vật lý và Kỹ thuật nhiệt độ thấp (Nguyễn Huy Sinh, Chủ biên).

2) A. Roth, Vaccumm Technology, North - holland, 1976.

3) .......................................................................................................... K

.Mendelcon. Physica Low Temperatura (Tiếng Nga), Interscience Publishers,

Inc., New York, 1960.

4) .......................................................................................................... C

. Kittel, Introdution to Solid State Physics, 6th edition John Wileys.

5) .......................................................................................................... R

osebberg, Low temperature Solid State Physics.

9. Tóm tắt nội dung môn học (mỗi môn học tóm tắt khoảng 120 từ): Trang bị cho

sinh viên những khái niệm cơ bản về vật lý nhiệt độ thấp, từ đó nắm bắt được một số

tính chất vật lý của vật liệu ở nhiệt độ thấp. Các phương pháp đo nhiệt độ và một số

phép đo ở vùng nhiệt độ thấp. Nắm được các kỹ thuật chân không và các phương pháp

tạo nhiệt độ thấp. Nghiên cứu tính chất của Nitơ và Hêli lỏng.


Chương 1: Những khái niệm cơ bản về vật lý nhiệt độ thấp (3+0+1)

1.1. Sơ lược về lịch sử vật lý nhiệt độ thấp.

1.2. Khái niệm về nhiệt độ

1.3. Các thang nhiệt giai

Chương 2: Một số tính chất của vật rắn ở nhiệt độ thấp (5+1+2)

2.1. Một số tính chất của chất khí ở nhiệt độ thấp

2.2. Tính chất cơ của vật rắn ở nhiệt độ thấp

2.2.1. Độ dẻo của vật rắn

2.2.2. Độ chịu lực của vật rắn

2.3. Tính chất nhiệt

2.3.1. Sự co vì nhiệt của vật chất

2.3.2. Nhiệt dung của vật rắn

2.3.3. Lý thuyết lượng tử về nhiệt dung của vật rắn

2.3.4. Mô hình Einstein

2.3.5. Mô hình Debye

2.3.6. So sánh lý thuyết Debye với thực nghiệm

158

2.3.7. Nhiệt dung của các kim loại

2.4. Độ dẫn nhiệt của điện tử trong kim loại

2.5. Độ dẫn nhiệt của vật liệu ở nhiệt độ thấp

Chương 3: Tính chất điện của vật rắn ở nhiệt độ thấp (3+1+0)

3.1. Độ dẫn điện của kim loại

3.2. Lý thuyết Sommerfeld về độ dẫn của kim loại

3.3. Điện trở trong kim loại

Chương 4: Các phương pháp đo nhiệt độ (4+0+2)

4.1. Giới thiệu một số phương pháp đo nhiệt độ ở nhiệt độ thấp

4.1.1. Phương pháp đo tiếp xúc

4.1.2. Phương pháp đo không tiếp xúc

4.2. Đo nhiệt độ bằng cặp nhiệt điện

4.3. Đo nhiệt độ bằng cảm biến điện trở

4.4. Đo nhiệt độ bằng cảm biến bức xạ

Chương 5: Một số phép đo cơ bản ở vùng nhiệt độ thấp (5+0+1)

5.1. Đo điện trở

5.2. Đo nhiệt dung

5.3. Đo từ độ

5.4. Đo hệ số từ hóa động (ac)

5.5. Đo hiệu ứng từ nhiệt

Chương 6: Khí thực và nguyên lý hóa lỏng các chất khí (3+0+1)

6.1. Nguyên lý chung để hóa lỏng khí

6.2. Giản đồ pha

6.3. Lý thuyết Van der Waals về chuyển pha lỏng – khí

Chương 7: Nitơ, Hêli và sự hóa lỏng Nitơ, Hêli (4+1+1)

7.1. Các chất khí có thể hóa lỏng

7.2. Vài nét về khí Nitơ, Hêli

7.3. Sự hóa lỏng khí Nitơ

7.3.1. Nguyên lý chung

7.3.2. Các loại máy hóa lỏng Nitơ

7.3.3. Ứng dụng của Nitơ lỏng

7.4. Sự hóa lỏng khí Hêli

159

Chương 8: Kỹ thuật chân không và một số phương pháp đo ở nhiệt độ thấp

(5+0+2)

8.1. Kỹ thuật chân không.

8.1.1 Các loại bơm sơ cấp.

8.1.2 Các loại bơm tạo chân không cao.

8.1.3 Các loại bơm tạo chân không siêu cao.

8.2. Đo áp suất.

8.3. Hệ chân không ở nhiệt độ thấp.

8.4. Dây dẫn ở nhiệt độ thấp.

8.5. Từ trường cao ở nhiệt độ thấp.

160


Thông tin quang

1. Mã môn học/chuyên đề PHY3401


3. Môn học tiên quyết: Vật lý laser

4. Ngôn ngữ giảng dạy: Tiếng việt ,Tiếng Anh

5. Giảng viên (họ và tên, chức danh, học vị, đơn vị công tác

P.G.S. T.S. Trịnh Đình Chiến, Bộ môn Quang học lượng tử ;Khoa Vật lý


- Nắm được kiến thức chung về hệ thống thông tin quang hoc,các thành phần như

máy phát , máy thu ,,sự khuếch đại và truyền dẫn tín hiệu qua sợi quang cũng như cơ

sở lý thuyết quang sợi.

7. Phương pháp kiểm tra đánh giá: Kiểm tra giữa kỳ 1 lần , Thi kết thúc 1 lần


- G.P. Agrawal , Fiber optic communication systems , J. Wiley, New York ,2002

- Trinh Đinh Chiến , Bài giảng Thông tin quang ,


- Trinh bày những cơ sở chung của hệ thống thông tin quang học.,những đặc trưng

cơ bản của những yếu tổ trong hệ truyền dẫn quang như Laser ,sợi quang , máy thu tín

hiệu quang cũng như cơ sở lý thuyết quang sợi sử dụng trong thông tin quang học


MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG CỦA ....................................

THÔNG TIN QUANG HỌC .....................................................................................

1.1. Những ưu điểm chính của hệ thông tin quang sợi .......................................

1.2. Hệ thống thông tin quang ...............................................................................

1.3. Sự ra đời và phát triển của thông tin quang học ..........................................

1.4. Cấu hình của hệ thống thông tin quang ........................................................

1.5. Thông tin quang kết hợp ................................................................................

1.6. Nguyên lý cơ bản của thông tin quang kết hợp ............................................

161

1.7. Thông tin cáp quang biển ...............................................................................

CHƯƠNG 2: SỢI QUANG .......................................................................................

2.1. Sự phản xạ trong toàn phần ..........................................................................

2.2. Sợi quang học ...................................................................................................

2.3. Sợi quang chiết suất nhảy bậc ........................................................................

2.4. Sợi quang chiết suất biến đổi. .........................................................................

2.5. Các mode truyền ánh sáng trong sợi quang .................................................

2.6. Sự truyền sóng điện từ trong sợi quang ........................................................

2.6.1. Các phương trình Maxwell ........................................................................

2.6.2. Những mode trong sợi quang: ...................................................................

CHƯƠNG 3: SỰ HAO PHÍ VÀ TÁN SẮC TRONG SỢI QUANG ......................

3.1. Sự hao phí truyền dẫn trong sợi quang .........................................................

3.1.1 Khái niệm về hao phí ..................................................................................

3.1.2. Các nguyên nhân gây ra hao phí quang .....................................................

3.2. Tán sắc trong sợi quang ..................................................................................

3.2.1. Tán sắc mode: ............................................................................................

3.2.2. Tán sắc vật liệu .........................................................................................

3.2.3. Tán sắc dẫn sóng .......................................................................................

3.2.4 Tán sắc bậc cao ...........................................................................................

3.2.5 Tán sắc phi tuyến ........................................................................................

3.2.6 Tán sắc mode phân cực ...............................................................................

3.3. Những ảnh hưởng của tán sắc trong sợi quang ............................................

3.3.1. Phương trình truyền sóng cơ bản ...............................................................

3.3.2. Những xung sáng dạng Gauss với tần số thay đổi theo thời gian. .............

3.3.3 Những giới hạn của hệ thông tin về tốc độ Bit. .........................................

3.3.4 Điều chỉnh đường cong tán sắc: .................................................................

3.4. Những hiệu ứng phi tuyến ..............................................................................

CHƯƠNG 4: LASER BÁN DẪN VÀ MÁY THU QUANG HỌC .........................

4.1. Đặc điểm của Laser bán dẫn ..........................................................................

4.2. Vài nét về cấu trúc vùng năng lượng của bán dẫn .......................................

4.2.1. Cấu trúc năng lượng trong bán dẫn:...........................................................

4.2.2. Hấp thụ và bức xạ trong bán dẫn. ..............................................................

4.2.3. Biến đổi năng lượng ở lớp tiếp xúc p n. ..................................................

4.3. Điều kiện nghịch đảo độ tích luỹ trong Laser bán dẫn: ..............................

4.3.1 Sự dịch chuyển giữa các vùng: ...................................................................

4.3.2 Dịch chuyển giữa vùng và các mức tạp chất: .............................................

4.4. Các phương pháp kích thích Laser bán dẫn: ...............................................

4.4.1 Phương pháp kích thích bằng các xung của điện trường: ...........................

162

4.4.2 Phương pháp kích thích quang....................................................................

4.4.3 Phương pháp dùng phun chùm điện tử để kích thích. ................................

4.4.4 Phương pháp phun các phần tử tải (hạt tải) không cân bằng qua lớp tiếp

xúc (p-n). ..............................................................................................................

4.5. Điều kiện phát: ................................................................................................

4.6. Laser bán dẫn phun (The Injection Laser) ...................................................

4.6.1. Đặc điểm chung .........................................................................................

4.6.2. Điều kiện mật độ dòng ngưỡng..................................................................

4.6.3. Phổ bức xạ và cấu trúc mode: ....................................................................

4.6.4 Sự phụ thuộc nhiệt độ của phổ:...................................................................

4.7. Các loại Laser phun khác ...............................................................................

4.8. Laser bán dẫn có phản hồi được phân bố .....................................................

4.9. Laser bán dẫn giếng lượng tử ........................................................................

4.9.1 Đặc điểm chung: .........................................................................................

4.9.2 Laser một giếng lượng tử và Laser nhiều giếng lượng tử ...........................

CHƯƠNG 5: MỘT SỐ LOẠI LASER KHÁC ........................................................

5.1. Laser tâm màu (Color Center Laser) ............................................................

5.1.1. Tổng quan về tính chất của những tâm màu quan trọng nhất. ...................

5.1.2. Sự phát Laser dùng tinh thể với tâm màu ..................................................

5.2. Laser Soliton ....................................................................................................

5.3. Laser Soliton Raman sợi quang .....................................................................

5.3.1. Mở đầu: ......................................................................................................

5.3.2. Laser Soliton Raman sợi quang .................................................................

5.3.3. Cơ chế đồng bộ mode trong Laser Soliton Raman sợi quang (FRASL) ...

5.4. Laser sợi quang và khuyếch đại quang sợi

5.5. Hiệu suất (Yield) lượng tử và hiệu suất (Efficency) của một Laser: ..........

CHƯƠNG 6: PHƯƠNG PHÁP TẠO XUNG CỰC NGẮN ...................................

6.1. Buồng cộng hưởng để tạo Laser xung cực ngắn. ..........................................

6.2. Số mode dọc và độ rộng của vạch phát xạ ....................................................

6.3. Nguyên lý tạo xung cực ngắn: Sự đồng bộ mode .........................................

6.4. Đồng bộ mode chủ động: ................................................................................

6.4.1. Cơ sở lý thuyết ...........................................................................................

6.4.2. Thực nghiệm về đồng bộ mode chủ động ..................................................

6.5. Đồng bộ mode bằng phương pháp bơm đồng bộ. ........................................

6.5.1. Cơ sở lý thuyết ...........................................................................................

6.5.2. Thực nghiệm về bơm đồng bộ và kết quả ..................................................

6.6. Đồng bộ mode bị động ....................................................................................

163

6.6.1. Cơ sở lý thuyết ...........................................................................................

6.6.2. Thực nghiệm về đồng bộ mode bị động. ...................................................

6.7. Những phương pháp đo ..................................................................................

6.7.1. Nguyên lý cơ bản đối với phép đo của những quá trình thời gian nhanh ..

6.7.2. Máy thu quang học .....................................................................................

CHƯƠNG 7: KHUYẾCH ĐẠI QUANG HỌC .......................................................

7.1. Những vấn đề chung của Khuếch đại quang. ...............................................

7.1.1. Khái niệm cơ bản. ......................................................................................

7.1.2. Phổ khuyếch đại và độ rộng dải khuyếch đại : ..........................................

7.1.3. Sự bão hòa khuếch đại (Gain Saturation). .................................................

7.1.4. Nhiễu của bộ khuếch đại. ...........................................................................

7.1.5. Những ứng dụng của bộ khuếch đại: .........................................................

7.2. Khuếch đại Laser bán dẫn: ............................................................................

7.3. Khuếch đại sợi quang ......................................................................................

7.3.1. Khuếch đại Raman sợi quang: ...................................................................

7.3.2. Khuếch đại Brillouin sợi quang: ................................................................

7.3.3. Bộ khuếch đại sợi quang pha tạp: ..............................................................

7.4. Sự khuếch đại xung sáng cực ngắn: ..............................................................

7.5. Những bộ khuếch đại có sự khuếch đại được phân bố: ...............................

CHƯƠNG 8: GHÉP KÊNH THEO BƯỚC SÓNG WDM .....................................

8.1. Những thành phần WDM ...............................................................................

8.2. Máy phát và máy thu WDM ..........................................................................

8.3. Chất lượng của hệ thống WDM .....................................................................

8.4. Những hiệu ứng phi tuyến ảnh hưởng đến hệ thống WDM: .....................

8.4.1. Tán xạ Raman cưỡng bức SRS (Stimulated Raman Scattering) ...............

8.4.2.Tán xạ Brillouin cướng bức SBR (Stimulated Brillouin Scattering) ..........

8.4.3. Biến điệu pha chéo XPM (Cross – phase modulation) hay CPM ..............

8.4.4. Trộn bốn sóng FWM (Four Wave Mixing) ...............................................

CHƯƠNG 9: HỆ THỐNG THÔNG TIN SOLITON..............................................

9.1. Soliton sợi .........................................................................................................

9.1.1 Phương trình schrodinger phi tuyến............................................................

9.1.2. Solition cơ bản và solition bậc cao ............................................................

9.1.3. Soliton tối (dark soliton). ...........................................................................

9.2. Thông tin băng Soliton ....................................................................................

9.2.1. Truyền dẫn thông tin bằng soliton .............................................................

9.2.2. Tương tác soliton .......................................................................................

9.2.3. Chirp tần số ................................................................................................

164

9.2.4. Máy phát soliton ........................................................................................

9.2.5. Mở rộng xung soliton do mất mát. .............................................................

9.2.6. Khuếch đại soliton. ....................................................................................

9.3. Thiết kế hệ thống Soliton ...............................................................................

9.3.1. Chế độ soliton trung bình ..........................................................................

9.3.2. Tiếng ồn khuếch đại ...................................................................................

9.3.3. Jitter thời gian ............................................................................................

9.3.4. Sự tiến bộ của thực nghiệm .......................................................................

9.4. Các hệ thống soliton dung lượng cao .............................................................

9.4.1. Khuếch đại phân bố ...................................................................................

9.4.2. Sợi giảm tán sắc .........................................................................................

CHƯƠNG 10: LÝ THYẾT LƯỢNG TỬ .................................................................

10.1. Một số khái niệm cơ bản ...............................................................................

10.2. Một số tính chất của toán tử: .......................................................................

10.3. Toán tử mật độ ..............................................................................................

10.4. Một số tính chất của toán tử mật độ ...........................................................

10.4.1. Toán tử mật độ là toán tử Hecmitic (Hermite) .......................................

10.4.2. Vết hay Sp () = 1. ...................................................................................

10.4.3. Sự phụ thuộc của toán tử mật độ vào thời gian. ...................................

10.5. Những thành phần tích thoát (hồi phục) .....................................................

10.6. Toán tử mật độ của những hệ có phổ liên tục của những giá trị riêng. ...

10.7. Đạo hàm theo thời gian của giá trị trung bình của toán tử .......................

165


LASER



3. Môn học tiên quyết: Quang học và vật lý hiện đại, Điện và từ học



Phó giáo sư Tiến sỹ Nguyễn Thế Bình,

Khoa Vật lý , Trường ĐHKHTN, ĐHQGHN


- Mục tiêu kiến thức:

Cung cấp những kiến thức cơ bản về Vật lý laser: nguyên lý hoạt động của laser, cấu

trúc của một laser, các quá trình động học laser , các chế độ hoạt động khác nhau , các

loại laser thường gặp và tính chất của chùm laser. Một số ứng dụng cơ bản của laser

trong nghiên cứu khoa học, trong công nghiệp, y tế ,quân sự…

-Mục tiêu về kĩ năng:

Nắm được nguyên lý hoạt động và chức năng của một số loại laser thường gặp trong

các phòng thí nghiệm hiện đại như các loại laser khí He-Ne, laser khí Argon, laser khí

N2 ,laser khí CO2, các loại laser rắn Ruby, Neodym,Ti: Sapphire, các loại laser màu,

các loại laser bán dẫn và laser sợi.

-Các mục tiêu khác:

Hiểu được ý nghĩa của nguồn sáng laser trong nghiên cứu khoa học và đời sống thực

tiễn.


- Chuyên cần: 10%

- Thi giữa kì: 30%

- Thi cuối kì: 60%


1- Nguyễn Thế Bình

Kỹ thuật laser

166

Nhà xuất bản Đại học quốc gia Hà nội 2005

2- B.E.A Saleh, M.C Teich

Fundamentals of Photonics Wiley Series in Pure and Applied Optics J.W Goodman,

Editor. New York. 1991

3- L.V Tarasov

Laser Physics, Mir - Moscow1983


Giáo trình có 3 nội dung chính

Nội dung thứ nhất giới thiệu nguyên lý hoạt động của laser, môi trường nghịch

đảo độ tích lũy và sự khuếch đại ánh sáng, các quá trình động học xảy ra trong laser,

khái niệm về buồng cộng hưởng quang học và các chế độ hoạt động khác nhau của

laser .

Nội dung thứ hai giới thiệu các loại laser phổ biến hiện nay đang được ứng dụng

rộng rãi . Phần này đi sâu vào trình bày các đặc điểm cấu tạo, các chế độ hoạt động,

các thông số và đặc trưng của laser.

Nội dung cuối cuối của giáo trình giới thiệu các tính chất của chùm laser và một

số ứng dụng của laser trong nghiên cứu khoa học và trong thực tiễn .


Chương 1: Nguyên lý hoạt động laser (6/0/0)

1.1 Nghịch đảo độ tích luỹ và môi trường hoạt chất

1.2 Các sơ đồ hoạt động laser

1.3 Phương trình tốc độ mô tả động học laser

1.4 Buồng cộng hưởng quang học

Chương 2: Các chế độ hoạt động của laser (5/0/0)

2.1 Chế độ phát liên tục

2.2 Chế độ phát xung tự do

2.3 Chế độ điều biến độ phẩm chất (Q-switching)

2.4 Chế độ khóa mode (mode locking)

Chương 3: Laser rắn (6/0/0 )

2.1 Hoạt chất laser rắn

167

2.2 Cấu trúc laser

2.3 Một số ví dụ về laser rắn

2.3.1 Laser Ruby ở chế độ xung tư do

2.3.2. Laser Nd : YAG ở chế độ Q-switching

2.3.3.Laser Nd:YVO4 bơm bằng laser bán dẫn ở chế độ phát liên tục

2.3.4 Laser Ti : saphire xung cực ngắn (chế độ mode-locking)

Chương 3: Laser khí ( 5/0/1)

3.1 Đặc điểm chung

3.2 Laser He-Ne

3.3 Laser Ar

3.4 Laser CO2

3.5 Laser N2

Chương 4: Laser hơi kim loại (2/0/0)

4.1 Cơ chế kích thích laser hơi kim loại

4.2 Các phương pháp tạo hơi kim loại

4.3 Laser He- Cd và Laser He-Se

4.4 Laser hơi đồng

Chương 5: Laser màu (5/0/0)

5.1 Chất mầu hữu cơ và sơ đồ mức năng lượng

5.2 Laser màu bơm bằng đèn xung

5.3 Laser màu bơm bằng laser xung

5.4 Laser màu liên tục

5.5 Khả năng điều chỉnh bước sóng của laser

5.6 Laser màu đồng bộ mode

Chương 6: Laser bán dẫn ( 6/0/1)

6.1 Nguyên lý hoạt động

6.1.1.Chuyển tiếp p-n và bức xạ tự phát

6.1.2.Sự tái hợp hạt tải và bức xạ cưỡng bức

6.1.3.Thuộc tính của laser bán dẫn dạng phun

6.1.4.Chuyển tiếp dị thể và vật liệu laser bán dẫn

6.1.5.Cấu hình sọc

168

6.2 Một số laser bán dẫn dạng phun

Chương 7: Laser sợi (2/0/0)

7.1 Nguyên tắc hoạt động của laser sợi

7.2 Một số cấu trúc laser sợi

Chương 8: Một số ứng dụng của laser (4/0/2)

8.1 Ứng dụng trong quang phổ học laser , quang học phi tuyến

8.2 Laser trong y tế

8.3 Laser trong thông tin quang

8.4 Laser trong công nghiệp và quân sự

169


ĐIỀU CHẾ XUNG VÀ ĐIỀU CHẾ SỐ



3. Môn học tiên quyết: Điện và Điện tử




- Kiến thức: Trang bị cho sinh viên những kiến thức cơ bản kĩ thuật điều chế

xung và điều chế số.

Điều chế xung: PAM, PWM, PPM, PCM, hợp kênh phân chia theo thời gian

TDM

Điều chế số: ASK, FSK, PSK, QAM


học trên giảng đường. Có hai hệ thống bài thực tập lớn tương ứng cho hai mô

đun, trong đó có tất cả các kĩ thuật điều chế trình bày trong phần lí thuyết.

Hệ hai bài thực tập này rất hiện đại, được nhập trực tiếp về từ hãng Veneta của

Ý, chuyên thiết kế các bài thực tập cho việc đào tạo và nghiên cứu.

- Thái độ: Đây là một môn học liên quan đến kĩ thuật điện tử hiện đại, có mặt

hầu hết trong các quá trình tín hiệu, trong truyền tin, viễn thông… Vì thế nếu

sinh viên tập trung theo sát các mục tiêu đề ra của môn học sẽ bước đầu bước

vào tìm hiểu lĩnh vực điện tử, sẽ là một định hướng ngành tốt khi ra trường.





việc tham dự và xử lí các kết quả thực nghiệm của các bài thực hành.

170

+ Điểm giữa kì (30%): + 01 bài kiểm tra + Trung bình điểm của các bài thực

hành



Bắt buộc: Fuqin Xiong, “Digital Modulation Techniques”, Artech House,

2000

Tham khảo Stephen G. Wilson, “Digital Modulation and Coding”, Prentice

Hall, 1995


Trang bị cho sinh viên những kiến thức cơ bản kĩ thuật điều chế xung và điều

chế số.

Điều chế xung: PAM, PWM, PPM, PCM, hợp kênh phân chia theo thời gian

TDM

Điều chế số: ASK, FSK, PSK, QAM


Phần 1 Điều chế xung

Bài 1 Lý thuyết điều chế xung, điều chế biên độ xung PAM (Tuần 1, 2)

Thực hành 1: Điều chế biên độ xung 1, 2

Bài 2 Điều chế độ rộng xung PWM, điều chế vị trí xung PPM (Tuần 3)

Thực hành 2: Điều chế PWM, PPM

Bài 3 Hợp kênh phân chia theo thời gian TDM (Tuần 4)

Thực hành 3: Hợp kênh phân chia theo thời gian TDM

Bài 4 Điều chế xung mã PCM (Tuần 5)

Thực hành 4: Điều chế xung mã 1,2

Bài 5 Điều chế Delta (Tuần 6)

Thực hành 5: Điều chế Delta

Phần 2 Điều chế số

Bài 6 Lý thuyết điều chế số,

Bộ phát và bộ mã hóa (Tuần 7,8)

Thực hành 6: Bộ phát và bộ mã hóa

Thi giữa kì (Tuần 9)

Bài 7 Điều chế khóa dịch biên ASK (Tuần 10)

171

Thực hành 7: Điều chế ASK

Bài 8 Điều chế khóa dịch tần FSK (Tuần 11)

Thực hành 8: Điều chế FSK

Bài 9 Điều chế khóa dịch pha PSK (Tuần

12,13)

Thực hành 9: Điều chế PSK 1, 2

Bài 10 Điều chế biên độ trực giao QAM (Tuần

14,15)

Thực hành 10: Điều chế biên độ trực giao QAM 1, 2

172


LÝ THUYẾT NHÓM CHO VẬT LÝ




-Đại số tuyến tính, Giải tích

3. Ngôn ngữ giảng dạy: Tiếng Viết


PSG. TS. Nguyễn Đình Dũng

Đơn vị công tác: Khoa Vật lý, Trường ĐHKH Tự Nhiên Hà Nội.


-Sinh viên nắm được Lý thuyết nhóm và tính đối xứng, cấu trú đại số

6. Phương pháp kiểm tra đánh giá: Thi viết

Trọng số kiểm tra đánh giá

-Phần tự học, bài tập, thảo luận 20%

-Phần kiểm tra giữa kỳ 20%

-Phần thi cuối kỳ 60%


1. Nguyễn Đình Dũng, Toán cho vật lý III (Lý thuyết nhóm và ten xơ), NXB Khoa

học và Kỹ thuật, 2007.


- các khái niệm cơ bản của nhóm.

- Các nhóm thường gặp trong Vật lý như nhóm: SO(2), SO(3), O(3), SU(2).

- Nhóm đối xứng tinh thể, nhóm điểm.

- Các khái niệm cơ bản về biểu diễn nhóm.

- Biểu diễn khả quy và biểu diễn tối giản.

- Biểu diễn của nhóm SO(3) trong không gian véc tơ các hàm f(r).

173

- Biểu diễn của nhóm tịnh tiến trong không gian véc tơ một chiều các song

phẳng.

- Đại cương về nhóm Lie

- Các tính chất và các định lý về nhóm Lie.

- Một số về nhóm Lie.

- Nhóm Lie liên thông, nhóm Lorentz tổng quát.

174


Mở đầu về lý thuyết trường lượng tử

1. Mã môn học/chuyên đề: 3514

2. Số tín chỉ: 3(cho TN Vật lý)

3. Môn học tiên quyết: Toán cao cấp, Cơ lý thuyết , Điện động lực học, Cơ học

thống kê , Cơ lượng tử .



1)GS.TS. Nguyễn Quang Báu , Giảng viên cao cấp -Khoa Vật lý, ĐHKHTN.

2) GS.TSKH. Nguyễn Xuân Hãn , Giảng viên cao cấp -Khoa Vật lý, ĐHKHTN


các kiến thức hiện đại về vật lý lượng tử liên quan đến phần nâng cao của Cơ lượng tử

. Sau khi học xong môn học, các học viên có thể đọc hiểu các vấn đề có liên quan của

vật lý hiện đại ngày nay, đọc hiểu các công trình khoa học , các bài báo vật lý có liên

quan.




1)Nguyễn Quang Báu(chủ biên), Hà Huy Bằng. Lý thuyết Trường lượng tử cho hệ

nhiều hạt . NXB ĐHQG Hà Nội, 2000.

2)Nguyễn Xuân Hãn.Lý thuyết trường lượng tử. NXB ĐHQG Hà Nội , 2008.

3)L.H.Ryder. Quantum field Theory. Cambridge University Press, 1984.

9. Tóm tắt nội dung môn học (mỗi môn học tóm tắt khoảng 120 từ): Lượng tử hóa

trường điện từ: toán tử sinh và hủy photon; Phương trình chuyển động Heisenberg;

Phương pháp lượng tử hóa thứ cấp trong các hệ nhiều hạt: toán tử sinh và hủy boson

và fermion ; Hamiltonian của hệ điện tử và hệ phonon; Một số hệ thức toán tử trong lý

thuyết các hệ nhiều hạt; Lý thuyết biểu diễn: Biểu diễn Shrodinger, biểu diễn

Heinsenberg, biểu diễn tương tác ; Giản đồ Feynman; Hàm Green.

175


Chương 1 : Cơ sở lý thuyết trường lượng tử.

1.1.Lượng tử hóa trường điện từ: toán tử sinh và hủy photon.

1.2. Phương trình chuyển động Heisenberg .

1.3. Phương pháp lượng tử hóa thứ cấp trong các hệ nhiều hạt: toán tử sinh và hủy

boson và fermion .

1.4. Hamiltonian của hệ điện tử và hệ phonon trong biểu diễn lượng tử hóa thứ cấp.

1.5. Một số hệ thức toán tử trong lý thuyết các hệ nhiều hạt .

Chương 2 : Lý thuyết biểu diễn.

2.1. Biểu diễn Shrodinger, biểu diễn Heinsenberg.

2.3. Biểu diễn tương tác .

2.3. Mối liên hệ giữa các biểu diễn.

Chương 3 : Kỹ thuật giản đồ Feynman.

3.1. Qui tắc cơ bản trong kỹ thuật giản đồ Feynman.

3.2. Ví dụ về giản đồ Feynman bậc I .

3.3. Ví dụ về giản đồ Feynman bậc II.

Chương 4 : Hàm Green.

4.1.Định nghĩa hàm Green.

4.2.Phương trình chuyển động cho hàm Green.

4.3.Một số ví dụ về hàm Green.

176


Vật lý trái đất

- Mã môn học/chuyên đề: PHY 3419


- Môn học tiên quyết: Giải tích, Vật lý đại cương

- Ngôn ngữ giảng dạy: Tiếng Việt, Tiếng Anh

- Giảng viên:

- PGS.TS Võ Thanh Quỳnh, Khoa Vật lý

- PGS.TS Đỗ Đức Thanh, Khoa Vật lý

- PGS.TS Nguyễn Đức Vinh, Khoa Vật lý

- Mục tiêu môn học/chuyên đề

Trang bị cho học viên các kiến thức cơ bản và khái quát về hệ mặt trời và hành

tinh trái đất; Nắm được bản chất và quy luật phân bố ở mức độ vĩ mô các trường vật lý

của trái đất; Có được các hiểu biết mới nhất về cấu trúc trái đất trên cơ sở nghiên cứu

các trường vật lý trái đất liên quan.

- Phương pháp kiểm tra đánh giá:

1. Kiểm tra giữa kì (Viết)

2. Thi cuối kì (Vấn đáp)

- Giáo trình bắt buộc (tác giả, tên giáo trình, nhà xuất bản, năm xuất bản):

a) Baculin. Giáo trình thiên văn đại cương. M. Nauka, 1983 (tiếng Nga)

b) Frank D. Stacey. Physics of the Earth. 1992. Brisbane Austrailia

c) Paul Melchior. The Physics of the Earth's core. Pergemon Press, 1986

d) Pheđuwnsski. Địa Vật lý thăm dò. M,1970 (tiếng Nga)

- Tóm tắt nội dung môn học (mỗi môn học tóm tắt khoảng 120 từ):

Môn học trình bày các kiến thức cơ bản và khái quát về hệ mặt trời và hành tinh

trái đất; Bản chất và quy luật phân bố ở mức độ vĩ mô các trường vật lý trái đất; Mối

177

liên hệ giữa cấu trúc trái đất với quy luật và đặc điểm phân bố các trường vật lý trái

đất liên quan.

- Nội dung chi tiết môn học/chuyên đề (trình bày các chương, mục, tiểu mục…):

Chương 1. Khái quát về vật lý trái đất

1.1. Mục đích, đối tượng nghiên cứu của vật lý trái đất

1.2. Hành tinh trái đất trong hệ mặt trời

1.3. Cấu tạo của hành tinh trái đất

1.4. Tính chất vật lý và trường vật lý của trái đất

Chương 2. Trọng lực và thăm dò trọng lực

2.1. Trường trọng lực

2.2. Thăm dò trọng lực

2.3. Xử lý và phân tích số liệu trọng lực

2.4. Khả năng áp dụng phương pháp trọng lực trong nghiên cứu cấu trúc trái

đất và điều và điều tra khoáng sản

Chương 3. Địa từ và thăm dò từ

3.1. Trường địa từ

3.2. Thăm dò từ

3.3. Xử lý và phân tích số liệu từ

3.4. Khả năng áp dụng phương pháp thăm dò từ trong nghiên cứu cấu trúc

trái đất và điều và điều tra khoáng sản

Chương 4. Địa điện và thăm dò điện

4.1. Trường địa điện

4.2. Thăm dò điện

4.3. Xử lý và phân tích số liệu điện

4.4. Khả năng áp dụng phương pháp thăm dò điện trong nghiên cứu cấu trúc

trái đất và điều và điều tra khoáng sản

Chương 5. Thăm dò phóng xạ và địa vật lý hạt nhân

5.1. Các phương pháp thăm dò phóng xạ

5.2. Các phương pháp địa vật lý hạt nhân

5.3. Xử lý và phân tích số liệu phóng xạ và địa vật lý hạt nhân

178

5.4. Khả năng áp dụng phương pháp thăm dò phóng xạ và địa vật lý hạt nhân

trong nghiên cứu cấu trúc trái đất và điều tra khoáng sản

Chương 6. Địa vật lý tổ hợp (*)

6.1. Tổng quan về địa vật lý tổ hợp

6.2. Lựa chọn tổ hợp phương pháp trong địa vật lý

6.3. Xử lý và phân tích tổ hợp các số liệu địa vật lý trong nghiên cứu cấu

trúc trái đất và điều tra khoáng sản

(*) Dành cho Hệ CNKHTN, Chương 6 là phần nâng cao so với Hệ Quốc tế

179


ĐỊA CHẤN HỌC



3. Môn học tiên quyết: Giải tích, Vật lý đại cương

4. Ngôn ngữ giảng dạy: Tiếng Việt, tiếng Anh


Nguyễn Đức Vinh, GVC-TS, Khoa Vật lý

Đỗ Đức Thanh, PGS-TS, Khoa Vật lý

Võ Thanh Quỳnh, PGS-TS, Khoa Vật lý

Phạm Đình Nguyên, TS , Viện Vật lý địa cầu- Viện KH và CN Việt nam


Về kiến thức: Học viên được trang bị kiến thức về ứng suất đàn hồi, biến dạng. Học

viên được trang bị kiến thức về việc hình thành và lan truyền sóng địa chấn trong vỏ

trái đất. Học viên cũng được trang bị các kiến thức chung về động đất, núi lửa, sóng

thần và phương pháp đo đạc địa chấn. Đặc biệt, học viên còn được cung cấp các thông

tin liên quan đến tình hình nghiên cứu động đất cũng như độ nghuy hiểm động đất tại

Việt nam.

Về kỹ năng: Với kiến thức được trang bị, sinh viên có thể làm việc trong lĩnh vực đo

đạc, ghi nhận địa chấn nói chung và động đất nói riêng. Với kiến thức có được, người

học có thể làm việc trong lĩnh vực nghiên cứu địa chấn, đánh giá độ nguy hiểm động

đất.

Về thái độ: Với kiến thức được trang bị, người học có được thái độ ứng xử với các

hiện tượng thiên nhiên như động đất, núi lửa, sóng thần và góp phần tích cực vào việc

giảm nhẹ thiên tai cũng như bảo vệ và khai thác bền vững thiên nhiên.


- Thường xuyên: 20 %

- Giữa kỳ :20 %

180

- Cuối kỳ : 60 %


-Phạm Văn Thục. Địa chấn học và động đất tại Việt nam. NXB KH Tự nhiên và Công

nghệ. Hà nội, 2007.

-Peter Shearer. Introduction to Seismology. Cambridge, 2009.


Môn địa chấn học là một môn học chính trong lĩnh vực vật lý địa cầu. Nó cung cấp

cho học viên kiến thức về ứng suất đàn hồi, biến dạng liên quan đến việc hình thành

và lan truyền sóng địa chấn trong vỏ trái đất. Học viên cũng được trang bị các kiến

thức chung về động đất, núi lửa, sóng thần và các phương pháp ghi nhận, đo đạc địa

chấn. Đặc biệt, học viên còn được cung cấp các thông tin liên quan đến tình hình

nghiên cứu động đất tại Việt nam.

10. Nội dung chi tiết môn học:

Chương 1: Sóng địa chấn

1.1. Biến dạng

1.2. Ứng suất

1.3. Liên hệ giữa biến dạng và ứng suất

1.4. Phương trình sóng

1.5. Sóng dọc, sóng ngang, sóng mặt

1.6. Phản xạ, khúc xạ, tán xạ sóng

Bài tập : Tính các tham số đàn hồi và liên quan

Chương 2: Đia chấn hình học

2.1. Sóng trong môi trường phân lớp

2.2. Sóng trong môi trường gradient tốc độ

2.3. Năng lượng sóng

2.4. Suy giảm sóng

Chương 3: Ghi nhận sóng địa chấn

3.1. Máy thu địa chấn, trạm địa chấn

3.2. Nhiễu địa chấn

3.3. Mạng lưới quan sát

3.4. Đặc điểm sóng địa chấn trên băng ghi


Chương 4: Động đất

4.1. Tính địa chấn của Trái đất

4.2. Cơ cấu vùng nguồn

4.3. Vấn đề dự báo động đất

4.4. Nghiên cứu động đất ở Việt nam

181

Tự nghiên cứu:

Vấn đề 1: Tìm hiểu một phương pháp dự báo động đất

Vấn đề 2. Tìm hiểu về sóng thần

Chương 5: Các phương pháp địa chấn ứng dụng trong nghiên cứu

cấu trúc vỏ trái đất

5.1. Phương pháp địa chấn phản xạ

5.2. Phương pháp điểm sâu chung

5.3. Phương pháp địa chấn khúc xạ

5.4. Ứng dụng

Bài tập 1. Giải bài toán thuận địa chấn phản xạ

Bài tập 2. Giải bài toán thuận địa chấn khúc xạ

182


VẬT LÝ CHẤT RẮN HIỆN ĐẠI




3. Môn học tiên quyết: Cơ học lý thuyết, Cơ học lượng tử, Vật lý thống kê



-GS.TSKH. Nguyễn Văn Hùng. Đơn vị công tác: Trường ĐHKH Tự nhiên

-PGS.TS Nguyễn Vũ Nhân. Đơn vị công tác: Học viện PKKQ.

-TS.Hoàng Đình Triển. Đơn vị công tác: Trường ĐHKH Tự nhiên.

-TS.Bạch Hương Giang. Đơn vị công tác: Trường ĐHKH Tự nhiên.


-Nắm được các kiến thức cơ bản của môn học như: Cấu trúc và tính chất đối xứng của

vật rắn.; Dao động mạng và phonon; Các trạng thái của điện tử và cấu trúc vùng năng

lượng; Khí Fermi trong vật rắn; Siêu dẫn;Vật rắn trong trường ngoài tĩnh, từ tính.;

Tương tác của photon với vật rắn; Một số phương pháp xác định cấu trúc của vật rắn;

Các cơ sở vật lý của hệ cấu trúc nanô.

- Áp dụng các kiến thức vào các ngành khác như: Vật lý chất rắn, Khoa học vật liệu

và một số ngành khác.







1. Nguyễn Văn Hùng, Lý thuyết chất rắn, NXB. ĐHQGHN (Tái bản), Hà

nội, 2000.

2. Nguyễn Quang Báu( chủ biên ) , Đỗ Quốc Hùng , Vũ Văn Hùng , Lê Tuấn

.Lý thuyết bán dẫn hiện đại, NXB ĐHQG Hà Nội, 2011.

183

2. Nguyễn Văn Hiệu, Những giáo trình chuyên đề Vật lý, Hà nội, 1997.

9. Tóm tắt nội dung môn học (mỗi môn học tóm tắt khoảng 120 từ)

- Cấu trúc và tính đối xứng của vật rắn, Các mạng Bravais, Vectơ mạng đảo, Định lý

Bloch, Vùng Brillouin, Điều kiện biên tuần hoàn khép kín Born-Karman .

- Dao động trong hệ một chiều gồm một loại nguyên tử, gồm hai loại nguyên tử, Dao

động trên mạng thực-Dao động định xứ, Lượng tử hóa các dao động mạng. Các

phonon, Tương tác phonon-phonon, Hiệu ứng phi điều hòa và dãn nở nhiệt.

-Nhiễu xạ của các điện tử hóa trị, Các mô hình điện tử, Các mô hình sóng, Phương

pháp gỉa thế mô hình, Phân loại vật rắn theo cấu trúc vùng năng lượng, Cặp điện tử-lỗ

trống, các trạng thái tạp chất trong bán dẫn, Phương pháp k.p và phương pháp khối

lượng hiệu dụng.

- Thống kê Fermi đối với các điện tử, Thống kê các hạt tải điện tích trong bán dẫn,

Nhiễu xạ của điện tử trong tinh thể ,Hệ số Debye-Waller, Tương tác điện tử-điện tử,

Tương tác điện tử-phonon. Các tính chất quang của bán dẫn.

-Cơ sở vật lý của các hệ cấu trúc nano: hàm sóng , phổ năng lượng .

10. Chương trình chi tiết :

Chương 1 : Cấu trúc mạng tinh thể của vật rắn

1.1. Cấu trúc và tính đối xứng của vật rắn.

1.2. Các mạng Bravais

1.3. Vectơ mạng đảo.

1.4 Định lý Bloch, Vùng Brillouin, Điều kiện biên tuần hoàn khép kín Born-Karman .

184

1.5.Dao động trong hệ một chiều gồm một loại nguyên tử, gồm hai loại nguyên tử,

Dao động trên mạng thực-Dao động định xứ.

1.6. Lượng tử hóa các dao động mạng. Các phonon, Tương tác phonon-phonon .

1.7.Hiệu ứng phi điều hòa và dãn nở nhiệt.

Chương 2 : Mô hình và phương pháp nghiên cứu chất rắn.

2.1.Nhiễu xạ của các điện tử hóa trị.

2.2. Các mô hình điện tử, Các mô hình sóng.

2.3. Phương pháp gỉa thế mô hình.

2.4. Phân loại vật rắn theo cấu trúc vùng năng lượng, Cặp điện tử-lỗ trống, các trạng

thái tạp chất trong bán dẫn.

2.5. Phương pháp k.p và phương pháp khối lượng hiệu dụng.

Chương 3 : Một số tính chất vật lý của chất rắn .

3.1.Thống kê Fermi đối với các điện tử, Thống kê các hạt tải điện tích trong bán dẫn .

3.2. Nhiễu xạ của điện tử trong tinh thể ,Hệ số Debye-Waller.

3.3. Tương tác điện tử-điện tử, Tương tác điện tử-phonon.

3.4. Các tính chất quang của bán dẫn.

3.5.Cơ sở vật lý của các hệ cấu trúc nano: hàm sóng , phổ năng lượng

185


LÝ THUYẾT XỬ LÍ TÍN HIỆU SỐ







- Kiến thức: Trang bị cho sinh viên các kiến thức cơ bản và hiện đại về kĩ

thuật xử lí tín hiệu số. Các khái niệm cơ bản về hệ tuyến tính, các phép nhân

chập, các thuật toán phân tích Fourier cho hệ rời rạc và liên tục, các bộ lọc số

…


học trên giảng đường. Nội dung thực tập thực hiện bằng phương pháp mô

phỏng. Vì thế sinh viên cũng được trang bị thêm những kĩ năng về lập trình và

mô phỏng dùng ngôn ngữ Matlab. Đây cũng là một mục tiêu quan trọng trong

môn học này.

- Thái độ: Đây là môn học kết hợp chặt chẽ giữa lí thuyết và thực hành mô

phỏng. Vì thế yêu cầu thái độ nghiêm túc và tiếp thu tất cả các yêu cầu về kiến

thức và kĩ năng để có thể hoàn thành tốt môn học.





việc tham dự và xử lí các kết quả mô phỏng của các bài thực hành.


hành



186

Bắt buộc: Steven W. Smith, “The Scientist and Engineer's Guide to

Digital Signal Processing”, www.DSPguide.com, 1999


Môn học trước hết trình bày về hệ tuyến tính và các tính chất của hệ tuyến tính.

Tiếp đó là các phép tính nhân chập chuyên dụng để xử lí tín hiệu số nằm trong

các mảng dữ liệu. Một phần quan trọng là các kĩ thuật phân tích Fourier: DFT,

FFT… Phần còn lại giới thiệu về các bộ lọc số, một kĩ thuật điện tử hiện đại

cho xử lí tín hiệu số.


Chương 1 Giới thiệu về xử lý tín hiệu số (Tuần 1)

Chương 2 Lý thuyết xác suất thống kê (Tuần 2)

Thực hành 1: Giới thiệu về Matlab trong xử lý tín hiệu số

Chương 3 ADC, DAC (Tuần 3)

Thực hành 2: Sự lấy mẫu tín hiệu và hiệu ứng xuyên kênh

Chương 5,6,7 Hệ thống tuyến tính, nhân chập (Tuần 4,5)

Thực hành 3: Nhân chập

Chương 8,9,10 Các phép biến đổi Fourier cho xử lý tín hiệu (Tuần 6,7)

Thực hành 4: Phép biến đổi Fourier 1


Chương 11,12,15,17 Một số ứng dụng của phép biến đổi Fourier (Tuần 9,10)

Thực hành 5: Phép biến đổi Fourier 2

Chương 22 Xử lý âm thanh (Tuần 11)

Thực hành 6: Xử lý âm thanh

Chương 23,24 Xử lý hình ảnh (Tuần

12,13)

Thực hành 7: Xử lý hình ảnh

Chương 27 Kĩ thuật nén dữ liệu (Tuần 14)

Thực hành 8: Kĩ thuật nén dữ liệu

Ôn tập (Tuần 15)

ĐỀ CƯƠNG MÔN HỌC: THỰC TẬP VÔ TUYẾN ĐIỆN TỬ

1.Mã môn học/Chuyên đề: PHY3384

2.Số tín chỉ: 02

3. Môn học tiên quyết: Điện và điện tử, điều chế xung, điều chế số, xử lý tín hiệu số

4. Ngôn ngữ giảng dạy: Tiếng Việt + Tiếng Anh

187

5. Giảng viên: Lê Quang Thảo

- Chức danh, học hàm, học vị: ThS. NCV

- Đơn vị công tác:Bộ môn Vô tuyến – Khoa Vật lý, Trường Đại học Khoa học

Tự nhiên

6.Mục tiêu môn học/chuyên đề (kiến thức, kỹ năng, thái độ):

6.1 Kiến thức:

Dựa trên các bài thực tập để áp dụng lý thuyết về các kỹ thuật điều chế xung,

điều chế số, các kỹ thuật thu phát tín hiệu và các kỹ thuật điện tử trong công nghiệp

bằng thực nghiệm.

6.2. Kỹ năng và thái độ cá nhân, nghề nghiệp:

Thành thạo về các kỹ năng thực nghiệm, biết cách thiết kế các mạch điện tử để

đáp ứng các bài toán về thu phát tín hiệu, điều chế tín hiệu, và điều khiển các thiết bị

từ xa.

Nhận xét, đánh giá, vận hành và có khả năng tiếp nhận chuyển giao được các

hệ thống, thiết bị thuộc các lĩnh vực điện tử ứng dụng và điện tử công nghiệp.

7.Phương pháp kiểm tra đánh giá: Hỏi thi vấn đáp lý thuyết và thực nghiệm

8.Giáo trình bắt buộc (tác giả, tên giáo trình, nhà xuất bản, năm xuất bản):

Giáo trình “Thực tập vô tuyến chuyên đề”, Đỗ Trung Kiên, 2009, tài liệu lưu hành

nội bộ


Bài 1: Bộ điều khiển nhiệt độ và ánh sáng

Bài 2: Bộ thu radio AM-FM

Bài 3: Máy phát FM Stereo và PLL

Bài 4: Máy phát vô tuyến AM/SSB/FM điều khiển từ xa

Bài 5: Máy thu vô tuyến AM/SSB/FM điều khiển từ xa

Bài 6: Bộ điều chế xung

Bài 7: Bộ điều chế số

Bài 8: Bộ ghép kênh PCM 4

10.Nội dung chi tiết môn học/chuyên đề (trình bày các chương, mục, tiểu mục…):

TT Nội dung

01 BỘ ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ VÀ ÁNH SÁNG

Các bài cảm biến ánh sáng: điện trở quang, diode quang, transistor quang

Các bộ cảm biến nhiệt độ: nhiệt kế NTC, nhiệt kế PTC và trở kháng nhiệt

Điều khiển tự động: tham khảo, nút cộng, bộ điều khiển, transducer và phản hồi

Điều khiển lặp mở

Điều khiển lặp đóng

Điều khiển PID

188

Điều khiển ánh sáng tự động

Điều khiển nhiệt độ tự động

02 BỘ THU RADIO AM-FM

Sự thực hiện của bộ thu radio AM biến đổi tần:

- Bộ chuyển đổi FRO

- Khuếch đại trung tần I.F

- Bộ dò đường bao bằng diode

- Tự động điều khiển độ lợi

Sự chuẩn của các tầng FRO và IF

Sự sắp xếp của bộ thu

Các phép đo độ lợi tần số và đáp ứng của bộ lọc kênh:

- Bộ trộn

- Bộ dao động nội

- Tự động điều khiển tần số

- Khuếch đại trung tần

- Bộ dò FM

Sự thực hiện của bộ giải mã stereo

Các mạch De-emphasis

Bộ khuếch đại Audio Stereo: Các phép đo công suất tần số và đáp ứng

03 MÁY PHÁT FM STEREO VÀ PLL

Sự thực hiện PLL

Cấu trúc của bộ đồng bộ hóa tần số

- Bộ dao động Quartz

- VCO

- Bộ so sánh pha

- Bộ lọc thông thấp

- Prescaler: Sự phân chia tần số có thể lập trình

- Bộ trộn sự biến đổi số

Bộ tạo âm trực tiếp, với Prescaler, với sự chuyển đổi tần số

Chức năng chuyển đổi và đáp ứng tạm thời

Khóa dải và bắt dải

Sự phân dải tần số của bộ tạo âm

Mạch chỉ thị khóa

Sự thực hiện của bộ phát âm FM

Sự thực hiện của bộ mã stereo:

- Bộ tạo âm Pilot

- Bộ ghép kênh stereo

04 BỘ THÍ NGHIỆM VỀ MÁY PHÁT VÔ TUYẾN AM/SSB/FM ĐIỀU KHIỂN

TỪ XA

Xử lý tần số thấp (lọc thông thấp, phối hợp mức, phát âm hiệu kiểm tra)

Các kỹ thuật điều chế cho truyền dẫn

-AM

-DSB (điều chế song biên có cân bằng)

-SSB (điều chế đơn biên (biên trên LSB và biên dưới USB có bộ lọc thạch

anh))

-FM (VCO có sử dụng diode biến dung)

189

. Mức logic (mã hóa cho điều khiển vô tuyến 4 kênh)

- Bộ tạo dao động nội

- Khuếch đại cao tần

- Truyền dẫn qua cáp hoặc vô tuyến (anten)

- Định kích cỡ và đo tất cả các tầng của toàn module

- Tìm lỗi

- Kiểm tra và đo lường toàn bộ hệ thống

05 BỘ THÍ NGHIỆM VỀ MÁY THU VÔ TUYẾN AM/SSB/FM ĐIỀU KHIỂN

TỪ XA

- Kỹ thuật giải điều chế cho AM, DSB, SSB, FM và truyền dẫn các trạng thái logic

- Truyền vô tuyến (anten)/cáp

- Chỉ thị cường độ từ trường của tín hiệu thu

- Chỉ báo mã nhận được từ điều khiển vô tuyến


- Bộ tạo lại sóng mang đã bị nén

- Thay đổi tần số cộng hưởng

- Trộn tín hiệu trung tần

- Lọc trung tần


- Tự động điều khiển hệ số khuếch đại (AGC)

- Khuếch đại đầu ra BF

- Chuẩn và đo tất cả các tầng của toàn module

06 BỘ ĐIỀU CHẾ XUNG

Lấy mẫu tín hiệu tương tự: Lý thuyết lấy mẫu, phổ tín hiệu được lấy mẫu

Sự cấu trúc lại tín hiệu tương tự bắt đầu từ các mẫu

Điều chế xung: PAM/PPM/PWM

Mã tín hiệu số: PCM/DELTA

Ghép kênh phân chia theo thời gian (TDM) của tín hiệu PAM và PCM

Hệ thống thông tin sử dụng PAM, PWM, tuyến tính và DELTA, PCM, PCM đa

kênh

Tối ưu mẫu điểm nhận được

Các hiệu ứng của sự truyền và nhiễu

Truyền âm

Mô phỏng tạo lỗi

07 BỘ ĐIỀU CHẾ SỐ

Sự tạo tín hiệu ASK/FSK/PSK/QPSK/QAM

PSK và QPSK tuyệt đối và vi phân

Mã dữ liệu: NRZ, Manchester, Dibit, Tribit

Giải điều chế ASK/FSK/PSK/QPSK/QAM

Sự điều chế đồng bộ và không đồng bộ

Khôi phục sóng mang: PLL và mạch lặp Costas

Kiểm tra sơ đồ constellation của PSK, QPSK và QAM

Đo tỉ số lỗi (BER)

Sự tạo các chế độ truyền dữ liệu

Truyền dữ liệu theo cổng RS-232

Hiệu suất của kênh truyền và nhiễu

190

08 BỘ GHÉP KÊNH PCM 4 KÊNH

Hệ thống truyền PCM/TDM 4 kênh

Cấu trúc khung PCM

Sự truyền 64 kb/s thông qua kênh thoại

Mã hóa AMI/HDB3/CMI

Các mạch truyền và nhận

Đặc tính của kênh truyền và nhiễu

Line equalization và ALBO circuit

Khôi phục xung đồng hồ

Chuyển mạch thời gian của kênh PCM

Hiệu ứng nhiễu và do tỉ lệ lỗi

Biểu đồ

Kết nối PCM đa kênh với sự truyền thoại và dữ liệu liên tục

Đo tỷ lệ lỗi với bộ kiểm tra dữ liệu bên ngoài

Kết nối với máy tính bằng RS-232

Liên kết giữa hai máy tính bằng 2 module MCM32/EV

191


MÔ PHỎNG VẬT LÝ BẰNG MÁY TÍNH

Computer Simulation of Physics Problems



3. Môn học tiên quyết: Vật lý Đại cương; Tin học đại cương; Vật lý tính toán 1.


5. Giảng viên:

Lê Viết Dư Khương, PGS.TS, Bộ môn Tin học Vật lý, Khoa Vật lý

Nguyễn Hoàng Oanh, TS, Bộ môn Tin học Vật lý, Khoa Vật lý

Nguyễn Quang Hưng, TS, Khoa Vật lý

Nguyễn Thị Thanh Nhàn, ThS (NCS), Khoa Vật lý

6. Mục tiêu môn học/chuyên đề:

Kiến thức:

Nắm được các kiến thức cơ bản của phưong pháp mô hình hóa và mô phỏng.

Hiểu được vị trí và vai trò của mô phỏng trong vật lý.

Kỹ năng:

Có thể vận dụng phương pháp mô phỏng khi nghiên cứu vật lý.

Biết phân tích bài toán vật lý để có thể xây dưng được mô hình toán thích

hợp.

Biết xây dựng thuật giải và viết chương trình tương ứng.

Biết giải thích và phân tích số liệu tính toán mô phỏng.

Mục tiêu khác:

Khả năng tự học, thái độ nghiêm túc, thận trọng, trung thực và khách quan

trong nghiên cứu khoa học.


Các loại điểm kiểm tra và trọng số của từng loại điểm:

Điểm bài tập nhóm: 20 %


Điểm cuối kì: 60 %

Lịch thi và kiểm tra (kể cả thi lại):

Thời gian cho mỗi bài kiểm tra trên máy tính: 60 phút

Kiểm tra giữa kì vào tuần thứ 6

192

Kiểm tra cuối kì vào ngày thứ 15 tính từ ngày kết thúc môn học

Kiểm tra lại vào ngày thứ 15 tính từ ngày kiểm tra cuối kì.

8. Giáo trình:


Lê Viết Dư Khương, Bài giảng mô phỏng trong vật lý, Khoa Vật lý, Trường

ĐHKHTN

Harvey Gould, Jan Tobochnik, An Introduction to Computer Simulation

Methods: Applicaton to Physical systems, Addition-Vesley Publishing

Company, 2006.


Vũ Ngọc Tước, Mô hình hóa và mô phỏng bằng máy tính, NXB Giáo dục,

2001.

Robert L. Zimmerman, Fredrick I. Olness, Mathematica for Physics, Addition-

Vesley Publishing Company, 2002.


Tiếng Việt:

Mô hình hóa và mô phỏng vật lý bằng máy tính là môn học trang bị cho sinh

viên các khái niệm cơ bản nhất về các phương pháp mô phỏng bằng máy tính để

nghiên cứu các hiện tượng vật lý thuộc các lĩnh vực: cơ học, nhiệt học, điện và từ

học, quang học, vật lý nguyên tử và hạt nhân.

Môn học giúp cho sinh viên có khả năng phân tích, tổng hợp, trừu tượng hóa

các hiện tượng vật lý cơ bản để xây dựng được các mô hình toán hợp lý. Từ đó

sinh viên có thể đề xuất thuật giải, viết/thay đổi chương trình máy tính mô phỏng

các đối tượng nghiên cứu cũng như có thể phân tích, giải thích, đánh giá các kết

quả tính toán thu được.

Môn học sử dụng phần mềm MatLab để tiết kiệm thời gian lập trình và đánh

giá kết quả.

Tiếng Anh:

Computer modeling and simulation of physics problems is a course aiming to

equip students with the basics concepts of computer modeling methods for

studying physical phenomena in the fields: Classical mechanics, Thermal physics,

Electricity and Magnetism, Optics, Atomic physics and Nuclear physics.

The course assists student to learn analyzing, synthesizing and abstracting

physical phenomena to build suitable mathematical models. The student then may

propose algorithm, code/re-code computer programs for modeling physics

processes in computer and analyze, explain, evaluate outputs of the programs.

The MatLab software is employed to save time in coding and result analyzing

phases.

193


CHƯƠNG 1: MỘT SỐ VẤN ĐỀ CHUNG

1.1. Tầm quan trọng của máy tính trong vật lý

1.2. Bản chất của mô phỏng bằng máy tính.

1.3. Các ngôn ngữ lập trình thường dùng trong mô phỏng.

1.4. Các ví dụ đơn giản về mô phỏng trong vật lý.

CHƯƠNG 2: VẬT CHUYỂN ĐỘNG TRONG TRƯỜNG HẤP DẪN

2.1. Cơ sở lý thuyết.

2.2. Chuyển động của vật trong trường đồng nhất.

2.3. Chuyển động của vật có khối lượng thay đổi.

2.4. Chuyển động của các thiên thể.

CHƯƠNG 3: CÁC HỆ DAO ĐỘNG TUYẾN TÍNH VÀ PHI TUYẾN ĐƠN GIẢN


3.2. Dao động tử điều hòa và con lắc đơn.

3.3. Dao động tắt dần và dao động cưỡng bức.

3.4. Các mạch dao động điện.

CHƯƠNG 4: SÓNG VÀ CÁC HIỆN TƯỢNG SÓNG

4.1. Hệ các dao động tử và các mode chuẩn.

4.2. Biến đổi Fourier.

4.3. Chuyển động sóng.

4.4. Giao thoa và nhiễu xạ.

CHƯƠNG 5: ĐIỆN ĐỘNG LỰC HỌC


5.2. Trường tĩnh điện và trường tĩnh từ.

5.3. Chuyển động của hạt tích điện trong trường điện và trường từ.

5.4. Các phương trình Maxwell.

CHƯƠNG 6: CÁC QUÁ TRÌNH NGẪU NHIÊN(*)

6.1. Trật tự và hỗn loạn

6.2. Quá trình phân hủy hạt nhân.

6.3. Sự xuyên qua môi trường vật chất của neutron.

6.4. Phương pháp biến phân Monte Carlo đơn giản.

194

CHƯƠNG 7: CÁC BƯỚC NHẢY NGẪU NHIÊN(*)

7.1. Mở dầu.

7.2. Biến thể của bước nhảy ngẫu nhiên.

7.3. Ứng dụng cho polymer

7.4. Sự khuyếch tán.

CHƯƠNG 8: ĐỘNG LỰC HỌC HỆ NHIỀU HẠT


8.2. Chương trình động học phân tử.

8.3. Các đại lượng nhiệt động.

8.4. Đĩa cứng.

CHƯƠNG 9: CÁC HỆ LƯỢNG TỬ


9.2. Phương trình Schrodinger 1 và 2 chiều.

9.3. Mô hình nguyên tử hydro.

9.4. Bước nhảy lượng tử Monte-Carlo

Ghi chú: Các chương có đánh dấu (*) là các chương dành cho chương trình Cử nhân

Tài năng.

195


Hệ thống nhúng và lập trình ứng dụng Web



3. Môn học tiên quyết: Toán cao cấp, Tin học đại cương, Điện và điện tử, Kỹ

thuật số ..............................................................................................................................



ThS. Nguyễn Cảnh Việt, Khoa Vật lý, ĐHKHTN, ĐHQGHN

TS. Nguyễn Quang Hưng, Khoa Vật lý, ĐHKHTN, ĐHQGHN


Kiến thức:

Tổng quan hệ thống nhúng, các nguyên lý cơ bản về thiết kế phần cứng và xây

dựng phần mềm cho hệ thống nhúng; thiết kế hệ thống nhúng trên một số chip.

Các khái niệm cơ bản, các công nghệ và các công cụ thông dụng trong lập trình

Web.

Kỹ năng:

Sinh viên tự thiết kế, xây dựng phần cứng của hệ thống nhúng với các dòng

chip khác nhau, và xây dựng phần mềm cho các hệ tương ứng.

Sinh viên tự thiết kế và lập trình xây dựng được các ứng dụng Web.

Mục tiêu khác:

Kĩ năng làm việc theo nhóm, rèn luyện khả năng tự học.

Kĩ năng lập trình, sửa lỗi.


Điểm bài tập nhóm: 20 %




Các bài giảng và bài tập thực hành của Giảng viên

196

Thomas C.Hayes and P.Horowitz, The Art of Electronic, Cambridge

University Press.

Valvano J.W, Embedded Microcomputer Systems - Real Time Interfacing,

Brooks/Cole, 2000.

Michael J. Pont, Programming Embedded Systems II – A 10-week course,

using C, Uni. of Leicester, 2003.

Balaji, Embedded System Design using 8031 microcontroller, Frontline

Electronics, India, 2002.

Michael Barr, Programming Embedded Systems in C and C++, O’Reilly &

Associates, Inc., 1999.

David Powers, PHP Solutions: Dynamic Web Design Made Easy,

friendsofED, 2010.

Learning PHP, MySQL, and JavaScript: A Step-By-Step Guide to Creating

Dynamic Websites, O'Reilly Media, 2009.


Môn học có 2 phần độc lập với nhau.

a) Phần thứ nhất cung cấp cho sinh viên những khái niệm cơ bản về hệ thống

nhúng, nguyên tắc xây dựng, phát triển phần cứng, phần mềm của một hệ

thống nhúng. Trên cơ sở những kiến thức đó sinh viên có thể tự thiết kế,

xây dựng và phát triển phần cứng, phần mềm cho một hệ thống nhúng cụ

thể.

b) Phần thứ hai cung cấp cho sinh viên các khái niệm cơ bản về Web, nguyên

tắc thiết kế và các công nghệ hiện đại để xây dựng các ứng dụng trên Web.

Trên cơ sở những kiến thức đó sinh viên có thể tự thiết kế, xây dựng các

ứng dụng hữu ích trên WEB.


Phần A: Hệ thống nhúng

Chương I: Tổng quan về hệ thống nhúng

1.1. Giới thiệu

1.2. Phân loại hệ thống nhúng

1.3. Một số đặc điểm của hệ thống nhúng

Chương II: Phần cứng của hệ thống nhúng

2.1. Hệ thống trung tâm

2.1.1. Bộ xử lý trung tâm

197

2.1.2. Tổ chức bộ nhớ

2.1.3. Ngắt và định thời

2.1.4. Hệ thống bus và các cổng giao tiếp thiết bị ngoại vi

2.1.5. Một số dòng chip thông dụng

2.2. Hệ thống ngoại vi.

2.2.1. Hệ thống cảm biến

2.2.2. Hệ thống điện tử.

2.2.3. Hệ thống chấp hành cơ học.

2.2.4. Hệ thống tương tác khác.

2.3. Bài tập

Chương III: Phần mềm của hệ thống nhúng

3.1. Cấu trúc hệ điều hành.

3.2. Lập trình nhúng

3.2.1. Biểu diễn dữ liệu

3.2.2. Hệ thống cơ số

3.2.3. Các phép toán

3.2.4. Tập lệnh

3.2.5. Đánh địa chỉ

3.3. Các công cụ phát triển phần mềm

3.3.1. Phần mềm nhúng ASM

3.3.2. Phần mềm nhúng C/C++

3.3.3. Phần mềm phát triển giao diện điều khiển hệ thống

3.4. Tối ưu hóa hệ thống

3.5. Cài đặt phần mềm hệ thống

3.6. Bài tập

Chương IV: Thiết kế, xây dựng hệ thống nhúng

4.1. Phương pháp thiết kế hệ thống

4.1.1. Xác định yêu cầu

4.1.2. Đặc tả

4.1.3. Phân hoạch phần cứng, phần mềm

4.1.4. Thiết kế hệ thống

4.2. Xây dựng hệ thống

4.2.1. Xây dựng phần cứng

4.2.2. Viết, biên dịch và gỡ rối chương trình

4.2.3. Tối ưu hóa chương trình

4.2.3. Cài đặt và thử nghiệm

4.3. Bài tập

Chương V: Một số ứng dụng

5.1. Hệ thống nhúng cơ bản

5.2. Các hệ thống đo lường nhỏ

5.3. Hệ thống hiển thị thông tin sử dụng hiệu ứng quang

5.4. Robot di động

198

5.5. Bài tập

Chương VI: Giới thiệu DSP và Embeded web server

6.1. Hệ điều hành nhúng cho DSP C54xx

6.2. Embeded web server

Phần B: Lập trình ứng dụng Web

Chương 1: Ngôn ngữ Html và Dynamic Html

- Bài tập thực hành

Chương 2: Lập trình bằng ngôn ngữ Java Script


Chương 3: Lập trình bằng ngôn ngữ PhP và MySQL


199


VŨ TRỤ HỌC

1. Mã môn học/chuyên đề: ...............................................................................................


3. Môn học tiên quyết: Mở đầu thiên văn học, Mở đầu về thuyết tuơng đối và vật lý

lượng tử.


5. Giảng viên (họ và tên, chức danh, học vị, đơn vị công tác): PGS.TS. Nguyễn Anh

Kỳ - Viện Vật lý; TS. Nguyễn Thị Thu Hương - ĐHQG Hà Nội


6.1. Kiến thức:

- Có kiến thức nền tảng, hiện đại của môn học.

- Hiểu sâu về môn học.

6.2. Kỹ năng:

- Sử dụng môn học trong nghiên cứu khoa học và giảng dạy.

- Giải quyết được các vấn đề cụ thể liên quan đến môn học.

6.3. Thái độ:

- Có ý thức triển khai, vận dụng các vấn đề thu nhận được.

- Có tinh thần học hỏi, cộng tác


7.1. Kiểm tra, đánh giá thường xuyên:

- Kiểm diện.

- Minh chứng, tham gia thảo luận, làm việc nhóm (biên bản làm việc, hợp đồng học

tập…).

- Trắc nghiệm, bài tập nhỏ.

7.2. Kiểm tra, đánh giá định kỳ:

a) Bài tập cá nhân, tuần.

- Trọng số điểm 10%.

- Hình thức: bài luận, báo cáo có độ dài từ 3-5 trang A4.

- Nội dung: Nắm vững vấn đề lý thuyết và vận dụng trong bài tập cụ thể.

200

- Tiêu chí, đánh giá:

Xác định được vấn đề nghiên cứu 3đ

Phân tích logic, đi vào vấn đề 5đ

Ngôn ngữ trong sáng, sử dụng tài liệu tham khảo tốt 2đ

Tổng 10đ

b) Bài tập nhóm, tháng:

- Trọng số điểm: 10%

- Hình thức: báo cáo thu hoạch

- Nội dung: tổ chức, điều khiển seminar, viết báo cáo.

- Tiêu chí đánh giá:

+ Xác định vấn đề seminar rõ ràng, hợp lý, khả thi: 2đ

+ Thể hiện kỹ năng tổ chức, quản lýđiều hành seminar: 4đ

+ Chuẩn bị chu đáo, cẩn thận: 1đ

+ Tài liệu sử dụng đa dạng, hấp dẫn: 1đ

+ Viết báo cáo đúng quy định: 1đ

+ Hình thức Seminar sáng tạo: 1đ

Tổng: 10đ

c) Kiểm tra giữa kỳ:

- Trọng số điểm: 205

- Hình thức: Kiểm tra viết

d) Thi cuối kỳ:

- Trọng số: 60%

- Hình thức: (thi viết) bài tập và vấn đáp (lý thuyết).


P.D.B. Collins, A.D. Martin, E.J. Squires, Particle Physics and Cosmology, A. Wiley

Interscience Publication, 1989.


Mong muốn mở rộng sự hiểu biết của con người về thế giới xung quanh đã dẫn Vật lý

học hiện đại đến hai hướng nghiên cứu lớn. Một là đi sâu nghiên cứu cấu trúc vật chất

và cách ứng xử của chúng ở thang khoảng cách vi mô, hai là nghiên cứu vũ trụ ở

những thang khoảng cách rất lớn. Hướng nghiên cứu thứ hai là mục tiêu chính của

201

ngành vũ trụ học. Hai hướng nghiên cứu này có vẻ bề ngoài tưởng chừng như khác

nhau, nhưng thực chất, chúng lại có mối liên hệ rất mật thiết với nhau.

Những quan sát thiên văn cho thấy rằng vũ trụ đang giãn nở tuân theo định luật

Hubble, và gợi ý cho chúng ta về mô hình của sự tiến triển vũ trụ - Mô hình Big Bang.

Những nghiên cứu trong lĩnh vực vũ trụ học còn cho chúng ta biết những thành phần

cơ bản cấu tạo nên vũ trụ. Và điều đáng ngạc nhiên là những vật chất thông thường

mà chúng ta quen biết chỉ chiếm một phần rất nhỏ bé trong vũ trụ.

Vũ trụ học không những là nơi để chúng ta kiểm chứng các lý thuyết thống nhất, mà

bản thân vũ trụ còn là phòng thí nghiệm tự nhiên vĩ đại, nơi sinh ra các hạt và các tia

vũ trụ với năng lượng rất cao mà chưa một máy gia tốc nào do con người chế tạo ra có

thể đạt đến.

Chương 1: Vũ trụ học

1.1. Các phương trình Friedmann và các mở rộng Hubble

1.2. Big Bang nóng

1.3. Sự tổng hợp nucleon sơ khởi

1.4. Sự tổng hợp baryon sơ khởi

1.5. Neutrino và bài toán trộn khối lượng

Chương 2: Tiến triển của vũ trụ

2.1. Các vấn đề liên quan đến Mô hình chuẩn

2.2. Sự tiến triển

2.3. Các mô hình tiến triển

2.4. Hình thức cấu trúc

2.5. Các vũ trụ nhiều chiều

2.6. Các kết luận

Chương 3: Các hiệu ứng topo và vũ trụ

3.1. Đơn cực từ

3.2. Đơn cực t’Hooft - Polyakov

3.3. Các giới hạn từ sự tồn tại của đơn cực

3.4. Các dây vũ trụ

Chương 4: Các nguồn thiên văn học của các hạt năng lượng cao

4.1. Sự tiến triển stellar

202

4.2. Bức xạ vũ trụ

4.3. Các neutrino mặt trời

4.4. Các neutrino supernova

4.5. Các nguồn điểm năng lượng rất cao.

203


MÔ HÌNH CHUẨN VÀ MỞ RỘNG

1. Mã môn học/chuyên đề: ...............................................................................................


3. Môn học tiên quyết: Lý thuyết trường lượng tử, Lý thuyết hạt cơ bản


5. Giảng viên (họ và tên, chức danh, học vị, đơn vị công tác): GS.TS. Hà Huy Bằng;

TS. Nguyễn Thị Thu Hương, Khoa Vật lý - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên -

ĐHQG Hà Nội


6.1. Kiến thức:



6.2. Kỹ năng:



6.3. Thái độ:





- Kiểm diện.


tập…).







204





Tổng 10đ












Tổng: 10đ




d) Thi cuối kỳ:

- Trọng số: 60%



E.Kim, The standard Model and Beyond, World Scientific, 1990.


Vật chất trong thế giới được cấu tạo và hình thành từ những phần cơ bản nào và cái gì

gắn kết các thành phần đó lại với nhau? Đây là câu hỏi được con người đặt ra và tìm

câu trả lời từ hàng nghìn năm trước. Theo thời gian chúng ta càng hiểu rõ hơn về cấu

trúc của vật chất từ thế giới vĩ mô qua vật lý nguyên tử và hạt nhân cho tới vật lý hạt.

Một số quy luật của tự nhiên được thể hiện trong mô hình chuẩn. Mô hình này đã mô

205

tả khá thành công bức tranh hạt cơ bản và các tương tác, góp phần quan trọng vào sự

phát triển của vật lý nói chung và vật lý hạt nói riêng.

Về cơ sở toán học, mô hình chuẩn được xây dựng trên nhóm chuẩn SU(3) x SU(2) x

U(1) của các phép biến đổi Unita.

Trong hơn 30 năm qua, kể từ khi mô hình chuẩn ra đời, chúng ta đã được chứng kiến

những thành công nổi bật của nó. Sự tồn tại của dòng yếu trung hoà và các vector

boson trung gian cùng những hệ thức liên hệ về khối lượng của chúng đã được thực

nghiệm xác nhận. Như vậy, mô hình chuẩn đã mô tả thành công bức tranh hạt cơ bản

và các tương tác đồng thời có vai trò quan trọng trong sự phát triển của vật lý hạt. Mô

hình này cho ta một cách thức mô tả tự nhiên từ kích thước vi mô cỡ 10-16cm cho tới

các khoảng cách vũ trụ cỡ 1028cm và được coi là một trong những thành tựu lớn nhất

của loài người trong việc tìm hiểu tự nhiên.


Chương 1: Mở đầu về mô hình chuẩn

1.1. Các hạt

1.2. Các lực

1.3. Các hadron

1.4. Các fermion

1.5. Các hàm truyền của hạt

Chương 2: Lý thuyết chuẩn

2.1. Mở đầu

2.2. Định lý Noether và các bất biến toàn cục

2.3. Bất biến chuẩn định xứ trong QED

2.4. Lý thuyết chuẩn Yang-Mills

2.5. Sắc động lực học lượng tử QCD

2.6. Sự tái chuẩn hoá

Chương 3: Mô hình chuẩn

3.1. Các tương tác yếu

3.2. Lý thuyết chuẩn SU(2) x U(1)

3.3. Phá vỡ đối xứng tự phát trong mô hình điện từ-yếu

3.4. Các khối lượng boson chuẩn, sự trộn và các liên kết

206

3.5. Các khối lượng fermion, sự trộn và các liên kết

3.6. Các tính chất của boson Higgs

3.7. Mô hình chuẩn

Chương 4: Kiểm tra mô hình chuẩn

4.1. Kiểm tra QED

4.2. Đa tuyến điện từ - yếu

4.3. Các sản phẩm W và Z

4.4. Vi phạm CP trong các quá trình rã K và B (*)

4.5. Khối lượng neutrino và các dao động (*)

4.6. Vì sao phải mở rộng mô hình chuẩn

Chương 5: Các mô hình chuẩn mở rộng

5.1. Các tính chất chung của các mô hình thống nhất vĩ đại

5.2. Mô hình thống nhất vĩ đại SU(5)

5.3. Các mô hình phức hợp Preon

5.4. Các mô hình chuẩn siêu đối xứng

5.5. Siêu hấp dẫn (*)

5.6. Các mô hình chuẩn mở rộng khác

5.7. Các mô hình dây (*)

Chú thích: (*) Những mục có nội dung mở rộng và nâng cao hơn so với

chương trình đào tạo thường

207


Thực tập Vật lý Chất rắn




3. Môn học tiên quyết: - Vật lý Chất rắn

- Đại cương khoa học Vật liệu


5. Giảng viên (họ và tên, chức danh, học vị, đơn vị công tác): PGS.TS. Ngô Thu

Hương, Bộ môn Vật lý Chất rắn

6. Mục tiêu môn học/chuyên đề (kiến thức, kỹ năng, thái độ): Học sinh học môn

Thực tập Vật lý Chất rắn sẽ trang bị cho học sinh các kỹ năng về thực nghiệm Vật lý

chất rắn: từ chế tạo mẫu bằng các phương pháp vật lý và hóa học, học nguyên tắc đo

và sử dụng các thiết bị đo từ, đo điện và quang của vật liệu, sau khi có kết quả đo đạc,

học sinh sẽ bước đầu biết phân tích và biện luận các kết quả thu được.

7. Phương pháp kiểm tra đánh giá: vấn đáp

8. Giáo trình bắt buộc (tác giả, tên giáo trình, nhà xuất bản, năm xuất bản): Thực tập

Vật lý Chất rắn – Tạ Đình Cảnh chủ biên.


- Thực hành chế tạo mẫu bằng các phương pháp khác nhau: phương pháp gốm,

phương pháp thủy nhiệt, phương pháp bốc bay màng.

- Thực hành xác định các tính chất cấu trúc của vật liệu bằng X-ray, SEM.

- Thực hành xác định các tính chất điện của vật liệu bằng các thiết bị đo Hall, đo

điện trở bằng phương pháp bốn mũi dò.

- Thực hành xác định tính chất quang của vật liệu bằng phép đo phổ huỳnh

quang, phổ hấp thụ, truyền qua, Raman.

- Thực hành xác định tính chất từ của vật liệu bằng thiết bị từ kế mẫu rung VSM,

PPMS.


208

Chương 1: Chế tạo mẫu bằng phương pháp vật lý: (phương pháp gốm, bốc bay).

Chương 2: Chế tạo mẫu bằng phương pháp hóa học: (sol-gel, thủy nhiệt).

Chương 3: Xác định các tính chất cấu trúc của vật liệu từ các phép đo phổ nhiễu xạ tia

X, SEM.

Chương 4: Xác định các tính chất điện của vật liệu từ phép đo Hall, phép đo điện trở

bằng phương pháp bốn mũi dò.

Chương 5: Xác định tính chất quang của vật liệu từ phép đo phổ huỳnh quang, phổ

hấp thụ, truyền qua, Raman.

Chương 6: Xác định tính chất từ của vật liệu từ các phép đo từ kế mẫu rung VSM,

thiết bị PPMS.

209


…………Thực tập Quang lượng tử……………..



12. Số tín chỉ: 02 ..........................................................................................................

13. Môn học tiên quyết: Laser .....................................................................................

14. Ngôn ngữ giảng dạy: Tiếng việt ............................................................................


- Hoàng Chí Hiếu,TS., Khoa Vật lý-ĐH KHTN

- Nguyễn Anh Tuấn, TS., Khoa Vật lý-ĐH KHTN

- Bùi Hồng Vân, ThS, Khoa Vật lý-ĐH KHTN


- Nắm được nguyên tắc hoạt động của laser Nitơ, laser màu bơm bằng laser Nitơ,

xác định phân bố chùm Gauss của laser bán dẫn .........................................................

- Vận hành thành thạo hoạt động các hệ laser: laser Nitơ, laser màu, laser bán dẫn. ..

- Đo đạc một số thông số đặc trưng của laser Nitơ, laser màu, phân bố chùm Gauss

của laser bán dẫn ..........................................................................................................


- Viết báo cáo và trả các bài thực tập ...........................................................................

- Thi vấn đáp lý thuyết và thực nghiệm trên máy ........................................................


- Nguyễn Thế Bình, Quang phổ học thực nghiệm, NXB GD, 2006

- Đinh Văn Hoàng, Trịnh Đình chiến, Vật lý laser và ứng dụng, NXB ĐHQGHN,

2003

19. Tóm tắt nội dung môn học (mỗi môn học tóm tắt khoảng 120 từ): .......................

- Vận hành thành thạo hệ laser N2, phổ kế GDM-1000. Đo đạc sự phụ thuộc của

công suất laser vào dòng phóng điện và xác định ngưỡng phát của laser N2.

210

- Điều chỉnh các thông số của buồng cộng hưởng để thu được laser màu bơm bằng

laser N2.

- Đo các đặc trưng của laser bán dẫn. Điều chỉnh hệ quang học để thu được sự

phân bố năng lượng chùm Gauss của laser bán dẫn.

- Đo các đặc trưng của linh kiện quang điện tử; Đo đặc trưng công suất quang phụ

thuộc vào dòng kích P(I), Xác định sự phụ thuộc của sụt thế trên laser diode vào

dòng kích . Khảo sát đặc trưng phân bố trường xa của laser diode P-A


Bài 1: Laser Nitơ

1.1. Nguyên lý hoạt động của laser N2

1.2. Khảo sát sự phụ thuộc của năng lượng laser vào điện áp.

1.3. Khảo sát sự phụ thuộc của năng lượng laser vào áp suất khí Nitơ

1.4. Khảo sát sự phụ thuộc của năng lượng laser vào tần số phát.

Bài 2: Laser màu

2.1. Nguyên lý hoạt động của laser N2

2.1.1. Sơ đồ cấu tạo của hệ laser màu

2.1.2. Nguyên lý hoạt động

2.2.Sơ đồ đo xung laser màu

2.2.1. Chuẩn bộ bước sóng laser màu trên tang trống Micromet

2.2.2. Phổ bức xạ laser màu

Bài 3: Đo các đặc trưng của linh kiện quang điện tử.

3.1. Đặc trưng công suất quang phụ thuộc vào dòng kích P(I)

3.2.Sự phụ thuộc của sụt thế trên laser diode vào dòng kích .

3.3.Đặc trưng phân bố trường xa của laser diode P-A

211


Thực tập Vật lý lý thuyết


2. Số tín chỉ: 2(cho QT Vật lý)

3. Môn học tiên quyết: Cơ học thống kê , Cơ lượng tử.



1)GS.TS. Nguyễn Quang Báu-Khoa Vật lý, ĐHKHTN.

2) GS.TSKH. Nguyễn Xuân Hãn-Khoa Vật lý, ĐHKHTN.

3) PGS.TS. Nguyễn Đình Dũng-Khoa Vật lý, ĐHKHTN.


các kiến thức hiện đại về kỹ năng tính toán và sử dụng phương pháp nghiên cứu của

Vật lý lý thuyết . Sau khi học xong môn học, các học viên có thể đọc hiểu các vấn đề

có liên quan của vật lý lý thuyết hiện đại ngày nay, đọc hiểu các công trình khoa học ,

các bài báo vật lý có liên quan.






Nguyễn Quang Báu(chủ biên), Đỗ Quốc Hùng, Vũ Văn Hùng, Lê Tuấn. Lý thuyết

Bán dẫn hiện đại. NXB ĐHQG Hà Nội , 2011

2)Nguyễn Xuân Hãn . Lý thuyết trường lượng tử . NXB ĐHQG Hà Nội , 1998.

3)Nguyễn Đình Dũng . Lý thuyết nhóm và ứng dụng trong vật lý. NXB ĐHQG Hà

Nội,2002.


212

9. Tóm tắt nội dung môn học (mỗi môn học tóm tắt khoảng 120 từ): Xây dựng

phương trình động lượng tử cho điện tử và cho phonon và tính toán một số đại lượng

động cho hệ điện tử-phonon; Kỹ thuật giản đồ Feynman và tích phân phiếm hàm áp

dụng cho một số quá trình vật lý đơn giản ;Khử phân kỳ từ S ma trận bằng việc tái

chuẩn hóa khối lượng và điện tích; Lý thuyết nhóm và ứng dụng trong nghiên cứu lý

thuyết hạt nhân.


Chương 1 : Lý thuyết bán dẫn

1.1.Xây dựng phương trình động lượng tử cho điện tử và cho phonon

1.2.Tính toán một số đại lượng động cho hệ điện tử-phonon trong bán dẫn.

Chương 2 : Lý thuyết trường lượng tử

2.1. Kỹ thuật giản đồ Feynman và tích phân phiếm hàm áp dụng cho một số quá trình

vật lý đơn giản .

2.2.Khử phân kỳ từ S ma trận bằng việc tái chuẩn hóa khối lượng và điện tích .

Chương 3 : Lý thuyết hạt nhân

3.1. Lý thuyết nhóm và ứng dụng trong nghiên cứu lý thuyết hạt nhân.

3.2. Tính toán thiết diện vi phân cho một số phản ứng hạt nhân .

213


Thực tập Vật lý nhiệt độ thấp/Vật lý Nhiệt độ thấp




3. Môn học tiên quyết: Vật lý Nhiệt độ thấp, Từ học và Siêu dẫn.


5. Giảng viên (họ và tên, chức danh, học vị, đơn vị công tác): Nguyễn Anh Tuấn

(TS), Đỗ Thị Kim Anh (TS), Lê Tuấn Tú (TS), Khoa Vật lý.

6. Mục tiêu môn học/chuyên đề (kiến thức, kỹ năng, thái độ): Trang bị cho sinh viên:

- Kiến thức

Cung cấp cho sinh viên kiến thức về: (i) Một số phương pháp chế tạo

vật liệu; (ii) Một số nguyên lý và phương pháp nghiên cứu tính chất của

vật liệu ở vùng nhiệt độ thấp.

Tạo cơ sở để sinh viên có thể vận dụng nội dung của môn học vào các

vấn đề nghiên cứu thực tế của Vật lý.

- Kỹ năng

Cung cấp cho sinh viên: (i) Kỹ năng vận hành một số trang thiết nghiên

cứu; (ii) Kỹ năng xử lý, phân tích và đánh giá số liệu.

Nâng cao kỹ năng tư duy, phân tích và ra quyết định, kỹ năng phát hiện

và giải quyết vấn đề nghiên cứu trên cơ sở lĩnh hội được những kiến

thức của môn học và ứng dụng của chúng trong khoa học công nghệ.

- Thái độ, chuyên cần

Yêu thích môn học, ngành học mà sinh viên đang theo học. Kính trọng

các nhà khoa học, giảng viên đang giảng dạy môn học.

Rèn luyện những đức tính cơ bản của nhà khoa học như trung thực,

chuyên cần, thận trọng và khách quan.


Đánh giá thường xuyên qua các bài báo cáo thực hành.

Kiểm tra hết môn.


214

Thực tập Vật lý Nhiệt độ thấp (Bộ môn Vật lý Nhiệt độ thấp biên soạn)


Nội dung của môn học bao gồm kiến thức về nguyên lý, phương pháp chế tạo

và nghiên cứu tính chất của vật liệu, bao gồm: chế tạo vật liệu bằng phương

pháp gốm, phương pháp hồ quang điện, phương pháp điện hóa, các phép đo

điện-từ trở bằng phương pháp bốn mũi dò, phép đo hệ số từ hóa động, phép đo

từ độ bằng phương pháp tích phân kế.

Rèn luyện cho sinh viên kỹ năng vận hành một số trang thiết bị chế tạo mẫu và

hệ đo tính chất của vật liệu ở vùng nhiệt độ thấp. Một số kỹ năng xử lý, phân

tích và đánh giá số liệu thu được từ các phép đo. Bên cạnh các kiến thức và kỹ

năng về thực nghiệm môn học cũng sẽ cung cấp cho sinh viên một số kiến thức

và kỹ năng cơ bản về tính toán và mô phỏng một số tính chất của vật liệu ở

vùng nhiệt độ thấp.


Chương 1: Chế tạo vật liệu bằng phương pháp gốm (3gtc)

1.1. Giới thiệu về phương pháp gốm: phương pháp phản ứng pha rắn

1.2. Nguyên lý của phương pháp gốm

1.3. Quy trình chế tạo mẫu bằng phương pháp gốm

1.4. Hệ chế tạo mẫu bằng phương pháp gốm

1.5. Thực hành chế tạo một số vật liệu perovskite

Chương 2: Chế tạo vật liệu bằng phương pháp hồ quang điện (3 gtc)

2.1. Giới thiệu về phương pháp hồ quang điện

2.2. Nguyên lý của phương pháp hồ quang điện

2.3. Quy trình chế tạo mẫu bằng phương pháp hồ quang điện

2.4. Hệ chế tạo mẫu bằng phương pháp hồ quang điện

2.5. Thực hành chế tạo một số vật liệu từ liên kim loại

Chương 3: Chế tạo vật liệu bằng phương pháp điện hóa (3 gtc)

3.1. Giới thiệu về phương pháp điện hóa

3.2. Nguyên lý của phương pháp điện hóa

3.3. Quy trình chế tạo mẫu bằng phương pháp điện hóa

3.4. Hệ chế tạo mẫu bằng phương pháp điện hóa

3.5. Thực hành chế tạo một số vật liệu từ nano

Chương 4: Phép đo điện trở bằng phương pháp bỗn mũi dò (4 gtc)

4.1. Giới thiệu

215

4.2. Nguyên lý của phép đo

4.3. Cấu tạo hệ đo

4.4. Một số quy trình cơ bản thực hiện phép đo

4.5. Thực hành đo điện trở phụ thuộc nhiệt độ trong vùng nhiệt độ thấp

Chương 5: Phép đo từ trở bằng phương pháp bỗn mũi dò (4 gtc)

5.1. Giới thiệu




5.5. Thực hành đo từ trở phụ thuộc nhiệt độ trong vùng nhiệt độ thấp

5.6. Thực hành đo từ trở tại nhiệt độ không đổi

Chương 6: Phép đo từ độ bằng phương pháp tích phân kế (4 gtc)

6.1. Giới thiệu




6.5. Thực hành đo từ độ của một số vật liệu từ trong vùng nhiệt độ thấp

Chương 7: Phép đo hệ số từ hóa động (4 gtc)

7.1. Giới thiệu




7.5. Thực hành đo hệ số từ hóa động của một số vật liệu từ trong vùng nhiệt độ thấp

Chương 8: Tính toán và mô phỏng một số tính chất của vật liệu ở vùng nhiệt độ

thấp (2 gtc)

8.1. Giới thiệu

8.2. Cơ sở lý thuyết

8.3. Phần mềm tính toán

8.4. Thực hành tính toán và mô phỏng cấu trúc hình học của một số vật liệu

8.5. Thực hành tính toán và mô phỏng cấu trúc điện tử của một số vật liệu

216

ĐỀ CƯƠNG MÔN HỌC/CHUYÊN ĐỀ

THỰC TẬP CHUYÊN ĐỀ (VẬT LÍ TRÁI ĐẤT)

- Mã môn học/chuyên đề: PHY3417/ Chuyên đề Vật lí Trái đất


- Môn học tiên quyết: PHY3412 (Địa chấn), PHY3419 (Vật lí Trái đất).

- Ngôn ngữ giảng dạy: Tiếng Việt (hoặc tiếng Anh)

- Giảng viên:

Giang Kiên Trung (NCV, ThS, Khoa Vật lí): [email protected];

Tạ Quỳnh Hoa (GV, ThS, Khoa Vật lí);

Nguyễn Đức Vinh (GV, TS, Khoa Vật lí): [email protected];

Võ Thanh Quỳnh (GV, PGS.TS, Khoa Vật lí);

- Mục tiêu môn học/chuyên đề:

- Về kiến thức: Môn học cung cấp cho sinh viên một cái nhìn thông suốt, hiểu làm thế

nào có được những số liệu địa vật lý từ thực nghiệm. Sinh viên cũng bước đầu làm

quen với cách ghi, lấy dữ liệu và xử lí sơ bộ số liệu;

- Về kĩ năng:

+ Giúp sinh viên vận dụng các kiến thức lý thuyết từ bài giảng vào số liệu thực

nghiệm. Sinh viên được làm quen với việc phân tích số liệu thực tế của các phương

pháp: địa chấn, địa điện, địa từ... trên một số phần mềm chuyên dụng hoặc phần mềm

tự lập trình;

+ Giúp sinh viên làm quen, biết cách sử dụng một số thiết bị địa vật lí: máy đo địa

chấn Strata Visor, máy đo từ MagMapper G858, máy đo điện trở đất...

+ Giúp sinh viên có cơ hội trải nghiệm thực tế và làm quen với công tác thực địa

một cách chân thực nhất.

- Về thái độ: Môn học kết hợp chặt chẽ giữa lí thuyết và thực hành. Sinh viên cần

nghiêm túc nghe giảng, tham gia đầy đủ các buổi học và thực hành, tiếp thu tất cả các

yêu cầu về kiến thức và kĩ năng để khi thực hành trên các thiết bị đo có thể đạt kết quả

tốt nhất.

- Phương pháp kiểm tra đánh giá:

Viết báo cáo thu hoạch môn học + Tham gia thực hành thực tế.

2. Tham dự đầy đủ các buổi học và thực tế: 20%;

217

3. Viết báo cáo và trình bày theo nhóm: 80%.

- Giáo trình bắt buộc:

Học liệu bắt buộc:

1. Giang Kiên Trung, Bài giảng Thực tập chuyên đề Vật lí Trái đất, lưu hành nội bộ,

2012.

2. John Milsom, Field Geophysics, Third Edition, University College London, 2003.

Học liệu tham khảo:

1. Nguyễn Đức Tân, Thực tập Địa Vật lí, NXB ĐH Quốc gia Hà Nội, 2011.

2. William Lowrie, Fundamentals of Geophysics, Second Edition, Cambridge

University Press, 2007.

3. Fundamentals of Geophysical Data Processing, Blackwell Scientific Publications,

1985.

4. Robert J.Lillie, Whole earth geophysics: an introductory textbook for Geologists

and Geophysicists, Prentice Hall, Inc., 1999.


Môn học giúp sinh viên hiểu các số liệu địa vật lí đã được thu thập như thế nào trên

thực tế (thực địa) và lí thuyết đã được học qua bài giảng được áp dụng như thế nào vào những

số liệu thu được. Nội dung chính của môn học là thực hiện các khảo sát nghiên cứu địa vật lí

nông: là sự kết hợp của các công nghệ Địa chấn phản xạ, Đo điện trở suất (VES, CST, hệ cực

Wenner và Schlumberger, …) và khảo sát Từ trường. Ngoài ra tùy theo điều kiện của từng

khóa học sinh viên sẽ được tham gia vào các buổi khảo sát thực tế cùng các đơn vị ngoài để

tìm hiểu các hệ thiết bị: Ra đa xuyên đất, máy đo trọng lực, máy đo điện đa cực...

10. Nội dung chi tiết môn học/chuyên đề:

Phần 1: Lí thuyết (4 tiết)

Chương 1: Giới thiệu (2 tiết)

1.1. Giới thiệu về thăm dò địa vật lí

1.1.1. Địa chất, Vật lí và Địa vật lí

1.1.2. Sơ lược về các kĩ thuật đo địa vật lí

1.2. Giới thiệu các phương pháp khảo sát

1.2.1. Phương pháp đo địa chấn

- Phương pháp địa chấn phản xạ;

- Phương pháp địa chấn khúc xạ.

1.2.2. Phương pháp đo từ trường

1.2.3. Phương pháp đo địa điện (đọc thêm)

218

1.2.4. Phương pháp đo trọng lực (đọc thêm)

1.2.5. Phương pháp đo ra đa xuyên đất - GPR (đọc thêm)

Chương 2: Thiết bị đo và Công tác thực địa (2 tiết)

2.1. Giới thiệu một số thiết bị đo

2.1.1. Máy đo địa chấn Stratar Visor NZXP

2.1.2. Máy đo từ trường Magnetometer G858

2.1.3. Máy đo điện trở đất K100, TD 2000 (tự đọc)

2.2. Công tác thực địa

2.2.1. Các bước chuẩn bị cho công tác địa vật lí

2.2.2. Lựa chọn và chuẩn bị các thiết bị địa vật lí

2.2.3. Thiết kế tuyến đo (đọc thêm)

Phần 2: Thực tập và Báo cáo (20 tiết dành cho thực tập và 06 tiết báo cáo)

Hướng dẫn làm báo cáo thực tập + Báo cáo (06 tiết)

Nội dung bài báo cáo thực tập sẽ có những yêu cầu cụ thể (được giao trong quá trình

làm thực tế);

Sinh viên sẽ được hướng dẫn thêm, tham khảo các báo cáo trước đó và báo cáo theo

nhóm để lấy điểm cuối cùng của môn học;

Bài 1: Thực tập với máy đo từ Magnetometer G858

- Khảo sát địa hình thực tế;

- Thiết kế tuyến đo;

- Tiến hành đo thực tế;

- Lấy số liệu và làm báo cáo thực tập;

Bài 2: Thực tập với máy đo địa chấn Strata Visor NZXP





Bài 3: Thực tập với máy đo điện K100, TD2000





Bài Kiến tập:

Nội dung bài học sẽ tùy vào tình hình thực tế hàng năm. Sinh viên có thể được tham

gia kiến tập đo khảo sát với một trong các hệ máy sau: máy đo ra đa xuyên đất, máy đo trọng

lực hoặc máy đo điện đa cực...

219

ĐỀ CƯƠNG MÔN HỌC: THỰC TẬP VẬT LÝ VÔ TUYẾN

1.Mã môn học/Chuyên đề: PHY3384

2.Số tín chỉ: 02

3. Môn học tiên quyết: Điện và điện tử, điều chế xung, điều chế số, xử lý tín hiệu số

4. Ngôn ngữ giảng dạy: Tiếng Việt + Tiếng Anh

5. Giảng viên: Lê Quang Thảo

- Chức danh, học hàm, học vị: ThS. NCV

- Đơn vị công tác:Bộ môn Vô tuyến – Khoa Vật lý, Trường Đại học Khoa học

Tự nhiên

6.Mục tiêu môn học/chuyên đề (kiến thức, kỹ năng, thái độ):

6.1 Kiến thức:

Dựa trên các bài thực tập để áp dụng lý thuyết về các kỹ thuật điều chế xung,

điều chế số, các kỹ thuật thu phát tín hiệu và các kỹ thuật điện tử trong công nghiệp

bằng thực nghiệm.

6.2. Kỹ năng và thái độ cá nhân, nghề nghiệp:

Thành thạo về các kỹ năng thực nghiệm, biết cách thiết kế các mạch điện tử để

đáp ứng các bài toán về thu phát tín hiệu, điều chế tín hiệu, và điều khiển các thiết bị

từ xa.

Nhận xét, đánh giá, vận hành và có khả năng tiếp nhận chuyển giao được các

hệ thống, thiết bị thuộc các lĩnh vực điện tử ứng dụng và điện tử công nghiệp.

7.Phương pháp kiểm tra đánh giá: Hỏi thi vấn đáp lý thuyết và thực nghiệm

8.Giáo trình bắt buộc (tác giả, tên giáo trình, nhà xuất bản, năm xuất bản):

Giáo trình “Thực tập vô tuyến chuyên đề”, Đỗ Trung Kiên, 2009, tài liệu lưu hành

nội bộ


Bài 1: Bộ điều khiển nhiệt độ và ánh sáng

Bài 2: Bộ thu radio AM-FM

Bài 3: Máy phát FM Stereo và PLL

Bài 4: Máy phát vô tuyến AM/SSB/FM điều khiển từ xa

Bài 5: Máy thu vô tuyến AM/SSB/FM điều khiển từ xa

Bài 6: Bộ điều chế xung

Bài 7: Bộ điều chế số

Bài 8: Bộ ghép kênh PCM 4

10.Nội dung chi tiết môn học/chuyên đề (trình bày các chương, mục, tiểu

mục…):

220

TT Nội dung

01 BỘ ĐIỀU KHIỂN NHIỆT ĐỘ VÀ ÁNH SÁNG

Các bài cảm biến ánh sáng: điện trở quang, diode quang, transistor quang

Các bộ cảm biến nhiệt độ: nhiệt kế NTC, nhiệt kế PTC và trở kháng nhiệt

Điều khiển tự động: tham khảo, nút cộng, bộ điều khiển, transducer và phản hồi

Điều khiển lặp mở

Điều khiển lặp đóng

Điều khiển PID

Điều khiển ánh sáng tự động

Điều khiển nhiệt độ tự động

02 BỘ THU RADIO AM-FM

Sự thực hiện của bộ thu radio AM biến đổi tần:

- Bộ chuyển đổi FRO

- Khuếch đại trung tần I.F

- Bộ dò đường bao bằng diode

- Tự động điều khiển độ lợi

Sự chuẩn của các tầng FRO và IF

Sự sắp xếp của bộ thu

Các phép đo độ lợi tần số và đáp ứng của bộ lọc kênh:

- Bộ trộn


- Tự động điều khiển tần số


- Bộ dò FM

Sự thực hiện của bộ giải mã stereo

Các mạch De-emphasis

Bộ khuếch đại Audio Stereo: Các phép đo công suất tần số và đáp ứng

03 MÁY PHÁT FM STEREO VÀ PLL

Sự thực hiện PLL

Cấu trúc của bộ đồng bộ hóa tần số

- Bộ dao động Quartz

- VCO

- Bộ so sánh pha

- Bộ lọc thông thấp

- Prescaler: Sự phân chia tần số có thể lập trình

- Bộ trộn sự biến đổi số

Bộ tạo âm trực tiếp, với Prescaler, với sự chuyển đổi tần số

Chức năng chuyển đổi và đáp ứng tạm thời

Khóa dải và bắt dải

Sự phân dải tần số của bộ tạo âm

Mạch chỉ thị khóa

Sự thực hiện của bộ phát âm FM

Sự thực hiện của bộ mã stereo:

- Bộ tạo âm Pilot

- Bộ ghép kênh stereo

221

04 BỘ THÍ NGHIỆM VỀ MÁY PHÁT VÔ TUYẾN AM/SSB/FM ĐIỀU KHIỂN

TỪ XA

Xử lý tần số thấp (lọc thông thấp, phối hợp mức, phát âm hiệu kiểm tra)

Các kỹ thuật điều chế cho truyền dẫn

-AM

-DSB (điều chế song biên có cân bằng)

-SSB (điều chế đơn biên (biên trên LSB và biên dưới USB có bộ lọc thạch

anh))

-FM (VCO có sử dụng diode biến dung)

. Mức logic (mã hóa cho điều khiển vô tuyến 4 kênh)

- Bộ tạo dao động nội

- Khuếch đại cao tần

- Truyền dẫn qua cáp hoặc vô tuyến (anten)

- Định kích cỡ và đo tất cả các tầng của toàn module

- Tìm lỗi

- Kiểm tra và đo lường toàn bộ hệ thống

05 BỘ THÍ NGHIỆM VỀ MÁY THU VÔ TUYẾN AM/SSB/FM ĐIỀU KHIỂN

TỪ XA

- Kỹ thuật giải điều chế cho AM, DSB, SSB, FM và truyền dẫn các trạng thái logic

- Truyền vô tuyến (anten)/cáp

- Chỉ thị cường độ từ trường của tín hiệu thu

- Chỉ báo mã nhận được từ điều khiển vô tuyến


- Bộ tạo lại sóng mang đã bị nén

- Thay đổi tần số cộng hưởng

- Trộn tín hiệu trung tần

- Lọc trung tần


- Tự động điều khiển hệ số khuếch đại (AGC)

- Khuếch đại đầu ra BF

- Chuẩn và đo tất cả các tầng của toàn module

06 BỘ ĐIỀU CHẾ XUNG

Lấy mẫu tín hiệu tương tự: Lý thuyết lấy mẫu, phổ tín hiệu được lấy mẫu

Sự cấu trúc lại tín hiệu tương tự bắt đầu từ các mẫu

Điều chế xung: PAM/PPM/PWM

Mã tín hiệu số: PCM/DELTA

Ghép kênh phân chia theo thời gian (TDM) của tín hiệu PAM và PCM

Hệ thống thông tin sử dụng PAM, PWM, tuyến tính và DELTA, PCM, PCM đa

kênh

Tối ưu mẫu điểm nhận được

Các hiệu ứng của sự truyền và nhiễu

Truyền âm

Mô phỏng tạo lỗi

07 BỘ ĐIỀU CHẾ SỐ

Sự tạo tín hiệu ASK/FSK/PSK/QPSK/QAM

PSK và QPSK tuyệt đối và vi phân

222

Mã dữ liệu: NRZ, Manchester, Dibit, Tribit

Giải điều chế ASK/FSK/PSK/QPSK/QAM

Sự điều chế đồng bộ và không đồng bộ

Khôi phục sóng mang: PLL và mạch lặp Costas

Kiểm tra sơ đồ constellation của PSK, QPSK và QAM

Đo tỉ số lỗi (BER)

Sự tạo các chế độ truyền dữ liệu

Truyền dữ liệu theo cổng RS-232

Hiệu suất của kênh truyền và nhiễu

08 BỘ GHÉP KÊNH PCM 4 KÊNH

Hệ thống truyền PCM/TDM 4 kênh

Cấu trúc khung PCM

Sự truyền 64 kb/s thông qua kênh thoại

Mã hóa AMI/HDB3/CMI

Các mạch truyền và nhận

Đặc tính của kênh truyền và nhiễu

Line equalization và ALBO circuit

Khôi phục xung đồng hồ

Chuyển mạch thời gian của kênh PCM

Hiệu ứng nhiễu và do tỉ lệ lỗi

Biểu đồ

Kết nối PCM đa kênh với sự truyền thoại và dữ liệu liên tục

Đo tỷ lệ lỗi với bộ kiểm tra dữ liệu bên ngoài

Kết nối với máy tính bằng RS-232

Liên kết giữa hai máy tính bằng 2 module MCM32/EV

223


Thực Tập Tin Học Vật lý


2. Số tín chỉ: 2.

3. Môn học tiên quyết: Toán cao cấp, Tin học cơ sở.

Biết lập trình ít nhất trong một ngôn ngữ lập trình

4. Ngôn ngữ giảng dạy: Tiếng Anh.


e) Nguyễn Quang Hưng, TS, Khoa Vật lý, ĐHKHTN, ĐHQGHN.

f) Nguyễn Hoàng Oanh, TS, Khoa Vật lý, ĐHKHTN, ĐHQGHN.

g) Nguyễn Cảnh Việt, ThS, Khoa Vật lý, ĐHKHTN, ĐHQGHN.


- Kiến thức:

+ Nắm được các khái niệm cơ bản của mạng máy tính.

+ Hiểu các cơ chế và chức năng cơ bản của mạng máy tính.

+ Hiểu hoạt động của hệ tính toán song song dựa trên mạng máy tính.

- Kĩ năng:

+ Lập một mạng máy tính nội bộ.

+ Xây dựng một số dịch vụ cơ bản trong mạng máy tính.

+ Viết một số script đơn giản để quản trị mạng.

+ Cài đặt và chạy một số phần mềm nguồn mở tính toán.

- Mục tiêu khác:

+ Hình thành kĩ năng làm việc nhóm, khả năng tự học để đáp ứng yêu cầu công

việc sau khi tốt nghiệp.


Điểm bài tập thực hành: 20 %




Các bài giảng và bài tập của giảng viên

Barkakati, Fedora Linux Secrets, John Wiley & Sons, 2005

224

Kirch & Dawson, Linux Network Administrator’s Guide, O’Reilly & Assoc.,

2000.


Thực tập Tin Vật lý là môn học cung cấp cho sinh viên những kiến thức cơ bản về

mạng máy tính với hệ điều hành Linux/Unix và hỗn hợp. Môn học này cung cấp cho

sinh viên các kĩ năng cần thiết để xây dựng và quản trị một mạng máy tính cục bộ,

trang bị cho sinh viên khả năng nhận xét, phán đoán và xử lý các tình huống có thể

xảy ra trong công việc quản trị một mạng máy tính Linux/Unix. Hơn nữa, môn học

cũng giúp sinh viên khai thác hiệu quả các phần mềm nguồn mở để xây dựng các ứng

dụng cho Vật lý và các ứng dụng hữu ích khác.


Topics 1: Setting Up Linux

An Overview of Linux

Linux Installation

X Window System Setup

Printer Setup

Sound Setup

Network Setup

Topics 2: Exploring Linux

Linux Basics

GNU Utilities

GUI Desktops

Linux Applications and Utilities

Text Processing

Basic System Administration

Topics 3: Internetworking Linux

Internet Connection Setup

Web Server

Mail Server

News Server and RSS Feeds

FTP Server

DNS and NIS

Samba and NFS

Topics 4: Managing Linux

Advanced System Administration

225

Software Installation and Update

System and Network Security

Topics 5: Programming Linux

Software Development in Linux

Shell and Perl Scripting

Tcl/Tk Scripting

Java Programming

Topics 6: Introduction to MPI for Parallel Computing (Optional)

Introduction to MPI and OpenMPI

Installing OpenMPI

Examples with OpenMPI

226


Thực tập tính toán trong Khoa học Vật liệu



3. Môn học tiên quyết: Vật lý chất rắn , Cơ học lượng tử


5. Giảng viên (họ và tên, chức danh, học vị, đơn vị công tác): Nguyễn Thùy

Trang, Thạc sĩ, Phòng thí nghiệm Tính toán trong Khoa học Vật liệu, Khoa Vật lý


- Kiến thức: nắm vững các phương pháp tính toán cấu trúc điện tử của hệ nhiều

nguyên tử dựa trên lý thuyết phiếm hàm mật độ.

- Kỹ năng: biết cách sử dụng chương trình Dmol3 để xây dựng mô hình và thiết

lập các tính toán cấu trúc điện tử của phân tử và tinh thể chất rắn.

- Thái độ: sự say mê nghiên cứu tính chất của vật liệu thông qua các phương pháp

tính toán cấu trúc điện tử.

7. Phương pháp kiểm tra đánh giá: Vấn đáp

8. Giáo trình bắt buộc (tác giả, tên giáo trình, nhà xuất bản, năm xuất bản): Công

ty phần mềm Accelrys, Hướng dẫn sử dụng của chương trình tính toán lượng tử

Dmol3, 2009.


Thực hành khởi tạo một project và xây dựng mô hình phân tử, mô hình tinh

thể, bề mặt trong Dmol3. Sử dụng các phương pháp dựa trên lý thuyết phiếm hàm mật

độ tính toán cấu trúc điện tử, tối ưu hóa cấu hình của một số mô hình tiêu biểu. Dựa

trên cấu trúc điện tử tính được, nghiên cứu một vài tính chất hóa học và vật lý của vật

liệu.


Bài 1: Giới thiệu về phương pháp lý thuyết phiếm hàm mật độ DFT

1. Giới thiệu về các phương pháp tính toán cấu trúc điện tử

2. Các phương pháp gần đúng 1 điện tử

227

3. Giới thiệu về lý thuyết DFT

4. Giới thiệu một số chương trình tính toán cấu trúc điện tử trên nền tảng lý thuyết

DFT

4.1. Dmol3

4.2. CASTEP

4.3. Wien2k

4.4. Gaussian

Bài 2: Làm quen với Material Studio

1. Làm quen với dao diện của Material Studio

2. Các quản lý project

3. Xây dựng một mô hình phân tử hoặc tinh thể với Material Studio

4. Các thiết lập một job tính toán

5. Các phân tích kết quả

Bài 3: Tính toán cấu trúc vùng năng lượng và mật độ trạng thái (1)

1. Mục tiêu

2. Cơ sở lý thuyết

3. Thao tác thực hành

4. Phân tích kết quả và nhận xét

Bài 4: Tính toán cấu trúc vùng năng lượng và mật độ trạng thái (2)

1. Mục tiêu




Bài 5: Dự đoán hằng số mạng của chất rắn tinh thể

1. Mục tiêu




228

Bài 6: Tính toán hệ số đàn hồi của chất rắn (1)

1. Mục tiêu




Bài 7: Tính toán hệ số đàn hồi của chất rắn (2)

1. Mục tiêu




Bài 8: Tối ưu hóa cấu hình phân tử hữu cơ (1)

1. Mục tiêu




Bài 9: Tối ưu hóa cấu hình phân tử hữu cơ (2)

1. Mục tiêu




Bài 10: Tìm trạng thái chuyển tiếp (1)

1. Mục tiêu




Bài 11: Tìm trạng thái chuyển tiếp (2)

1. Mục tiêu

229




Bài 12: Tính toán năng lượng tự do của phản ứng hóa học (1)

1. Mục tiêu




Bài 13: Tính toán năng lượng tự do của phản ứng hóa học (2)

1. Mục tiêu




Bài 14: Nghiên cứu sự hấp phụ trên bề mặt chất rắn (1)

1. Mục tiêu




Bài 15: Nghiên cứu sự hấp phụ trên bề mặt chất rắn (2)

1. Mục tiêu




230


THỰC TẬP VẬT LÝ NĂNG LƯỢNG CAO VÀ VŨ TRỤ HỌC



3. Môn học tiên quyết: Vũ trụ học, Lý thuyết hạt cơ bản



PGS.TS. Nguyễn Anh Kỳ - Khoa Vật lý - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên -

ĐHQG Hà Nội


6.1. Kiến thức:



6.2. Kỹ năng:



6.3. Thái độ:





- Kiểm diện.


tập…).







231





Tổng 10đ












Tổng: 10đ




d) Thi cuối kỳ:

- Trọng số: 60%




Các sinh viên được thực hành những kiến thức lý thuyết.

232


LÝ THUYẾT TRUYỀN DẪN SỐ





5. Giảng viên: TS. Đặng Thị Thanh Thủy, Bộ môn Vật lí Vô tuyến


- Kiến thức: Trình bày các kiến thức cơ bản về hệ thống tín hiệu, các cách

biểu diễn trong miền thời gian, tần số, Fourier của tín hiệu. Phần điều chế

tương tự trình bày về các kĩ thuật AM, FM, PM. Phần chuyển giao giữa truyền

thông số và truyền thông tương tự là kĩ thuật điều chế xung. Phần điều chế số

trình bày về các phương pháp ASK, FSK, PSK… Ngoài ra, nội dung môn học

còn trình bày về các loại nhiễu và cách nâng cao tỉ số tín hiệu / tạp trong cả hai

kiểu truyền dẫn: truyền thông số và tương tự


học trên giảng đường. Nội dung thực tập thực hiện bằng phương pháp mô

phỏng. Vì thế sinh viên cũng được trang bị thêm những kĩ năng về lập trình và

mô phỏng dùng ngôn ngữ Matlab. Đây cũng là một mục tiêu quan trọng trong

môn học này.

- Thái độ: Đây là môn học kết hợp chặt chẽ giữa lí thuyết và thực hành mô

phỏng. Vì thế yêu cầu thái độ nghiêm túc và tiếp thu tất cả các yêu cầu về kiến

thức và kĩ năng để có thể hoàn thành tốt môn học.





việc tham dự và xử lí các kết quả mô phỏng của các bài thực hành.

233


hành



Bắt buộc: Simon Haykin, “Introduction to Analog and Digital

Communications”, JOHN WILEY & SONS, INC, 2007


Trình bày các kiến thức cơ bản về hệ thống tín hiệu, các cách biểu diễn trong

miền thời gian, tần số, Fourier của tín hiệu. Phần điều chế tương tự trình bày về

các kĩ thuật AM, FM, PM. Phần chuyển giao giữa truyền thông số và truyền

thông tương tự là kĩ thuật điều chế xung. Phần điều chế số trình bày về các

phương pháp ASK, FSK, PSK… Ngoài ra, nội dung môn học còn trình bày về

các loại nhiễu và cách nâng cao tỉ số tín hiệu / tạp trong cả hai kiểu truyền dẫn:

truyền thông số và tương tự


Chương 1 Giới thiệu về lý thuyết truyền dẫn tín hiệu (Tuần 1)

Chương 2 Kĩ thuật Fourier cho tín hiệu và hệ thống thông tin (Tuần 2)

(*) Seminar: Xây dựng một số mô phỏng Matlab về kĩ thuật Fourier

Chương 3 Điều chế biên độ AM (Tuần 3)

(*) Thực hành: Khảo sát quá trình điều chế biên độ

Chương 4 Điều chế góc FM, PM (Tuần 4,5)

(*) Thực hành: Khảo sát quá trình điều chế FM

Chương 5 Điều chế xung, sự biến đổi từ truyền dẫn tương tự sang truyền dẫn số

(Tuần 6,7)

(*) Thực hành: Khảo sát quá trình điều chế biên độ xung PAM


Chương 6 Truyền dẫn dữ liệu băng tần cơ sở (Tuần 9)

(*) Seminar: Các kĩ thuật truyền dẫn dữ liệu

Chương 7 Các kĩ thuật điều chế số (Tuần

10,11)

(*) Thực hành: Khảo sát khóa dịch biên ASK

Chương 8 Tín hiệu ngẫu nhiên và nhiễu (Tuần 12)

Chương 9,10 ,11 Nhiễu trong các hệ thống truyền dẫn tương tự và số (Tuần

13,14)

234

(*) Seminar: Các kĩ thuật nâng tỉ số tín hiệu/tạp

Ôn tập (Tuần 15)

(*) Phần tăng cường và nâng cao cho hệ CNKHTN

235


Vi điều khiển – Microcontrollers



22. Số tín chỉ: 03 (01 lý thuyết, 02 thực hành)

23. Môn học tiên quyết: PHY1090, PHY1183



ThS. Trần Vĩnh Thắng

Khoa Vật lý – Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - ĐHQG

26. Mục tiêu môn học/chuyên đề (kiến thức, kỹ năng, thái độ): Thông qua việc

cung cấp các kiến thức cơ bản về hệ thống điện tử và vi điều khiển bao gồm phần

cứng, phần mềm, phương pháp nghiên cứu, sinh viên có thể nắm được những kỹ

năng về ứng dụng của kỹ thuật điện tử hiện đại trong thực tế và có khả năng thiết

kế những thiết bị điện tử phục vụ cuộc sống và nghiên cứu khoa học.


Làm dự án nhỏ thiết kê ứng dụng vi điều khiển, báo cáo trình bày, cho điểm.


- Steven F. Barrett, Daniel J. Pack, Atmel AVR Microcontroller Primer:

Programming and Interfacing., Morgan&Claypool Publishers, 2008.

- Kirk Zurell, C programming for Embedded Systems, R&D Books, 2000.

- Steven F. Barrett, Daniel J. Pack, Mircocontrollers Fundamentals for Engineers

and Scientists, 2006.

- Lucio Di Jasio, Tim Wilmshurst, Dogan Ibrahim, PIC Microcontrollers: Know It

All, Newnes, 2007.

- Jack Ganssle, Tammy Noergaard, Fred Eady, Embedded Hardware: Know It All,

Newnes 2007.

236

- Jean J. Labrosse, Jack Ganssle, Robert Oshana, Colin Walls, Keith E. Curtis,

Jason Andrews, David J. Katz, Rick Gentile, Kamal Hyder, Bob Perrin, Embedded

Software: Know It All, Newnes 2007.


Khái niệm về hệ thống nhúng, cấu trúc phần cứng RISC, các giao tiếp ngoại vi

PORT, UART, SPI, I2C, Timer/Counter, PWM, ADC, DAC, ngôn ngữ lập trình C,

thuật toán, các trình biên dịch, downloader và cách thức triển khai ứng dụng với

các hệ điện tử nhúng. Phần thực hành là những bài tập trên hệ thống thực bao gồm

mạch phát triển và môi trường phát triển phần mềm trên máy tính.


Tiếng Việt

Chương 1: Giới thiệu về kiến trúc vi điều khiển

1.1 Lịch sử vi điều khiển

1.2 Các kiến trúc cơ bản

1.3 Tập lệnh

Chương 2: Ngôn ngữ lập trình C

2.1 C cơ bản

2.2 Trình biên dịch và môi trường phát triển

Chương 3: Hệ thời gian

3.1 Lý thuyết cơ bản

3.2 Hệ định thời

3.3 Các ứng dụng

Thực hành

Chương 4: Trao đổi dữ liệu

4.1 Các cổng vào ra

4.2 UART

4.3 SPI, I2C

237

4.4 Ngắt

Thực hành

Chương 5: ADC và DAC

5.1 Lý thuyết cơ bản

5.2 Bộ chuyển đổi tương tự - số

5.3 Bộ chuyển đổi số - tương tự

Thực hành

238


Điện tử ứng dụng trong đo đạc – Electronic Aids to Measurement



32. Số tín chỉ: 03 (2LT, 1TH) ......................................................................................

33. Môn học tiên quyết: PHY1090, PHY1183 ............................................................

34. Ngôn ngữ giảng dạy: Tiếng Anh ............................................................................


ThS Trần Vĩnh Thắng

Đơn vị: Khoa Vật lý – Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – ĐHQG HN ................


Trang bị những kiến thức về các mạch điện tử, các kỹ năng thực hành về thiết kế

và đo đạc tín hiệu được ứng dụng trong các thiết bị đo lường cho sinh viên, qua đó

sinh viên có thể hiểu và có khả năng giải các bài toán thực tế trong đo lường các

đại lượng vật lý.


Đánh giá thông qua bài tập thực tế với nội dung gồm thiết kế mạch, đo đạc và kiểm

tra vấn đáp ....................................................................................................................


- Horowitz and Hill, The Art of Electronics, Cambridge, 2nd Ed, 1989.

- C. Sprott, Introduction to Modern Electronics, Wiley, 1981

- R.E.Simpson, Allyn and Bacon, Introductory Electronics for Scientists and

Engineers, 2nd Ed, Benjamin Cummings, 1987.

39. Tóm tắt nội dung môn học (mỗi môn học tóm tắt khoảng 120 từ): ......................

Nội dung môn học bao gồm các kiến thức về tín hiệu, đường truyền, các mạch

tương tự dùng khuếch đại thuật toán, khuếch đại đảo, không đảo, khuếch đại vi sai,

bộ tích phân, mạch dao động, bộ phát hiện pha, vòng bám pha PLL, ADC, DAC và

các bộ thu thập số liệu đo lường ...................................................................................

239


Tiếng Việt

Chương 1: Tín hiệu và hệ thống

1.1 Tín hiệu và nhiễu

1.2 Giới thiệu về hệ thống đo lường

1.3 Các thiết bị đo cơ bản

Thực hành

Chương 2: Các mạch điện cơ bản

2.1 Khuếch đại thuật toán

2.2 Khuếch đại dụng cụ

2.3 Mạch tích phân, vi phân và nhân

Thực hành

Chương 3: Các mạch điện nâng cao

3.1 Mạch dao động

3.2 Phát hiện pha

3.3 Vòng bám pha

3.4 Chuyển đổi tương tự, số

Thực hành

Chương 4: Bộ thu thập dữ liệu

4.1 Giới thiệu về hệ thống thu thập dữ liệu

4.2 Phần cứng DAQ

4.3 Phần mềm DAQ

Thực hành

240


MỞ ĐẦU THUYẾT TƯƠNG ĐỐI RỘNG



42. Số tín chỉ: 3(cho QT Vật lý)

43. Môn học tiên quyết: Toán cao cấp, thuyết tương đối hẹp.

44. Ngôn ngữ giảng dạy: Tiếng Việt ...........................................................................


1. TS. Phạm Thúc Tuyền. Đơn vị công tác: Trường ĐHKH Tự nhiên

2. GS. TS. Nguyễn Văn Thỏa. Đơn vị công tác: Trường ĐHKH Tự nhiên.

3. TS. Hoàng Đình Triển. Đơn vị công tác: Trường ĐHKH Tự nhiên


-Nắm được các kiến thức cơ bản về thuyết tương đối tổng quát

- Có kỹ năng tính toán và ứng dụng trong vật lý học hiện đại.

47. Phương pháp kiểm tra đánh giá: Thi viết.






- L. Landau, E. Lifshits, The classical theory of fields, 1962

- Nguyễn Văn Thỏa, Điện động lực học tương đối tính, NXB Giáo dục, 1980.


- Giải tích ten xơ tổng quát.

- Phép biến đổi Lorentz tổng quát.

241

- Thuyết tương đối tổng quát Einstein: Nguyên lý tương đương; Không gian

Riemann; Phương trình trường hấp dẫn Einstein; Giả ten-xơ năng xung lượng

trường hấp dẫn

- Các ứng dụng của thuyết tương đối tổng quát : Lời giải Schwarzchild; Bức xạ

hấp dẫn, sóng hấp dẫn; Tương tác giữa trường hấp dẫn và trường vật lý khác ;

Lượng tử hóa trường hấp dẫn ; Suy sập hấp dẫn, hố đen.

50. Chương trình chi tiết :

Chương 1 : Cơ sở của thuyết tương đối tổng quát của Einstein

1.1. Giải tích ten xơ tổng quát.

1.2. Phép biến đổi Lorentz tổng quát.

1.3 Nguyên lý tương đương .

1.4.Không gian Riemann .

1.5.Phương trình trường hấp dẫn Einstein .

1.6. Giả ten-xơ năng xung lượng trường hấp dẫn.

Chương 2 : Các ứng dụng của thuyết tương đối tổng quát .

2.1. Lời giải Schwarzchild .

2.2. Bức xạ hấp dẫn, sóng hấp dẫn .

2.3. Tương tác giữa trường hấp dẫn và trường vật lý khác .

2.4. Lượng tử hóa trường hấp dẫn .

2.5. Suy sập hấp dẫn, hố đen.

242


MỞ ĐẦU VẬT LÝ HẠT VÀ VẬT LÝ NĂNG LƯỢNG CAO




3. Môn học tiên quyết: Cơ học lượng tử, Lý thuyết tương đối hẹp và Vật lý Hạt

nhân Nguyên tử


5. Giảng viên (họ và tên, chức danh, học vị, đơn vị công tác): Nguyễn Mậu

Chung, Tiến sỹ, Bộ môn Vật lý Hạt nhân, khoa Vật lý


Mục tiêu về kiến thức: Giúp sinh viên nắm được các khái niệm cơ bản của Vật

lý Hạt cơ bản và Vật lý năng lượng cao, hiểu được cấu trúc vật chất ở mức độ

giới hạn hiểu biết hiện nay gồm các quarks và lepton. Sinh viên cần hiểu được

các định luật của Vật lý hạt cơ bản và Vật lý Năng lượng cao, biết cách ứng

dụng chúng để giải các bài tập và làm các bài thực tập tương ứng trong phòng

thí nghiệm. Cung cấp cho sinh viên kiến thức cơ sở để sinh viên có thể giải

quyết những vấn đề thực tế trong hoạt động chuyên môn sau này.

Mục tiêu về kĩ năng: Biết vận dụng các kiến thức lý thuyết thu nhận từ môn học

để giải thích các hiện tượng thường gặp trong cuộc sống, trong kỹ thuật. Giải

được các bài tập theo nội dung từng chương của chương trình.

Các mục tiêu khác (thái độ học tập…): Yêu cầu sinh viên nghiêm túc, chăm chỉ

và sáng tạo trong học tập.


- Thi giữa kỳ : 30 %

- Thi cuối kỳ : 70 %


[1] David J. Griffiths, Introduction to Elementary Particles, Wiley, 2008

[2] Donald H. Perkins, Introduction to High Energy Physics , Addison-

Wesley, 2003


Vật lý hạt cơ bản và Vật lý Năng lượng cao là lĩnh vực nghiên cứu mang tính thời sự

của Vật lý hiện đại, là giao điểm của Vật lý lượng tử và Lý thuyết tương đối. Trước

hết, môn học trình bày mười hai hạt cơ bản cấu tạo nên vật chất : các quark và các

lepton (tương đương bảng tuần hoàn Mendeleep ở kích thước nhỏ nhất của vật chất đã

243

được con người khảo sát). Phần tiếp theo được giành cho các tương tác chính trong

thế giới vi mô (tương tác điện từ; tương tác yếu; tương tác mạnh) và các lý thuyết

tương ứng (Điện động lực học lượng tử QED; Sắc động lực học lượng tử QCD).

Những kiến thức cơ bản liên quan đến phương pháp phát hiện hạt cơ bản; kỹ thuật

máy gia tốc hạt năng lượng cao; thu nhận số liệu tự động cũng như phân tich số liệu

để rút ra kết luận Vật lý được trình bày trong chương cuối.

Nội dung chi tiết môn học/chuyên đề (trình bày các chương, mục, tiểu mục…):

Chương 1: Mô hình chuẩn (3 giờ lý thuyết; 1 giờ bài tập)

1.1 Vật chất : quark và lepton.

1.2 Tương tác và boson truyền tương tác.

1.3 Khối lượng và Higg.

1.4 Siêu đối xứng.

1.5 Bài tập: Bài tập mô hình chuẩn.

Chương 2: Động học hạt cơ bản (4 giờ lý thuyết; 2 giờ bài tập)

2.1 Bốn loại tương tác.

2.2 Điện động lực học lượng tử (QED).

2.3 Sắc động lực học lượng tử (QCD).

2.4 Tương tác yếu.

2.5 Phân rã và bảo toàn.

2.6 Thống nhất tương tác.

2.7 Bài tập: Bài tập động học hạt cơ bản.

Chương 3: Meson và Baryon (3 giờ lý thuyết; 2 giờ bài tập)

3.1 Trạng thái quarkonium.

3.2 Decuplet và octet baryon.

3.3 Vector và giả vô hướng meson nhẹ.

3.4 Moment từ của baryon

3.5 Meson của quark nặng.

3.6 Bài tập: Bài tập meson và baryon.

Chương 4: Đối xứng và định luật bảo toàn (4 giờ lý thuyết; 2 giờ bài tập)

244

4.1. Đối xứng, lý thuyết nhóm.

4.2. Đối xứng chẵn lẻ P.

4.3. Liên hợp điện tích C.

4.4. Vi phạm đối xứng CP.

4.5. Nghịch đảo thời gian và định lý CPT.

4.6 Bài tập: Bài tập đối xứng và đinh luật bảo toàn.

Chương 5 : Tán xạ quark lepton và QED (4 giờ lý thuyết; 2 giờ bài tập)

5.1 Phương trình Dirac.

5.2 Quy tắc Feynman cho QED.

5.3 Tương tác electron quark.

5.4 Hủy cặp electron-positron thành hadron

5.5 Tán xạ đàn tính lepton nucleon

5.6 Tán xạ phi đàn tính sâu.

5.7 Phân bố quark trong nucleon.

5.8 Bài tập: Bài tập tán xạ quark lepton và QED.

Chương 6: Tương tác quark và QCD (4 giờ lý thuyết; 2 giờ bài tập)

6.1 Quy tắc Feynmann cho QCD.

6.2 Tương tác quark-quark.

6.3 Hủy cặp trong QCD.

6.4 Gluon jet trong hủy cặp electron-positron.

6.5 Tiệm cận tự do.

6.6 Bài tập: Bài tập tương tác quark và QCD.

Chương 7: T ương tác yếu (4 giờ lý thuyết; 2 giờ bài tập)

7.1 Tương tác yếu lepton dòng tích điện.

7.2 Phân rã : muon, neutron và pion

7.3 Tương tác yếu quark dòng tích điện, ma trận CKM.

7.4 Tương tác yếu dòng trung hòa.

7.5 Thống nhất tương tác điện từ yếu.

7.6 Bài tập: Bài tập tương tác yếu.

245

Chương 8: Phương pháp thực nghiệm (4 giờ lý thuyết; 2 giờ bài tập)

8.1 Detector : MWPC, Cherenkov, calorimeter.

8.2 Máy gia tốc : Synchrotron, collider, LHC.

8.3 Thu nhận số liệu online.

8.4 Phân tích : offline.

8.5 Bài tập: Bài tập đối xứng và đinh luật bảo toàn.

Chương 9: Vật lý ngoài mô hình chuẩn (tự học)

9.1 Lý thuyết thống nhất vĩ đại GUT

9.2 Năng lượng thống nhất và góc trộn

9.4 Phân rã proton

9.4 Neutrino : Majorana hay Dirac

246


Các phương pháp trường thế áp dụng trong Địa Vật lý

Chuyên đề Vật lý Địa cầu



3. Môn học tiên quyết: Giải tích 1, Giải tích 2, Toán cho vật lý, Cơ học, Điện và

từ học



Đỗ Đức Thanh, PGS.TS., Khoa Vật lý, Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học QGHN ....


- Về Kiến thức: Môn học có mục tiêu trang bị cho sinh viên các kiến thức cơ bản

về trường địa từ, trường trọng lực của Quả đất và việc áp dụng chúng trong nghiên

cứu cấu trúc địa chất, trong tìm kiếm và thăm dò khoáng sản

- Về kỹ năng: Môn học trang bị cho sinh viên các kỹ năng cơ bản trong việc giải

các bài toán thuận và ngược từ và trọng lực, các kỹ năng phân tích, xử lý tài liệu từ và

trọng lực

Để đạt được các mục tiêu này đòi hỏi người học phải hết sức nghiêm túc, chăm

chỉ trong việc học tập


7.1. Kiểm tra đánh giá thường xuyên. Bao gồm

- Kiểm tra việc chuẩn bị bài được yêu cầu đọc trước của sinh viên trước khi lên

lớp

- Kiểm tra việc chuẩn bị bài tập được yêu cầu đối với từng chương

- Điểm đánh giá: 20%

7.2. Kiểm tra đánh giá giữa kỳ. Yêu cầu:

- Học sinh phải hiểu sâu về lý thuyết của các nội dung đã học.

- Vận dụng được những cơ sở lý thuyết đó để giải bài tập hoặc giải thích được

các hiện tượng vật lý

247

- Hình thức kiểm tra đánh giá: Làm bài tự luận 1 giờ


7.3. Kiểm tra đánh giá cuối kỳ. Yêu cầu:

- Học sinh phải hiểu sâu về lý thuyết của tất cả các nội dung đã được học và tự

học.

- Vận dụng được những cơ sở lý thuyết đó để giải bài tập hoặc giải thích được

các hiện tượng vật lý

- Hình thức kiểm tra đánh giá: làm bài tự luận 120 phút



- Tôn Tích Ái. Trọng lực và thăm dò trọng lực, NXB ĐHQGHN, 2003

- Tôn Tích Ái. Địa từ và thăm dò từ, NXB ĐHQGHN, 2005

- Đỗ Đức Thanh. Các phương pháp phân tích, xử lý tài liệu từ và trọng lực,

NXB ĐHQGHN, 2006.

- Richard J.Brackeyly. Potential theory in gravity and magnetic application.

Cambridge University Press 1992

- Ronald T.Merrill. The magnetic field of the Earth, Academic press,1996


Môn học bao gồm các kiến thức cơ bản về:

- Lý thuyết trường hấp dẫn, Trường trọng lực và các biến thiên trường trọng lực

của trái đất. Các loại hiệu chỉnh trọng lực.Các phương pháp giải bài toán thuận và

ngược trong thăm dò trọng lực.Các kiến thức cơ bản về các phép biến đổi trường

trọng lực.

- Các yếu tố của trường từ quả đất. Các phương pháp nghiên cứu trường địa từ và

trường từ chính của quả đất. Khai triển thế từ của quả đất và việc phân chia trường từ

theo các nguồn gốc trong và ngoài. Các phương pháp giải bài toán thuận và nghịch

trong thăm dò từ. Các phương pháp phân chia trường từ. Các phương pháp biến đổi

qua lại giữa các thành phần của trường từ.

10.Nội dung chi tiết môn học/chuyên đề:

248

CHƯƠNG 1

TRƯỜNG ĐỊA TỪ VÀ SỰ BIẾN THIÊN CỦA TRƯỜNG ĐỊA TỪ

10 tiết (5-3-2)

1.1. Những định luật cơ bản của trường từ dừng.

1.2. Thế từ của vật thể bị từ hóa

1.3. Thế từ của quả cầu, của hình trụ bị từ hóa đồng nhất

1.4. Các yếu tố trường từ của quả đất

1.5. Biểu diễn trường từ của quả đất dưới dạng trường từ của quả cầu bị từ hóa đồng

nhất

1.6. Khai triển thế từ của quả đất thành chuỗi, lý thuyết Gauss.

1.7. Ý nghĩa vật lý của các số hạng trong khai triển Gauss

1.8. Trường lục địa, sự trôi dạt về hướng tây và sự thay đổi trường lưỡng cực.*

1.9. Quan hệ giữa trường từ của quả đất và sự hoạt động của mặt trời.*

1.10. Biến thiên ngày đêm và các nhiễu loạn từ.*

CHƯƠNG 2

TRƯỜNG TRỌNG LỰC CỦA QUẢ ĐẤT VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH

HIỆU CHỈNH TRỌNG LỰC

10 tiết (5-3-2)

1.1. Lực hấp dẫn và trọng lực.

1.2. Thế của lực hấp dẫn và trọng lực.

1.3. Kết quả khai triển thế trọng lực thành chuỗi. Geoid

1.4. Các công thức tính trọng lực bình thường

1.5. Giá trị bình thường của các đạo hàm bậc hai của thế trọng lực.

1.6. Dị thường trọng lực

1.7. Hiệu chỉnh độ cao.

1.8. Hiệu chỉnh lớp giữa, hiệu chỉnh Bouguer

1.9. Hiệu chỉnh địa hình

1.10. Khái niệm về lý thuyết đẳng áp và dị thường đẳng áp*.

CHƯƠNG 3

CÁC PHƯƠNG PHÁP BIẾN ĐỔI TRƯỜNG

10 tiết (5-3-2)

3.1. Những nguyên lý chung về phép biến đổi trường

3.2. Phương pháp trung bình hóa

3.3. Biến đổi trường trong miền không gian, tiếp tục giải tích trường

3.4. Phương pháp nâng trường lên nửa không gian trên

3.5. Phương pháp hạ trường xuốn nửa không gian dưới.

3.6. Tính các đạo hàm bậc cao.

249

3.7. Phương pháp biến đổi trường trong miền tần số.

3.8. Tính chuyển lẫn nhau giữa các thành phần của trường từ.

3.9. Phương pháp tính chuyển trường về cực*.

3.10. Phương pháp tính chuyển trường về xích đạo*

CHƯƠNG 4

THĂM DÒ TỪ VÀ THĂM DÒ TRỌNG LỰC

15 tiết (10-5-0)

4.1. Các phương pháp đo và biểu diễn trường từ.

4.2. Dị thường từ

4.3. Các bài toán thuận trong thăm dò từ.

4.4. Phương pháp giải các bài toán ngược trong thăm dò từ.

4.5. Ứng dụng của phương pháp thăm dò từ.

4.6. Mật độ của các loại đất đá.

4.7. Phân tích dị thường trọng lực đối với các vật thể có dạng hình học đơn giản.

4.8. Phân tích các dị thường trọng lực đối với các vật thể có dạng hình học bất kỳ.

4.9. Nghiên cứu hình dạng quả đất *

4.10. Phương pháp trọng lực trong nghiên cứu vỏ quả đất *.

(*) Những mục có nội dung nâng cao hơn so với chương trình đào tạo đạt chuẩn

Quốc tế

250


Mở đầu lý thuyết lượng tử từ học

(Introduction to the quantum theory of magnetism)

(Dùng cho chương trình Quốc tế và CNKHTN Vật lý)



3. Môn học tiên quyết: Toán giải tích, cơ học lượng tử

4. Ngôn ngữ giảng dạy: Tiếng Anh, Tiếng Việt


GS.TS. Bạch Thành Công, Khoa Vật lý, trường ĐHKHTN


-Về kiến thức: nắm được cơ sở của lý thuyết lượng tử cho các hiện tượng từ phổ biến:

nghịch từ, thuận từ, sắt từ. Biết vận dung các mẫu vi mô Heisenberg, Stoner, Hubbard,

Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida (RKKY) ....để mô tả tính chất từ của vật liệu khác

nhau. Biết cách mô tả hệ từ tính ở nhiệt độ thấp dựa trên quan điểm sóng spin, chuẩn

hạt magnon.

- Kỹ năng: Biết vận dụng các kiến thức lý thuyết để giải thích các hiện tượng từ và

tính chất của các vật liệu từ tính trong gần đúng trường phân tử ( trường trung bình).

Sử dụng các kiến thức lý thuyết từ học trong khi học tập các chuyên đề khác như Vật

liệu nano từ, spin tử.

-Thái độ: Đây là môn học vận dụng các kiến thức về vật lý lượng tử, thông kê lượng

tử đòi hỏi người học có thái độ nghiêm túc. Người học cần biết cách tự tham khảo tài

liệu tự trau dồi phương pháp phân tích và tổng hợp dựa trên lý thuyết được trang bị để

giải thích các hiện tượng từ


- Kiểm tra bài tập thường xuyên

- Kiểm tra giữa kỳ

- Kiểm tra cuối kỳ


251

1. Stephen Blundell, Magnetism in Condensed Matter, Oxford University

Press Inc., NewYork 2001. ISBN 0 19 850592 (Hbk)

2. B. Barbara, D. Gignoux, C. Vettier, Lectures on Modern Magnetism,

Science Press Beijing and Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1988.

ISBN 7-03-000757-3/O.198

3. K. H. J. Buschow and F. R. de Boer, Physics of Magnetism and

magnetic Materials, Kluwer Academic Publishers 2004, ISBN 0-306-

47421-2

4. Assa Auerbach, Interacting Electrons and Quantum Magnetism,

Springer-Verlag New York, Inc.1994, ISBN 0-387-94286-6 (New

York).


Nghịch từ, thuận từ, sắt từ; Mômen cơ học và mômen từ của nguyên

tử, tương tác trao đổi, mẫu Heisenberg cho các spin tương tác trong chất rắn,

trường phân tử Weiss, mô hình Heisenberg cho các spin tương tác trong chất

rắn; từ học các điện tử linh động, lý thuyết Stoner, mẫu Hubbard; Sóng spin

magnon, định luật T3/2 Bloch ; Trao đổi gián tiếp, lý thuyết RKKY; Cấu trúc

đômen và vách đômen.

Diamagnetism, paramagnetism, ferromagnetism; Mechanical and magnetic

moment of atoms, exchange interaction, Heisenberg model of interacting

localized spins in solids, Weiss’ molecular fields; Itinerant electron

magnetism, Stoner theory, Hubbard model; Spin waves, magnon, the Bloch

law of T3/2 ; Indirect exchange, RKKY model; Domain structure and domain

walls.


Mở đầu lý thuyết lượng tử từ học

Chương 1. Mở đầu

1.1.Vật liệu từ và các đặc trưng từ

1.2. Mômen cơ học và từ của nguyên tử

1.3. Lý thuyết nghịch từ

1.4. Lý thuyết thuận từ Langevin

252

Chương 2: Trường phân tử trong lý thuyết sắt từ

2.1. Tương tác trao đổi giữa các điện tử

2.2. Mẫu Heisenberg cho các spin tương tác trong chất rắn

2.3. Trường phân tử Weiss, định luật Curie-Weiss cho độ cảm từ

Chương 3: Từ học hệ các điện tử linh động

3.1. Từ học kim loại chuyển tiếp 3d

3.2. Mẫu Stoner, Tiêu chuẩn Stoner cho sắt từ

3.3. Sắt từ linh động yếu

3.4. Mẫu Hubbard *)

Chương 4: Kích thích từ

4.1. Kích thích tập thể- sóng spin theo quan điểm cổ điển

4.2. Sóng spin trong tinh thể sắt từ. Hamiltonian Heisenberg, biến đổi Holstein-

Primakoff

4.3. Định luật T3/2 Bloch và nhiệt dung magnon ở nhiệt độ thấp

4.4. Định luật Mermin-Wagner-Berezinskii*)

4.5. Magnon trong phản sắt từ hai phân mạng *)

Chương 5: Mẫu các spin điện tử linh động tương tác với spin định xứ

5.1. Kim loại đất hiếm và từ học lớp vỏ điện tử 4f

5.2. Tương tác trao đổi gián tiếp giữa các spin định xứ qua các điện tử dẫn: mẫu

Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida (RKKY)

5.3. Siêu trao đổi trong các tinh thể ion

5.4. Trao đổi kép, Hamiltonian trao đổi kép trong giới hạn tương tác Hund mạnh *)

Chương 6: Đômen và vách đômen

6.1. Cấu trúc đômen, vách đômen

253

6.2. Dị hướng từ, độ dày vách đômen

6.3. Hạt đơn đômen*)

6.4. Siêu thuận từ *)

6.5. Quá trình từ hoá

Chú ý: Dấu *) là những phần dành riêng cho CNKHTN

Introduction to the quantum theory of magnetism

Chapter 1: Introduction

1.1. Magnetic materials and characteristics

1.2. Mechanical and magnetic moments of atoms

1.3. Theory of diamagnetism

1.4. Langevin’s theory of paramagnetism

Chapter 2: Molecular field in the theory of ferromagnetism

2.1. Exchange interaction between electrons

2.2. Heisenberg model for localized spins in solids

2.3. Weiss molecular field, Curie – Weiss law for magnetic susceptibility

Chapter 3: Itinerant electron magnetism

3.1. 3d metallic magnetism

3.2. The Stoner model, Stoner criteria of ferromagnetism

3.3. Very weak itinerant magnetism

3.4. Hubbard model*)

Chapter 4: Magnetic excitations

4.1. Collective excitations- spin waves, classical concept

4.2. Spin waves in ferromagnets, Hamiltonian Heisenberg & Holstein-Primakoff

transformation

4.3. Bloch T3/2 law and magnon specific heat at low temperature.

4.4. The Mermin-Wagner-Berezinskii theorem

4.5. Magnon in two-sublattice antiferromagnets *)

254

Chapter 5: Itinerant electron spin interacting with localized spins model

5.1. Rare earth metals and 4f magnetism

5.2. Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida (RKKY) model

5.3. Super-exchange in ionic solids*)

5.4. Double exchange model in strong Hund coupling limit *)

Chapter 6: Domains and domain walls

6.1. Domain structure, domain formation

6.2. Magnetocrystalline anisortropy, domain wall width

6.3. Single domain particles, Stoner- Wohlfarth model *)

6.4. Super-paramagnets*)

6.5. Magnetization processes

255


Vật lý các hệ thấp chiều




thống kê, Cơ lượng tử , Mở đầu về Vật lý chất rắn.



Báu , Giảng viên cao cấp -Khoa Vật lý, ĐHKHTN.


các kiến thức hiện đại về vật lý các hệ thấp chiều(các vật liệu cấu trúc nano) . Sau khi

học xong môn học, các học viên có thể đọc hiểu các vấn đề có liên quan của vật lý

hiện đại ngày nay, đọc hiểu các công trình khoa học , các bài báo vật lý có liên quan.




1)Nguyễn Quang Báu(chủ biên), Nguyễn Vũ nhân, Phạm Văn Bền. Vật lý bán dẫn

thấp chiều . NXB ĐHQG Hà Nội, 2011.

2)Nguyễn Văn Hùng. Giáo trình Vật lý chất rắn. NXB ĐHQG Hà Nội,1999.

3)C.Kittel. Quantum Theory of Solids . New York,1987.

9. Tóm tắt nội dung môn học (mỗi môn học tóm tắt khoảng 120 từ): Hiệu ứng kích

thước lượng tử trong các hệ thấp chiều; Mật độ trạng thái của hệ hai chiều, của hệ một

chiều, của hệ không chiều; Hàm sóng và phổ năng lượng của hệ hai chiều( siêu mạng ,

hố lượng tử ) , hệ một chiều ( dây lượng tử với các dạng thế khác nhau ) , hệ không

chiều ( điểm lượng tử với các dạng thế khác nhau ); Phonon giam cầm ;Phương trình

động lượng tử và một số tính chất động của các hệ thấp chiều ; Hệ số hấp thụ sóng

điện từ và một số tính chất quang của các hệ thấp chiều.


Chương 1 : Cơ sở của vật lý các hệ thấp chiều.

256

1.1.Hiệu ứng kích thước lượng tử trong các hệ thấp chiều.

1.2. Mật độ trạng thái của hệ hai chiều, của hệ một chiều, của hệ không chiều.

1.3. Hàm sóng và phổ năng lượng của hệ hai chiều( siêu mạng , hố lượng tử ) .

1.4. Hàm sóng và phổ năng lượng của hệ một chiều ( dây lượng tử với các dạng thế

khác nhau ) .

1.5. Hàm sóng và phổ năng lượng của hệ không chiều ( điểm lượng tử với các dạng

thế khác nhau ).

1.6. Phonon giam cầm .

Chương 2 : Lý thuyết lượng tử về một số tính chất vật lý của các hệ thấp chiều .

2.1.Lý thuyết lượng tử về hấp thụ sóng điện từ yếu bởi điện tử giam cầm trong siêu

mạng pha tạp.

2.2. Lý thuyết lượng tử về hấp thụ sóng điện từ yếu bởi điện tử giam cầm trong hố

lượng tử.

2.3. Phương trình động lượng tử cho điện tử và lý thuyết lượng tử về hấp thụ phi

tuyến sóng điện từ mạnh bởi điện tử giam cầm trong hố lượng tử.

2.4. Phương trình động lượng tử cho phonon và lý thuyết lượng tử về gia tăng sóng

âm(phonon âm) trong hố lượng tử.

2.5. Lý thuyết lượng tử về hấp thụ sóng điện từ yếu bởi điện tử giam cầm trong dây

lượng tử.

257


Lý thuyết trường lượng tử cho hệ nhiều hạt





thống kê , Cơ lượng tử.



Báu ,Giảng viên cao cấp -Khoa Vật lý, ĐHKHTN.


các kiến thức hiện đại về lý thuyết lượng tử các hệ nhiều hạt. Sau khi học xong môn

học, các học viên có thể đọc hiểu các vấn đề có liên quan của vật lý hiện đại ngày nay,

đọc hiểu các công trình khoa học , các bài báo vật lý có liên quan.






Nguyễn Quang Báu(chủ biên), Hà Huy Bằng. Lý thuyết trường lượng tử cho hệ

nhiều hạt . NXB ĐHQG Hà Nội, 2000.

2)K.David Ferry, Carlo Jacoboni. Quantum Transport in Semiconductors. New

York, 1990.


Abrikosov A.A., Gorkov L.P. , Dzyaloshinskii I.E. Methods of Quantum Theory

field in Statistical physics . Moscow,1962.

9. Tóm tắt nội dung môn học (mỗi môn học tóm tắt khoảng 120 từ): Các khái niệm

cơ bản của lý thuyết lượng tử các hệ nhiều hạt; Lý thuyết lượng tử về một số hiệu ứng

258

của hệ nhiều hạt trong trạng thái cân bằng nhiệt động; Các quá trình không cân bằng

trong lý thuyết lượng tử các hệ nhiều hạt: Phản ứng tuyến tính và phản ứng phi tuyến

của hệ với trường ngoài; Công thức Kubo cho tenxơ độ dẫn; Phương pháp lượng tử

hóa lần thứ hai trong lý thuyết các hệ nhiều hạt: toán tử sinh và hủy hạt boson và

fermion; Hình thức luận điện tử-lỗ trống trong lý thuyết lượng tử bán dẫn; Kỹ thuật

giản đồ Feynman trong lý thuyết lượng tử bán dẫn.


Chương 1: Cơ sở của lý thuyết lượng tử các hệ nhiều hạt.

1.1.Các khái niệm cơ bản của lý thuyết lượng tử các hệ nhiều hạt.

1.2. Lý thuyết lượng tử về một số hiệu ứng của hệ nhiều hạt trong trạng thái cân bằng

nhiệt động.

1.3. Các quá trình không cân bằng trong lý thuyết lượng tử các hệ nhiều hạt.

1.4. Phản ứng tuyến tính và phản ứng phi tuyến của hệ với trường ngoài.

1.5. Công thức Kubo cho tenxơ độ dẫn.

Chương 2 : Phương pháp lượng tử hóa lần thứ hai trong lý thuyết các hệ nhiều hạt

2.1.Toán tử sinh và hủy hạt boson trong lý thuyết các hệ nhiều hạt.

2.2.Toán tử sinh và hủy hạt fermion trong lý thuyết các hệ nhiều hạt.

2.3.Hamiltonian của hệ các dao động tử điều hòa trong biểu diễn lượng tử hóa lần thứ

hai.

2.4. Hamiltonian của hệ điện tử trong biểu diễn lượng tử hóa lần thứ hai.

Chương 3 : Một số áp dụng lý thuyết lượng tử các hệ nhiều hạt cho bán dẫn

3.1. Hình thức luận điện tử-lỗ trống trong lý thuyết lượng tử bán dẫn.

3.2. Kỹ thuật giản đồ Feynman trong lý thuyết lượng tử bán dẫn.

3.4.Phương trình động lượng tử cho điện tử và lý thuyết lượng tử về hấp thụ sóng

điện từ trong bán dẫn.

3.4. Phương trình động lượng tử cho phonon và lý thuyết lượng tử về gia tăng sóng

âm(phonon âm) trong bán dẫn.

259


CẤU TRÚC PHỔ

(Dùng cho chương trình cử nhân hệ tiên tiến)



3. Môn học tiên quyết: Cơ học lượng tử

4. Ngôn ngữ giảng dạy: Tiếng việt

5. Giảng viên: PGS.TS. Phạm Văn Bền, TS. Hoàng Chí Hiếu


- Nắm vững những thông tin về sự hình thành các loại quang phổ: Quang phổ

nguyên tử, quang phổ phân tử (chủ yếu là quang phổ phân tử hai nguyên tử),

huỳnh quang phân tử và ứng dụng của các quang phổ trên.

- Nắm vững các nguyên tắc thực nghiệm từng loại quang phổ.


- Kiểm tra giữa kỳ và thi vấn đáp cuối kỳ

Giáo trình bắt buộc (tác giả, tên giáo trình, nhà xuất bản, năm xuất bản):

- Nguyễn Thế Bình, Quang phổ học thực nghiệm, NXB GD, 2006

- Phạm Văn Bền, Quang phổ phân tử hai nguyên tử, NXB ĐHQGHN, 2008

- Phan Văn Thích, Nguyễn Đại Hưng. Huỳnh quang. NXB ĐHQG Hà Nội, 2004.


Môn học cấu trúc phổ cho biết những thông tin về sự hình thành quang phổ

nguyên tử, quang phổ phân tử (chủ yếu là quang phổ phân tử hai nguyên tử) và

huỳnh quang phân tử.

*Quang phổ nguyên tử: Trình bày về:

+ Cường độ vạch phổ, sự bức xạ, hấp thụ theo quan điểm cổ điển, lượng tử. Các hệ

thức Einstein về mối liên hệ giữa xác suất bức xạ và hấp thụ.

+ Kích thích các nguyên tử: kích thích nhiệt, va chạm,…

+Sự mở rộng các vạch quang phổ: sự mở rộng tự nhiên, Doppler, va chạm,..

+ Phổ của nguyên tử hidro và các kim loại kiềm.

*Quang phổ phân tử: Trình bày về:

+Sự quay, phổ quay của phân tử theo mẫu quay tử rắn, không rắn.

+Sự dao động, phổ dao dộng của phân tử theo mẫu dao dộng điều hòa, không điều

hòa. Cấu trúc quay của phổ dao dộng.

+Phân loại các trạng thái điện tử và phổ điện tử của phân tử. Cấu trúc dao dộng-

quay của phổ điện tử.

*Huỳnh quang phân tử: Trình bày về:

260

+Các định luật cơ bản về phát quang phân tử: Định luật Stocke-Lomen, định luật

Vavilop về hiệu suất huỳnh quang…

+Bản chất của sự hao phí năng lượng stocke, đối stocke trong phát quang.

Nội dung chi tiết môn học/chuyên đề (trình bày các chương, mục, tiểu mục…):

Phần 1: Quang phổ nguyên tử

Chương 1: Cường độ vạch phổ

1.1 Quan niệm cổ điển về bức xạ và hấp thụ

1.1.1 Quan điểm cổ điển về bức xạ

1.1.2 Quan điểm cổ điển về hấp thụ

1.2 Quan điểm lượng tử về bức xạ và hấp thụ. Xác suất chuyển dời bức xạ tự phát,

bức xạ cưỡng bức và hấp thụ

1.2.1 Sự bức xạ và hấp thụ theo quan điểm lượng tử

1.2.2 Xác suất chuyển dời bức xạ tự động

1.2.3 Xác suất chuyển dời bức xạ cưỡng bức

1.2.4 Xác suất chuyển dời hấp thụ

1.2.5 Mối quan hệ giữa các hệ số Einstein

1.2.6 Mối quan hệ giữa các đại lượng cổ điển và lượng tử

1.3 Cường độ vạch phổ. Định luật Đoóc- Ghen, Buốc-Ghe

1.3.1 Cường độ vạch phổ

1.3.2 Tỷ số cường độ các vạch kép. Định luật Đoóc- Ghen, Buốc-Ghe

1.3.3 Mối liên hệ giữa cường độ vạch phổ và nồng độ

Chương 2: Sự mở rộng các vạch quang phổ

2.1 Sự mở rộng tự nhiên theo quan điểm cổ điển và lượng tử

2.1.1 Sự mở rộng tự nhiên theo quan điểm cổ điển

2.1.2 Sự mở rộng tự nhiên theo quan điểm lượng tử

2.2 Sự mở rộng Doppler của vạch phổ

2.3 Sự mở rộng vạch phổ do tác dụng đồng thời của tắt dần bức xạ và hiệu ứng

Doppler

Chương 3: Sự kích thích các nguyên tử và ion

3.1 Kích thích nhiệt

3.2 Kích thích do va chạm

3.2.1 Quá trình dừng và trạng thái cân bằng động của nguồn sáng

3.2.2 Kích thích do va chạm: electron - nguyên tử, ion; nguyên tử- nguyên tử;

nguyên tử - ion

3.3 Cách tạo kích thích do va chạm

3.4 Kích thích bằng bức xạ

Chương 4: Cấu trúc phổ của các nguyên tử

4.1 Phổ của nguyên tử hiđro

4.1.1 Quan sát thực nghiệm về quang phổ vạch của nguyên tử hidro

4.1.2 Các mức năng lượng và cấu trúc phổ của nguyên tử hidro

4.1.3 Cấu trúc tinh tế của các mức năng lượng và các vạch phổ của nguyên tử

hidro

4.2 Phổ của kim loại kiềm và các ion tương tự

4.2.1 Biểu thức năng lượng

4.2.2 Đặc điểm chung của phổ kim loại kiềm

Phần 2: Quang phổ phân tử

261

Chương 5:Quang phổ quay của phân tử hai nguyên tử

5.1 Năng lượng quay và quang phổ quay thuần túy của phân tử hai nguyên tử theo

mẫu quay tử rắn

5.1.1 Năng lượng quay

5.1.2 Quang phổ quay

5.2 Năng lượng quay và quang phổ quay thuần túy của phân tử hai nguyên tử theo

mẫu quay tử không rắn

5.2.1 Năng lượng quay

5.2.2 Quang phổ quay

Chương 6:Quang phổ dao động của phân tử hai nguyên tử

6.1 Năng lượng dao động và quang phổ dao động của phân tử hai nguyên tử theo mẫu

dao động điều hòa

6.1.1 Phép khảo sát cổ điển

6.1.2 Phép khảo sát lượng tử

6.2 Năng lượng dao động và quang phổ dao động của phân tử hai nguyên tử theo mẫu

dao động không điều hòa

6.2.1 Phép khảo sát cổ điển

6.2.2 Phép khảo sát lượng tử

6.3 Sự tương tác giữa chuyển động quay và dao động. Mẫu quay tử dao động

6.3.1 Năng lượng của quay tử dao động

6.3.2 Quang phổ của quay tửdao động

Chương 7:Trạng thái điện tử của phân tử hai nguyên tử

7.1 Năng lượng điện tử của phân tử. Xác định các trạng thái điện tử của phân tử hai

nguyên tử

7.1.1 Năng lượng điện tử của phân tử

7.1.2 Xác định các trạng thái điện tử của phân tử hai nguyên tử

7.2 Xác định các trạng thái điện tử của phân tử hai nguyên tử về toàn bộ

7.2.1 Mômen động lượng quỹ đạo điện tử của phân tử

7.2.2 Spin điện tử của phân tử

7.2.3 Mômen động lượng toàn phần của phân tử

7.2.4 Số hạng phân tử

7.3 Xác định các trạng thái điện tử của phân tử từ các trạng thái điện tử của các

nguyên tử riêng biệt

7.3.1 Phương pháp chung

7.3.2 Xác định các trạng thái điện tửcủa phân tử từ các trạng thái điện tửcủa các

nguyên tử riêng biệt

7.4 Xác định các trạng thái điện tử của phân tử từ đặc trưng của từng điện tử riêng biệt

7.4.1 Đặc trưng của từng điện tử trong phân tử

7.4.2 Xác định các trạng thái điện tửcủa phân tử từ cấu hình điện tử

Chương 8: Quang phổ điện tử của phân tử hai nguyên tử

8.1 Năng lượng toàn phần của phân tử hai nguyên tử. Các loại chuyển dời và quy tắc

chọn lọc

8.1.1 Năng lượng toàn phần của phân tử hai nguyên tử

8.1.2 Các loại chuyển dời và quy tắc chọn lọc

8.1.3 Quy tắc chọn lọc đối với số lượng tử spin

8.2 Cấu trúc dao động của quang phổ điện tử. Nguyên lý FranckCondon

262

8.2.1 Sự phân bố cường độ trong cấu trúc dao động của các đám phổ điện tử

8.2.2 Nguyên lý FranckCondon

8.2.3 Vận dụng nguyên lý FranckCondon xét cấu trúc dao động của quang phổ

điện tử

8.3 Cấu trúc quay của quang phổ điện tử – dao động

8.3.1 Quy tắc chọn lọc cho cấu trúc quay của quang phổ điện tử - dao động

8.3.2 Sự tạo thành nhánh trong cấu trúc quay của quang phổ điện tửdao động

8.3.3 Sự phân bố cường độ trong cấu trúc quay của đám điện tửdao động

Phần 3: Huỳnh quang phân tử

Chương 9. Hiện tượng huỳnh quang, lân quang. Những tính chất quang học cơ

bản của chất huỳnh quang và lân quang

9.1 Hiện tượng huỳnh quang, lân quang và phương pháp phân loại

9.1.1 Hiện tượng huỳnh quang

9.1.2 Hiện tượng lân quang

9.1.3 Phân biệt giữa hiện tượng huỳnh quang và lân quang

9.1.4Phương pháp phân loại phát quang

9.2 Những tính chất khác nhau giữa phát quang của những tâm bất biến liên tục

(huỳnh quang) và phát quang tái hợp (lân quang)

9.2.1 Phổ hấp thụ và bức xạ

9.2.2 Thời gian phát quang kéo dài

9.2.3 Định luật tắt dần của sự phát quang

9.2.4Ảnh hưởng của nhiệt độ lên thời gian phát quang kéo dài

9.2.5Sự thay đổi tính chất dẫn điện của chất phát quang

9.3 Những tính chất quang học cơ bản của chất huỳnh quang

9.3.1 Phổ hấp thụ

9.3.2 Phổ huỳnh quang

9.3.3 Cách xác định phổ huỳnh quang

9.3.4 Hiệu suất huỳnh quang (hay hiệu suất năng lượng)

Chương 10. Sự phát quang của các tâm bất liên tục

10.1 Những định luật cơ bản về sự phát quang của các tâm bất liên tục

10.1.1 Định luật về sự không phụ thuộc của phổ huỳnh quang vào bước sóng của

bức xạ kích thích

10.1.2 Định luật Stocke- Lomen

10.1.3 Định luật đối xứng gương giữa phổ hấp thụ và phổ huỳnh quang

10.2 Hiệu suất huỳnh quang của các tâm bất biến liên tục

10.2.1 Hiệu suất năng lượng. Định luật Vavilop

10.2.2 Hiệu suất lượng tử

10.3 Bản chất của sự hao phí stocke và đối với stocke trong phát quang

10.3.1 Bản chất của sự hao phí Stocke trong phát quang

10.3.2 Bản chất của sự hao phí đối Stocke trong phát quang

263


LÝ THUYẾT HẠT CƠ BẢN

1. Mã môn học/chuyên đề: PHY3338 ...............................................................................


3. Môn học tiên quyết: Cơ học lượng tử



TS. Nguyễn Thị Thu Hương - Khoa Vật lý - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên -

ĐHQG Hà Nội


6.1. Kiến thức:



6.2. Kỹ năng:



6.3. Thái độ:





- Kiểm diện.


tập…).






264






Tổng 10đ












Tổng: 10đ




d) Thi cuối kỳ:

- Trọng số: 60%



1) Nguyễn Ngọc Giao, Hạt cơ bản, NXB Đại học Quốc gia thành phố Hå ChÝ Minh.

2) Hà Huy Bằng, Lý thuyết trường lượng tử, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội.


Thế giới được cấu tạo và hình thành từ những phần cơ bản nào và quy luật chi phối

chúng ra sao? Câu hỏi này được con người đặt ra và cố gắng tìm câu trả lời từ hàng

nghìn năm trước. Theo thời gian chúng ta càng hiểu rõ hơn về cấu trúc của vật chất từ

265

thế giới vĩ mô qua vật lý nguyên tử và hạt nhân cho tới vật lý hạt. Xuất phát từ đòi hỏi

của thực nghiệm ta phải xây dựng quy luật của tự nhiên ở khoảng cách nhỏ cỡ từ 10-8

đến 10-13cm. Môn học đề cập đến vấn đề này là vật lý lượng tử. Vật lý lượng tử ra đời

còn giúp cho ta có một cách nhìn thống nhất về quy luật của vũ trụ từ khoảng cách rất

bé đến khoảng cách rất lớn. Nó là tiền đề để xây dựng và có một cách nhìn tổng quát

về quy luật của tự nhiên.


Chương 1: Các hạt và các nguyên lý

1.1 Thực nghiệm và lý thuyết, hai xu hướng nghiên cứuvật lý hạt cơ bản.

1.2. Khái niệm đối xứng

1.3. Lý thuyết tương đối.

1.4.Tác dụng và Lagrangian

Chương 2: Tương tác hấp dẫn tương tác điện từ

2.1 Tương tác hấp dẫn.

2.2 Điện động lực học lượng tử. Giản đồ Feynman.

2.3 Sự phân cực của chân không.

Chương 3: Tương tác mạnh

3.1 Các hadron và quark

3.2 Spin đồng vị và nhóm SU(2). Các hạt lạ. Đối xứng SU(3)

3.3 Quark duyên, b-quark và các quark khác

3.4. Các hương vị và các thế hệ. Mầu và gluon.

3.5. Sắc động học lượng tử (QCD)

3.6. Tiệm cận tự do và sự cầm tù.

3.7. Sự đối xứng chiral . Sự phat triển tiếp tục của QCD.

Chương 4: Tương tác yếu

4.1. Các phân rã và các phản ứng yếu.

4.2. Các loại dòng, phản xứng gương, các đối xứng C.P.T.

4.3. Các khối lượng trung hoà, phân rã beta kép

4.4. Về sự tin cậy của các thí nghiệm

Chương 5: Bất biến chuẩn

5.1. Đối xứng và tương tác

5.2. Bất biến chuẩn Abel

266

5.3. Bất biến chuẩn Abel

5.4. Phá vỡ đối xứng tự phát của đối xứng toàn cục

5.5. Phá vỡ đối xứng tự phát của đối xứng định xứ

5.5.1. Đối xứng Abel

5.5.2. Đối xứng không Abel

Chương 6: Lý thuyết điện yếu

6.1 Những đặc điểm của tương tác yếu.

6.2 Đối xứng )1()2( USU . Photon và Z-boson.

6.3. Tương tác của các dòng tích điện, và dòng trung hoà.

6.4 Các cuộc tìm kiếm W- Z-boson

6.5. Sự phá vỡ đối xứng tự phát. Các Higgs boson (*)

6.6. Các mô hình và sự phát triển của lý thuyết (*)

Chương 7: Các quá trình tán xạ và rã của các hạt

7.1. Tiết diện tán xạ

7.2. Độ rộng phân rã và thời gian sống của hạt

7.3. Các quá trình va chạm e+ e-

7.4. Hiệu chỉnh một vòng vào các quá trình tán xạ và rã

7.5. Hiệu chỉnh một vùng trong một số quá trình cụ thể.

Chương 8: Các triển vọng của lý thuyết thống nhất

8.1 Các hằng số chạy,các fecmion và các boson chuẩn của SU(5)

8.2 Sự rã của proton, các đơn cực từ, monoponle từ.

8.3. Siêu đối xứng

8.4.Các mô hình thống nhất. Mô hình Glashow-Weinberg-Salam

YwL USU )1()2( , mẫu chuẩn dựa trên nhóm chuẩn

YLC USUSU )1()2()3( (*)

Chú thích: (*) Những mục có nội dung mở rộng và nâng cao hơn so với

chương trình hệ thường

267


Mở đầu về công nghệ nano




3. Môn học tiên quyết: Cơ học lượng tử, vật lí chất rắn, hóa học đại cương



PGS. TS. Nguyễn Hoàng Hải, Trung tâm Nano và Năng lượng, ĐHQGHN

6. Mục tiêu môn học/chuyên đề (kiến thức, kỹ năng, thái độ): Cung cấp cho sinh

viên các kiến thức cơ bản và định hướng nghiên cứu về công nghệ nano.

7. Phương pháp kiểm tra đánh giá: Tự luận, seminar

8. Giáo trình bắt buộc (tác giả, tên giáo trình, nhà xuất bản, năm xuất bản): K. J.

Klabunde, Nanoscale Materials in Chemistry, Wiley-Interscience, New York 2001.

9. Tóm tắt nội dung môn học (mỗi môn học tóm tắt khoảng 120 từ): Môn học giúp

sinh viên cơ những khái niệm cơ bản về công nghệ nano, chủ yếu là tính chất đặc biệt

của vật liệu khi kích thước của chúng giảm đến cỡ nm. Môn học đi từng loại vật liệu

cụ thể như kim loại, bán dẫn, gốm sau đó trình bày các tính chất quang, điện, từ, cơ

của các vật liệu nano này. Trong từng phần, môn học cũng cung cấp các phương pháp

chế tạo, chủ yếu là các phương pháp hóa học để chế tạo vật liệu.


1. Mở đầu về công nghệ nano

1.1. Tính chất khác biệt của vật liệu nano

1.2. Diện tích bề mặt lớn

1.3. Độ dài tới hạn

1.4. Các ứng dụng công nghệ nano trong đời sống

2. Vật liệu kim loại, bán dẫn, nano

2.1. Vật liệu kim loại:

a. Mở đầu

b. Tính chất khi giảm kích thước

c. Chế tạo vật liệu và phân tích cấu trúc

268

d. Sắp xếp vật liệu nano

2.2. Vật liệu bán dẫn

a. Mở đầu

b. Chấm lượng tử

c. Chế tạo vật liệu nano bán dẫn

3. Tính chất quang của vật liệu nano

3.1. Mở đầu

3.2. Cộng hưởng plasmon bề mặt

3.3. Tính chất quang của hệ

4. Tính chất từ của vật liệu nano

4.1. Mở đầu

4.2. Các khái niệm cơ bản

4.3. Vật liệu từ tính

4.4. Từ tính của vật liệu nano

5. Tính chất hóa học và xúc tác của vật liệu nano

5.1. Mở đầu

5.2. Vật liệu nano trong xúc tác

6. Tính chất hấp phụ, tính chất nhiệt của vật liệu nano.

6.1. Mở đầu

6.2. Tính chất nhiệt

6.3. Nhiệt độ nóng chảy thay đổi theo kích thước vật liệu

6.4. Tính chất cơ của vật liệu nano

269


Khoa học Vật liệu đại cương



3. Môn học tiên quyết: Cơ học lượng tử (PHY2162)



- Tiến sĩ Phạm Nguyên Hải, Khoa Vật lý, Đại học Khoa học Tự nhiên

- Địa điểm làm việc: Bộ môn Vật lý Chất rắn, Khoa Vật Lý – ĐHKHTN

- Địa chỉ liên hệ: 334 Nguyễn Trãi, Thanh Xuân, Hà Nội

- Điện thoại: 8581717

6. Mục tiêu môn học/chuyên đề:

Thông qua việc cung cấp những kiến thức cơ bản về tính chất vật lý của các

vật liệu, môn học nhằm trang bị cho sinh viên những kiến thức cơ sở cần thiết,

đồng thời giúp họ phát triển các kỹ năng cá nhân và nghề nghiệp về khoa học và

công nghệ vật liệu; tăng cường năng lực áp dụng kiến thức vào thực tiễn. Chuẩn

bị kiến thức cõ sở sâu hõn trong một số lĩnh vực quan trọng của khoa học vật

liệu, giúp sinh viên chuyên ngành Khoa học Vật liệu có ðýợc kiến thức cõ bản

tốt khi làm luận án tốt nghiệp và cho công tác sau khi tốt nghiệp.


Phần bài tập, chuyên cần, tự học: 10%

Kiểm tra - đánh giá giữa kì (thi viết, 60 phút): 30%

Kiểm tra - đánh giá cuối kì (thi viết, 90 phút): 60%


William D. Callister, Materials Science and Engineering: An Introduction,

7th edition (Wiley, 2007).


Giáo trình trang bị những kiến thức cư bản nhất về tính chất của vật liệu cho sinh viên.

Các nội dung chính được thảo luận đầu tiên là cấu trúc vi mô của vật liệu: cấu tạo

nguyên tử và phân tử, đặc trưng cấu trúc nãng lượng của electron, các mối liên kết

trong các vật liệu, cấu trúc mạng tinh thể. Việc phân loại vật liệu thành các nhóm chủ

http://www.amazon.com/William-D.-Callister/e/B001H6P45M/ref=sr_ntt_srch_lnk_3?qid=1337131412&sr=1-3

http://www.amazon.com/Materials-Science-Engineering-An-Introduction/dp/0471736961/ref=sr_1_3?s=books&ie=UTF8&qid=1337131412&sr=1-3

270

yếu: vật liệu điện tử, vật liệu vô cơ, vật liệu hữu cơ và vật liệu tổ hợp và đặc trưng chủ

yếu của chúng. Giản đồ pha và các công nghệ chế tạo vật liệu cũng được trình bày

một cách tổng quát. Các đặc trưng chung của vật liệu như tính chất cơ, nhiệt, điện, từ

và quang cũng được thảo luận chi tiết trong giáo trình.

10. Nội dung chi tiết môn học (3 tín chỉ ~ 45 tiết)

Chương 1. Nhập môn (2)

1.1. Khái niệm về vật liệu.

1.2. Phân loại vật liệu.

1.3. Lịch sử sử dụng và phát triển của vật liệu.

1.4. Khoa học vật liệu: đối tượng, phương pháp nghiên cứu.

Chương 2. Cấu trúc nguyên tử và liên kết nguyên tử (3)

2.1. Cấu trúc nguyên tử

2.2. Các mối liên kết giữa các nguyên tử trong các vật liệu.

Chương 3. Cấu trúc vật liệu rắn (3)

3.1. Khái niệm về mạng tinh thể, mạng không gian và mạng Bravais.

3.2. Đối xứng của tinh thể

3.3. Đơn tinh thể và đa tinh thể

3.4. Vật rắn phi tinh thể.

Chương 4. Sai hỏng trong vật liệu rắn (3)

4.1. Phân loại sai hỏng trong vật liệu rắn

4.2. Bản chất của sai hỏng mạng

4.3. Ảnh hưởng của sự không hoàn hảo mạng lên tính chất của vật liệu

Chương 5. Khuyếch tán trong vật liệu (4)

5.1. Phương trình khuyếch tán

5.2. Những hiệu ứng khuếch tán trong vật liệu

5.3. Ảnh hưởng của lệch mạng lên hiệu ứng khuyếch tán

Chương 6. Giản đồ pha (7)

6.1. Các khái niệm cơ bản.

6.2. Hệ đơn nguyên

6.3. Hệ hai nguyên

6.4. Chuyển pha trong vật liệu hợp kim, gốm, polymer

6.5. Cơ sở nhiệt động học của giản đồ pha

6.6. Nguồn gốc của giản đồ pha từ đường cong năng lượng tự do

Chương 7: Tính chất cơ của vật liệu rắn (3)

7.1 Biến dạng dẻo, biến dạng đàn hồi

7.2 Ứng suất trong vật liệu rắn

7.3 Sự hồi phục sau biến dạng

Chương 8: Tính chất nhiệt của vật liệu (3)

271

8.1: Nhiệt dung

8.2: Sự giãn nở nhiệt

8.3: Độ dẫn nhiệt

Chương 9: Tính chất điện của vật liệu (6)

9.1 Độ dãn điên, độ dẫn điện tử và dẫn ion

9.2 Cấu trúc vùng năng lượng trong chất rắn

9.3 Tính chất của vật liệu bán dẫn, điện môi, polymer

Chương 10: Tính chất từ cuả vật liệu (5)

10.1 Khái niệm cơ bản và phân loại vật liệu từ tính

10.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ lên tính chất từ

10.3 Đômen từ và đường cong từ trẽ

10.4 Lưu trữ từ

10.5 Vật liệu siêu dẫn

Chương 11: Tính chất quang cuả vật liệu (3)

11.1 Sóng điện từ và sự tương tác với chất rắn

11.2 Sự phản xạ, khúc xạ, hấp thụ và truyền qua

11.3 Quang dẫn, huỳnh quang, laser

11.4 Thông tin quang

Chương 12: Các yếu tố kinh tế, xã hội và môi trường trong công nghệ vật liệu (3)

12.1 Các yếu tố kinh tế trong khoa học và công nghệ vật liệu

12.2 Các yếu tố xã hội trong khoa học và công nghệ vật liệu

12.3 Các yếu tố môi trường trong khoa học và công nghệ vật liệu

272


MỞ ĐẦU VỀ VẬT LÝ SINH HỌC



3. Môn học tiên quyết: Điện và Từ học (PHY1090), Nhiệt động học và Vật lý phân

tử (PHY 1089)

4. Ngôn ngữ giảng dạy: Tiếng Việt .................................................................................


5.1. TS.GV. Nguyễn Lai Thành, Khoa Sinh học, ĐHKHTN

Điện thoại: 0983010703

E-mail: [email protected]

5.2. TS.GV. Hoàng Thị Mỹ Nhung, Khoa Sinh học

Điện thoại:0947440249


5.3. TS. GV. Đỗ Minh Hà, Khoa Sinh học

Điện thoại: 0938692282


6. Mục tiêu môn học (kiến thức, kỹ năng, thái độ):

6.1. Về kiến thức

- Trình bày lại được khái niệm về các phân tử hữu cơ trong cấu trúc sống như

proteins, nucleotide, nucleic axit

- Mô tả lại được các bước cơ bản của hoạt động phiên mã, dịch mã, điều hòa

hoạt động gen.

- Giải thích được quá trình sử dụng năng lượng trong hệ thống sống.

- Hiểu và trình bày lại được nguyên lý của kỹ thuật hiển vi huỳnh quang.

- Mô tải lại được cấu trúc của màng sinh học.



273

- Giải thích được hoạt động của màng sinh học, vận chuyển vật chất qua màng,

hoạt động của một số protein vận động, cơ chế truyền tín hiệu thần kinh, cơ chế

của quang hợp.

6.2. Kỹ năng

- Xây dựng được bài thuyết trình theo chủ đề liên quan đến bản chất vật

lý trong hoạt động sống của sinh vật.

- Biết phân tích và chọn lọc thông tin để viết báo cáo chuyên môn.

- Có được kỹ năng cơ bản trong sử dụng kính hiển vi quang học thông

thường và huỳnh quang.

- Có kỹ năng cộng tác, làm việc nhóm.

6.3. Mục tiêu thái độ nghề nghiệp, xã hội

- Có ý thức trong phối hợp hoạt động nghiên cứu liên ngành vật lý – sinh

học

- Phát huy được khả năng sáng tạo, khám phá.

- Hình thành và phát triển năng lực đánh giá, tự đánh giá.

- Xây dựng và rèn luyện được kỹ năng thuyết trình, bình luận.

- Rèn luyện được khả năng lập kế hoạch, tổ chức hoạt động theo chủ đề.

7. Phương pháp kiểm tra đánh giá: kiểm tra nhanh hàng tuần trên lớp, bài thu hoạch

hàng tháng, kiểm tra giữa kỳ, kiểm tra kết thúc môn học.

7.1.Kiểm tra đánh giá thường xuyên

Kết quả kiểm tra đánh giá thường xuyên chiếm 40 % tổng số điểm môn học.

Nội dung và hình thức kiểm tra bao gồm:

- Kiểm tra nhanh trên giấy kiến thức được yêu cầu tự học (20%)

- Điểm đánh giá các bài seminar (20%)

7.2. Kiểm tra đánh giá giữa kỳ



- Bài trắc nghiệm khách quan kết hợp viết luận ngắn các phần đã học trong

nửa đầu học kỳ

7.3. Kiểm tra đánh giá cuối kỳ


và hình thức kiểm tra được lựa chọn 1 trong 2 hình thức:

- Viết tiểu luận theo chuyên đề được lựa chọn nhằm đánh giá khả năng

khái quát, phân tích, tổng hợp tài liệu, khả năng trình bày vấn đề của môn học.

- Kiểm tra kiến thức đã học với hình thức thi vấn đáp hoặc tự luận


8.1. Bắt buộc:

274

- Molecular Biology of the Cell, Bruce Alberts (Editor), Garland Science

(2001)

- Life - The Science of Biology, Sixth Edition, William K. Purves (Harvey

Mudd College), David Sadava (Claremont Colleges), Gordon H. Orians (U. of

Washington), Craig Heller (Stanford U.)

- Lý sinh học. Nguyễn Thị Kim Ngân. NXBĐHQG Hà nội, 2001

8.2. Tham khảo:

Biological Physics, 2nd ed. Philip C. Nelson. W.H. Freeman and Company,

2008.

9. Tóm tắt nội dung môn học (mỗi môn học tóm tắt khoảng 120 từ bằng tiếng Việt

và Anh):

Môn học sẽ đưa người học tiếp cận đến các vấn đề cơ bản về các phân tử Axit béo,

Đường, Nucleotide, axit amin, ADN, ARN, nhiễm sắc thể, polypeptide, protein. Vai

trò và vị trí của các loại phân tử này trong việc tạo nên các loại tế bào. Môn học cũng

giúp người học giải thích được cơ chế để tế bào giữ gọn trên 2 mét ADN trong nhân

mà mắt thường không thể thấy được; Cơ chế sao chép ADN để không có sai sót; Cơ

chế phiên mã thành ARN; Từ ARN tế bào tạo protein như thế nào; Từ chuỗi

polypeptide để trở thành phân tử protein chức năng cần có hiện tượng tạo hình không

gian (folding); Hoạt động gen được điều hòa để tạo nên đặc trưng của từng mô, từng

tế bào và phù hợp với giai đoạn phát triển cơ thể. Môn học cũng sẽ cung cấp cho

người học kiến thức vật lý cần thiết để hiểu các quá trình sinh học bao gồm chuyển

động Brown, năng lượng tự do, thẩm thấu, khuếch tán. Cơ chế vận chuyển qua màng

sinh học, vận chuyển điện tử, dẫn truyền xung thần kinh cũng được đề cập đến để

người học có thể giải thích các hiện tượng cụ thể trong hoạt động sống.


1. Chương 1: Giới thiệu về các phân tử sinh học và tế bào

1.1 Giới thiệu môn học

1.2 Giới thiệu về các loại phân tử cơ bản trong tế bào.

1.3 Proteins

1.4 Nucleic acids

1.5 Liên kết của các phân tử protein

1.6 Tính chất cơ học của các phân tử sinh học dạng polymer

2. Chương 2: Cấu tạo ADN, hoạt động của gen, điều hòa hoạt động gen

2.1 Sao mã DNA, Ứng dụng của sao mã trong nghiên cứu và thực tiễn

2.2 PCR (polymeration chain reaction)

2.3 Hiển vi huỳnh quang dựa trên cấu trúc ADN

2.4 Phiên mã

2.5 Dịch mã

2.6 Tạo hình không gian protein

2.7 Điều hòa hoạt động gen

3. Chương 3: Năng lượng sinh học và các phân tử có khả năng vận động

3.1 Protein vận động thẳng (linear motor proteins)

http://www.garlandscience.co.uk/textbooks/0815332181.asp?type=preview

275

3.2 Protein vận động xoay (rotary motor proteins)

3.3 Chuyển động Brown và năng lượng tự do trong hệ thống sống.

3.4 Thuyết cân bằng động ở các đơn phân tử

3.5 Kỹ thuật xác định cấu trúc phân tử

3.6 Năng lượng sinh học

4. Chương 4: Cấu tạo và hoạt động của màng tế bào

4.1 Màng sinh học

4.2 Vận chuyển qua màng

4.3 Kênh vận chuyển ion (Ion channels)

4.4 Cơ chế truyền tin ở tế bào thần kinh

4.5 Vận chuyển điện tử: Electron Transport

4.6 Photoreceptors and photosynthesis

Documents

Ngành Quốc tế Vật lý học