Nói chuyện khoa học

Bạn nào quan tâm có thể xem slides của buổi nói chuyện khoa học cho công chúng do tôi trình bày ở Wheeler Opera House, Aspen, Colorado trong khuôn khổ một hội nghị ở Aspen Center for Physics.

35 responses to “Nói chuyện khoa học

  1. Thưa giáo sư, cháu không phải dân chuyên Lý hay chuyên Toán. Từ nhỏ cũng rất ghét học Vật Lý vì cảm thấy rất khó nắm bắt được bản chất của nó. Nhưng hình như mọi người nói đúng : ” ghét của nào trời trao của ấy ” nên hiện giờ cháu đang học năm thứ 2 ở Cavendish Laboratory, Cambridge. Học ở đây cháu cảm thấy mình rất nhỏ bé. Nhiều khi cháu không hiểu bài, không biết phải diễn đạt bằng tiếng Anh như thế nào để cho thầy cô có thể hiểu được tận gốc những thắc mắc của cháu. Thật may vì cháu biết được blog của giáo sư, được đọc 1 số bài giảng và tranh luận bằng tiếng Việt. Cháu biết là không phải cứ là giáo sư thì sẽ giải thích được mọi vấn đề vì cháu thấy các giáo sư ở trường cháu cũng không rành về những nhánh vật lý mà họ không nghiên cứu. Thậm chí họ cũng quên quên nhớ nhớ chẳng khác gì sinh viên khi động chạm đến những kiến thức họ không giảng dạy. Nhưng quả thật cháu cảm thấy được trấn an và vững tin hơn rất nhiều khi biết đến blog của giáo sư. Thậm chí cháu còn cảm thấy khá đỗi bất ngờ vì không nghĩ với quỹ thời gian eo hẹp như thế, giáo sư vẫn thời gian để trả lời thắc mắc của các bạn trẻ chúng cháu. Đầu năm mới, cháu rất vui khi đọc được bài báo về kết quả nghiên cứu mới nhất của giáo sư. Tuy hiện nay trình độ của cháu chưa đủ để hiểu tầm quan trọng của nó nhưng cháu vẫn muốn gửi lời chúc mừng đến nhóm nghiên cứu của giáo sư. Chúc giáo sư và gia đình 1 năm mới nhiều sức khoẻ, niềm vui và mọi sự bình an. ^___^

  2. Le Nhu Minh Tue

    Thưa giáo sư em có vài chỗ không hiểu lắm.
    Về thí nghiệm con lắc dạo động của Robert Boyle. Nhà bác học này sinh và mất từ 1627-1691, vậy kỹ thuật hút không khí chân không thời đó có cao không ạh. Tại nếu kỹ thuật chân không cao và thời gian con lắc dao động trong thí nghiệm Boyle không lâu hơn so với ở môi trường không khí vậy thì trong môi trường ngoài Vũ trụ thì sao ạh.

    Với lại câu: “Particles barely have enough time to make one beat before bumping to another.” em không hiểu từ beat có nghĩa gì lắm. Theo em hiểu là Các hạt phân tử đơn thuần không đủ thời gian để thực hiện 1 “nhịp” trước va đập một cái khác. Xin giáo sư giải thích cho em hiểu câu này ạh.

    • Theo http://jap.physiology.org/content/98/1/31.full thì hồi đó Boyle đạt được áp suất khoảng 3% áp suất không khí. Như vật chiều dài tự do trung bình (mean free path) chắc vẫn còn nhỏ hơn nhiều so với kích thước của thí nghiệm (65 nanomet/3% = 2 micromet). Lúc đó không khí vẫn có thể coi là một môi trường liên tục (không phải các phân tử rời rạc), và kết quả của thí nghiệm vẫn phụ thuộc vào độ nhớt của không khí.

      Nếu áp suất xuống thấp đến mức chiều dài tự do trung bình lớn hơn kích thước của thí nghiệm thì không khí thì lúc đó không khí không thể coi là một môi trường liên tục. Ta không thể dùng các phương trình chuyển động của chất lỏng (phương trình Navier-Stokes) để mô tả thí nghiệm. Khi áp suất giảm xuống 0 thì lực cản của không khí cũng bằng 0 (vì không có gì nữa để mà cản), nhưng điều này không mâu thuẫn với định luật của Maxwell về độ nhớt, vì thí nghiệm của ta không còn liên quan đến độ nhớt nữa.

      Câu nói về “nhịp” có nghĩa là: “Các hạt chỉ có vừa đủ thời gian để làm một nhịp trước khi và đập và hạt khác.” Tôi muốn nói chiều dài chuyển động tự do trung bình của hạt chỉ cỡ bằng bước sóng de Broglie của nó.

  3. thấy bạn Tuệ hỏi , cho phép cháu cũng được hỏi 1 vài câu hỏi nhỏ.
    1. tại sao trong hiện tượng quang điện – mỗi electron lại chỉ nhận năng lượng của 1 photon mà không phải là số nguyên lần ạ ?

    2. bản chất của lực Coriolis, lực Euler, lực centrifugal và lực fictitious là như thế nào ạ ? chúng khác nhau về bản chất như thế nào ạ ? Cháu mới học và biết đến 4 lực này. Trong lecture notes có nói lực gravity ( trọng lực/ lực hấp dẫn ) cũng là lực fictitious. Cháu vẫn chưa hiểu lắm.

    3. kỳ trước , Maths supervisor của cháu có nói qua về cách du hành xuyên qua thời gian bằng mô hình toán học – nhưng cháu lại quên mất – kỳ này cháu không gặp lại supervisor đó nữa. Thế nên cháu muốn hỏi giáo sư rõ hơn về điều này. Cháu có nghe nói có thể xuyên qua thời gian bằng đường hầm lượng tử trong cơ học lượng tử. Nhưng hiện tại cháu đang học Quantum Mechanics nhưng lại chẳng hiểu gì. Nếu có thể cháu mong giáo sư viết 1 blog nhỏ khai sáng cho cháu về vấn đề này. Mặt khác cháu cũng muốn biết theo quan điểm cổ điển ( classical ) thì tại sao lại không thể du hành xuyên qua thời gian trong khi theo quan điểm lượng tử thì lại có thể ?

    Cháu xin cảm ơn rất nhiều.

    • Le Nhu Minh Tue

      Mình ko hiểu ý câu 1 của bạn lắm. Bởi nếu xét theo phương diện ánh sáng là 1 hạt photon và electron cũng là 1 hạt. Theo nguyên tắc cơ học cổ điển thì 2 hạt va với nhau tạo là chuyện bình thường.Photon cung cấp năng lượng hay thế năng để bức electron bay ra khỏi quỹ đạo của nó. Mỗi photon có bước sóng khác nhau cho nên chỉ có 1 photon đụng 1 electron để bức electron ra. Ví dụ như mặt trời phát ra các photons và mỗi photon đều có bước sóng riêng nên ko có photon nào đụng vô photon vào. (theo như thầy mình từng nói thì rất hiếm để cho 2 photon của mặt trời va vào nhau)
      Còn câu 2: 4 lực đó đều bắt nguồn từ F=ma mà a thì chẳng khác gì g. Tức giả sử nếu như bạn quay tròn sợi dây với 1 đầu gắn 1 thùng chứa nước mà nước không văng ra ngoài thì khi đó a > g, khi đó chiều hấp dẫn của bạn sẽ hướng ngược với lại gia tốc hướng tâm khiến cho nước ko bị đổ. Hay với fictious force giả sử như 1 chiếc xe có thùng rỗng bên trong treo 1 quả bóng , khi xe chạy có gia tốc thì sợi dây sẽ nghiêng 1 góc, người ta thường thêm thêm fictious force để cân bằng tổng lực. Nhưng cũng có 1 cách khác để xét bạn chiếu lực căng T của sợi dây theo phương ngang bạn sẽ có đúng f=m.a với m là khối lượng của viên bi và a là gia tốc chung của bi lẫn xe. Giờ mình phải đi rồi nếu có gì sai tối mình sẽ coi lại để thảo luận cùng với bạn thêm.

  4. thưa giáo sư, nếu câu hỏi của cháu quá ngốc nghếch, mong giáo sư và bạn Tuệ đừng cười vì cháu bị mất gốc về Vật Lý. Cháu chưa bao giờ nghĩ mình sẽ học Vật Lý cả. Lúc apply vào đại học cháu đã cố tránh hết sức có thể – nhưng năm ngoái cháu học ở khoa Khoa Học Máy Tính thấy không phù hợp nên sang năm thứ hai cháu xin chuyển sang khoa Lý. Hiện tại chương trình của cháu học chỉ có 2 môn Toán và Lý. Cháu thấy Toán khó nhưng Vật Lý còn khó hơn. Vì Vật Lý rất hay dùng approximations và assumptions, không có độ tuyệt đối như Toán nên nhiều lúc rất confused, không biết làm thế nào để đơn giản hoá vấn đề.

    @ bạn Tuệ : cảm ơn bạn đã dành thời gian trao đổi với mình.

    1. Bạn giải thích sao về ánh sáng đơn sắc, các photon có cùng bước sóng nhưng lại không va vào nhau ?
    2. Trong hiện tượng quang điện, nếu ánh sáng chiếu đến có tần số không lớn hơn threshold frequency của kim loại, tại sao electron nhận năng lượng từ 1 photon không đủ dùng làm công thoát thì lại không tiếp tục nhận năng lượng từ nhiều photon khác cho đến khi nào đủ để thoát mới thôi ? Mình thấy trong sách chỉ nói mỗi 1 câu là 1 electron chỉ nhận 1 photon nên mình mới không hiểu. Mình bị mất gốc, ngay cả những hiện tượng nhỏ trong cuộc sống cũng không giải thích được nhưng hiện giờ chỉ hiểu được các phương trình toán trong vật lý thôi. Nhưng sẽ không giấu dốt, sẽ hỏi hết những gì bị hổng bấy lâu. Có gì bạn gỡ rối giúp mình những thắc mắc nhỏ nhặt nha.

    thưa giáo sư, tiện đây cháu muốn hỏi thêm 1 câu này nữa ạ :

    1. Có 1 người đàn ông nặng 50 kg, mang theo 3 quả bóng, mỗi quả nặng 1kg, nhưng phải đi qua 1 chiếc cầu chỉ chịu được trọng tải 52 kg, người đàn ông đó nói sẽ tung hứng 3 trái bóng, theo giáo sư, liệu như vậy tổng lực tác dụng lên cầu có khi nào lớn hơn 52g ( g= gia tốc trọng trường ) không ạ ?

    cháu cảm ơn rất nhiều ạ.

  5. P.S : @ bạn Tuệ : mình đã up hầu hết các tài liệu mình đang học lên :

    http://www.esnips.com/FoldersAction.ns
    ( trong đó có tài liệu môn Toán mình học – bạn có thể học cùng mình. Với mình, môn Toán cần kết quả chính xác thì điểm số mới cao được. Năm ngoái mình thi mình có kinh nghiệm như vậy. Mấy đứa bạn mình lúc học thì tiếp thu nhanh lắm- thông minh hơn mình vô cùng nhiều nhưng điểm thi lại thấp hơn mình là vì có thể nhầm lẫn trong tính toán. Vì thế có gì bọn mình cùng làm rồi so sánh đáp số nhé. Bạn bè của mình ở đây competitive lắm, mình cảm thấy rất khó trao đổi. Đôi lúc ước giá mà đang học ở VN – thầy cô, bạn bè xung quanh rất nhiều tha hồ hỏi, hổng chỗ nào hỏi để hiểu ngay chỗ đó, chứ không để hổng lỗ chỗ, hiểu lõm bõm như mình bây giờ . hix )

    Bạn có thể download xuống để consult trong 1 số trường hợp mình dùng nhừng từ hoặc nói những câu bạn không hiểu. Mình không đọc nhiều sách tham khảo, chỉ quen bám chặt vào lecture notes và pastpapers.

  6. @ bạn Tuệ: thú thật với bạn để hiểu được 1 lecture được dạy trong vòng 1 tiếng , mình thường phải mất đến 30 tiếng đồng hồ ( bọn Anh thì chắc cùng lắm chỉ mất khoảng 7-10 tiếng thôi ). Mình tiếp thu chậm + nghĩ chậm + nhanh quên nên mới thế. Thế nên bạn sẽ đuổi kịp môn Toán của mình rất nhanh, thật đấy. Cuối tháng 2 này, mình nghĩ có thể so sánh đáp số được rồi ^___^

  7. thưa giáo sư: cho phép cháu hỏi thêm 1 câu nữa. Làm thế nào để có thể đốt được nến trong tàu vũ trụ ạ ?

    • Le Nhu Minh Tue

      Mĩnh nghĩ chắc là ko, bởi vì nếu trong tàu vũ trụ chỉ có toàn oxi không mà giả sử oxi dày đặc thì chỉ cần 1 tia lửa cũng đủ thổi bùng ngọn lửa lên 1 phát rồi tắt khi đó chết chắc =.=. Do vậy chắc trong đó oxy phải loãng đủ hít thở. Mà loãng thì không biết nó đủ tạo áp suất không khí để đốt ngọn nến hay ko nữa. Nếu trong tàu vũ trụ có máy hút lọc khí CO2 và nhả ra O2 để tạo dòng đối lưu thì chắc là được, nhưng chắc không cháy lâu được do oxy loãng.😀 đoán vui thế thôi😀

  8. Le Nhu Minh Tue

    Trang folder của bạn mình ko vào được. Nó chỉ hiện lên 1 màn hình toàn màu trắng àh, chẳng thấy gì hết. Mình cũng giống bạn hay mọi người ở đây thôi chủ yếu là tự học. Trong khoa mình cũng mong kiếm người học cùng nhưng khó lắm (hỏi thầy cô còn khó hơn) ^^. Bởi đa số họ không thik tìm hiểu sâu hay rất ít thắc mắc cho dù họ có thừa khả năng để tìm hiểu, còn số ít còn lại thì rất keo ^^!. Bạn muốn hiểu được ý nghĩa của vật lý thì chỉ có thể đọc nhiều sách thôi, hay rảnh thì lên mạng nghe các lectures của các trường MIT (pro Water Lewin) hay Standford(cơ lượng tử – pro Susskind). Riêng của giáo sư Susskind do ko có phụ đề tiếng anh nên mình vẫn chưa thể theo kịp. Dưới đây mình có giải thik theo mình hiểu nếu có gì sai thì nhờ các bạn và giáo sư chỉ dẫn thêm ạh.

    Còn câu dưới bạn hỏi thì mình nghĩ như thế này. Bạn biết cách để tạo ra 1 nguồn ánh sáng đơn sắc ko. Ví dụ như laser chẳng hạn. Muốn tạo ra được laser (laser 2 mức – 2 mức ở đây là 2 mức quỹ đạo của e , bạn hãy tưởng tượng quỹ đạo hình ellipsoid bây giờ là 1 đường nằm ngang) người ta phải cung cấp 1 năng lượng ban đầu để đưa 1 e ở mức thấp lên mức cao khi lên mức cao e sẽ tự động nhảy xuống dưới và phát ra 1 photon có bước sóng ứng với khoảng năng lượng bằng hiệu 2 mức. Khi đó 1 photon được giải thoát với bước sóng đó sẽ va vào e ở mức dưới khác và làm cho e đó lại nhảy lên và rớt xuống tạo ra 1 photon thứ 2 cũng có bước sóng đó. Bây giờ ta đã có 2 photon với bước sóng y chang nhau sẽ va tiếp 2 e ở mức dưới khác và cứ như vậy là 4 rồi 8… cho đến khi toàn bộ e ở mức dưới nhảy lên và nhảy xuống hết và phát ra toàn bộ photon cùng bước sóng (tần số) thì khi đó laser sẽ ngừng phát (nếu muốn phát ta lại phải bơm lại). Nó giống như bạn chơi đổ xếp hình domino vậy. Lần lượt domino đổ nên chẳng photon nào chạm vào photon nào. Còn ánh sáng trắng thì mình nghĩ là do các photon với các bước sóng ứng với các màu khác nhau sẽ xếp dãy nằm cạnh nhau khiến ta nhìn thấy màu trắng. Nhưng nếu dùng lăng kính thì ta có thể tách ra được để thấy cầu vồng ^^. Còn nếu bạn muốn thấy ánh sáng đơn sắc với các photon va chạm nhau (cách nói này không chính xác) thì bạn hãy dùng 1 cách tử để thấy chúng giao thoa với nhau. Tuy nhiên bạn không thể đứng trên phương diện hạt để giải thik hiện tượng giao thoa đó mà chỉ có thể dùng sóng để giải thik cho điều đó, đó cũng là lý do tại sao ánh sáng có tính chất lưỡng sóng hạt. Bạn không thể lúc nào nghĩ ánh sáng là hạt được, vì không phải lúc nào nó cũng là hạt, hay cũng ko phải lúc nào cũng là sóng. (Bạn đừng hỏi mình tại sao photon nó va vào e mà không thay đổi bước sóng, cái này mình chưa tìm hiểu ^^!)

    Còn câu dưới của bạn thì mình nghĩ thế này, giả sử bạn có 1 bức tường bằng bê tông rất chắc đi. Bạn cầm 1 khẩu súng đại liên bắn hết cả ngàn viên đi bức tường chẳng đổ hay dịch chuyển 1 tí nào . Đó là mình chưa giả sử tường đó cứng tới nỗi chẳng có viên đạn nào găm được vô nó. Trong khi đó bạn cho 1 quả rocket hay bomd thì bức tường đổ ngay hay dịch chuyển ngay😀. Hay là giả sử bạn có 4 bức tường (a,b,c,d) xếp sát nhau với 4 độ cứng tương ứng với năng lượng là 1,3, 5 và 7 đi. Giờ giả sử bạn bắn 1 nguồn có năng lượng là 4 đi, khi đó photon chỉ có thể găm từ a đến b, khổng thể c được vì độ cứng tới 5 lận bạn không thể xuyên qua được bức tường đó.

    Còn câu 3 của bạn thì mình tùy cách ổng đó tung thế nào nữa. Tại mình có coi clip thì thấy có 1 khoảng thời gian rất ngắn ổng sẽ cầm 2 quả cùng lúc. 1 quả thì sắp tâng lên còn quả kia thì sắp nhận xuống. Theo thông thường thì mọi người hay nghĩ là tổng sẽ có weight là 52g, thực ra thì ổng có 52 kg mass thì đúng hơn. Khi quả bóng mà sắp rớt xuống tay ông đó và quan trọng nhất là thời gian ổng bắt quả bóng đó khi chạm vào tay ổng như thế nào nữa. Tại bởi giả sử bạn có quả bóng 1kg (mass) thả rơi tự do trong không khí thì sẽ có 2 cách hiểu:
    Thứ 1 mass của nó vẫn là 1kg nhưng weight bằng 0 hay gọi là weightless (do bạn không có cảm giác thấy lực hút trái đất lên cơ thể hay nói cách khác bạn chỉ cảm thấy weight khi bạn được đỡ bởi 1 mặt phẳng nằm ngang nào đó, đó lý do tại sao weight chúng ta cảm thấy ở trên mặt trăng nhẹ hơn ở trái đất mặc dù mass ta vẫn không thay đổi), khi rớt xuống đất do gia tốc thay đổi đột ngột tăng lên khiến cho F=ma tăng lên khiến cho weight tăng lên vượt qua 1g
    Thứ 2 là mass và weight nó vẫn thế nhưng khi rớt xuống và do weight phụ thuộc vào gia tốc, đang quá trình rớt thì vẫn gia tốc vẫn là g, nhưng khi rớt xuống thì lại là a. Khi đó F tăng khiến weight tăng.
    Tóm lại weight phụ thuộc vào g còn mass thì chỉ phụ thuộc vào tổng số vật chất hay các nguyên tử (phân tử) có trong vật đó được tính theo đơn vị 1 Cacbon quy đổi ra kg. Để hiểu rõ hơn các định nghĩa về weight và mass bạn có thể lên wikipedia hay gooogle search sẽ thấy thôi.
    Như vậy thì weight của ổng đã hơn 52g, vậy cầu chắc chắn gãy.

  9. 1. nếu bạn nói mass chỉ phụ thuộc vào lượng vật chất thì bạn giải thích sao về việc khối lượng tăng khi vật chuyển động với vận tốc lớn ?

    2. về việc tại sao có trường hợp photon va vào electron không thay đổi bước sóng thì dựa vào công thức của Compton scattering là thấy ngay.

    3.mình không hiểu tại sao photons bước sóng khác nhau lại không thể va vào nhau ?

    • Trong Compton Effect, nhìn vào công thức mình ko thấy như bạn nói, bước sóng của photon trước và sau khi va chạm là ko bằng nhau mà. Trừ trường hợp cos theta = 1, thì bước sóng mới ko thay đổi, nhưng trong sách của mình ghi rõ lúc đó ko có sự va chạm, photon đi thẳng xuyên qua.
      Trong sách mình đọc có ghi 4 trường hợp cho sự va chạm photon:
      1. The photoelectric effect: A photon may knock an electron out of an atom and in the process the photon disappears.
      2. The photon may knock an atomic electron to a higher energy state in the atom if its energy is not sufficient to knock the elctron out altogether. In this process the photon also disappears, and all its energy is given to the atom. Such an atom is then said to be in an excited state.
      3. The photon can be scatterd from an electron or a nucleus and in the process lose some energy; this is Compton Effect. But notice that the photon is not slowed down. It still travels with speed c, but its frequency will be lower because it has lost some energy.
      4. Pair production (it’s like as professor Son said) : A photon can actually create matter, such as the production of an electron and a positron.

      • Le Nhu Minh Tue

        Cám ơn bạn nhiều nha, nhờ có bạn mà mình chịu khó tìm hiểu hơn về photon cũng như cách phát xạ kích thích trong laser . Giờ thì hiểu hoàn toàn rồi . 4 nguyên tắc va chạm của photon mà mình lấy từ sách tiếng Anh là rất chính xác. Do mình hiểu sai cách phát xạ kích thích trong laser nên dẫn ra mâu thuẫn.

        Tại trong laser xét theo quan điểm hạt thì photon tới va vào nguyên tử đang bị kích thích khi đó eletron từ mức cao nhảy xuống mức dưới tạo ra 1 photon thứ 2 có bước sóng và hướng y chang photon đầu (hay còn gọi là cùng màu).

        Còn nếu xét theo quan điểm sóng thì sóng tới là “lamda” thì sau khi va cham với nguyên tử kích thích thì nó sẽ cho ra 1 bước sóng lớn hơn bước sóng lamda.
        http://www.colorado.edu/physics/2000/lasers/lasers2.html

        Theo mình hiểu có thể là bước sóng sau khi va chạm thì lớn hơn 2 lần (2 bước sóng photon) với lamda. Tại do thằng electron đang ở mức trên chỉ cần 1 va chạm sượt nhẹ qua nó hay có thể hiểu khái quát là chiếc xe hơi chạy tốc độ nhanh bay vù qua người bạn vậy bạn cảm thấy áp lực gió và muốn té như vậy thì thằng photon đầu ko mất năng lượng, nhưng vẫn đủ kích thích để cho thằng electron nhảy xuống tạo ra photon giống y chang thằng photon đầu với bước sóng và hướng.

        Kết luận ở đây ko hề có sự mâu thuẫn gì về mặt hiệu ứng compton. Bởi công thức Compton là sóng trong khi Einstein là hạt photon.

  10. thưa giáo sư, cho cháu hỏi điều này.

    Cháu mới học về giếng thế năng. Theo cháu hiểu ( nếu sai mong giáo sư chỉ dẫn lại ) là electron ở trong nguyên tử không thể chuyển động tự do mà bị giam trong 1 giếng thế năng hữu hạn ( bên trong giếng thế năng này thì electron có thể chuyển động tự do và có những mức năng lượng xác định hay nói cách khác là gián đoạn. Khi photon ( với tần số nhỏ hơn threshold frequency của kim loại ) của ánh sáng đơn sắc chiếu tới – electron nhận được thêm năng lượng sẽ nhảy từ mức năng lượng thấp lên mức năng lượng cao hơn nhưng vẫn chưa đủ để thoát ra khỏi giếng thế năng được . Vì thế electron này sẽ nhảy xuống trở lại mức năng lượng ban đầu và điều này khiến cho giải phóng ra ngoài 1 nguồn năng lượng đúng = năng lượng của 1 photon lúc nãy. Sau đó electron lại tiếp tục nhận được năng lượng của 1 photon tiếp theo rồi cũng lại nhảy lên và nhảy xuống như vậy. Kết quả là dù có nhận được năng lượng từ nhiều photon thì electron vẫn không thể thoát ra ngoài bởi vì mấu chốt ở đây là electron phải nhảy từ mức năng lượng cao trở lại mức năng lượng thấp ban đầu đã thì mới được phép nhận tiếp năng lượng từ 1 photon tiếp theo . Chứ electron không thể đang ở mức năng lượng cao nhận tiếp năng lượng từ 1 photon tiếp theo để rồi nhảy lên mức năng lượng cao hơn nữa được. Và vì như thế nên dù intensity có tăng ( nhiều photon hơn ) thì electron cũng không bao giờ thoát được.

    Với cách giải thích trên, có 1 số câu hỏi khác đặt ra như sau.

    1. Tại sao electron nhảy lên mức năng lượng cao hơn rồi không ở yên đó mà lại nhảy xuống mức năng lượng thấp hơn ?

    2. Tại sao mức năng lượng thấp hơn này lại không thể là mức năng lượng khác mà phải là mức năng lượng ban đầu để cho có thể giải phóng ra 1 photon mới với tần số ( bước sóng ) như cũ ? Cái này cháu nghĩ có thể giải thích được bằng công thức trong Compton Scattering. Vì electron không thể thoát nên vận tốc ( hay động lượng p ) sau va chạm bằng không – buộc lòng góc giữa vectơ động lượng trước va chạm và vectơ động lượng sau va chạm của photon phải bằng 0 – tức là hiệu số giữa 2 bước sóng của incident photon và scattered photon là bằng 0 .

    3. Nhưng các mức năng lượng của electron trong giếng thế năng là xác định. Còn năng lượng của 1 incident photon lại phụ thuộc vào bước sóng của nó và chưa chắc đã bằng hiệu số ( xác định ) giữa 2 mức năng lượng nào đó của electron trong giếng thế năng. Có lẽ điều này giải thích cho câu hỏi 1 ở trên – rằng khi electron nhảy từ mức thấp lên mức cao hơn thì thường sẽ không bền và sẽ phải nhảy xuống ngay. Nhưng cũng có trường hợp electron vẫn ở nguyên mức cao đó mà không nhảy xuống đúng không ạ ? Trong trường hợp này thì sẽ ra sao ạ ?

    4. Theo cách giải thích ở trên, electron buộc phải nhảy trở lại mức năng lượng ban đầu thì mới được phép nhận tiếp năng lượng từ 1 photon tiếp theo ( cùng tần số với photon trước – chúng ta đang xét ánh sáng đơn sắc only ) Có điều cháu vẫn không giải thích được tại sao electron lại phải làm như vậy mới được nhận tiếp năng lượng của photon tiếp theo ( hay có thể nói theo cách khác là va chạm ) ?

  11. Le Nhu Minh Tue

    Hơ câu hỏi của bạn làm mình bất ngờ như câu số 3 ^^ chính mình cũng ko nhận ra. Câu này để mình tìm hiểu thêm hay giáo sư và mọi người ở đây giải thik rõ thêm.
    1. Khối lượng mass phụ thuộc vào số vật chất có trong nó là đúng nhưng nó không đủ. Nó còn phụ thuộc vào thể tích nữa. Thể tích càng nhỏ khối lượng càng nặng.
    Xét về 1 chiều Einstein đã đưa ra công thức l=lo . (1 – v^2/c^2)^1/2. Tức giả sử mình có 1 con tàu có chiều dài là l0 = 500m đi qua một đường hầm l = 200 m. Muốn cho con tàu khi qua đường hầm để mà có chiều dài tàu vừa khít với chiều dài đường hầm thì tàu phải chạy với vận tốc v=0.92c. Như trong film về khoa học của pro Stephen Hawking có nói nếu muốn biến trái đất thành lỗ đen thì phải nén nó lại bằng 1 cái bánh quy. Hay để làm thí nghiệm đơn giản bạn thử lấy 1 kg bông thử xem, đem bông bòn làm cho nó tơi ra thì khi cân nó nhẹ hơn 1kg, hay ngược lại nén nó cho nó chặt vào nó nặng hơn 1kg.
    2. Cám ơn bạn cho mình key (key này mình từng được chỉ rồi thì phải nhưng lúc đó mình ko quan tâm lắm nên ko nhớ khi bạn nói mình mới sực nhớ ra) mình sẽ tìm hiểu thêm để nhớ😀.
    Giờ hơn 1h sáng rồi mình đi ngủ đây ^^.

  12. Le Nhu Minh Tue

    Ui nói với bạn nhưng mình cũng lại quên mất =.=, câu 3 bạn ko thể nào coi ánh sáng là bước sóng giao thoa để nói các hạt photon ánh sáng va vào nhau được. Trong điều kiện giao thoa của Young cũng có ghi rồi mà phải có cùng tần số, bước sóng và có độ lệch pha ko đổi. Nếu ko đúng điều kiện Young làm gì có giao thoa . Mình chỉ nói 1 cách trừu tượng hóa ra rằng giao thoa nó giống như các hạt photon va vào nhau vậy nhưng thực tế ko đúng. Cách mình hiểu chỉ là cố gắng cho 2 phần sóng và hạt có mối liên hệ với nhau chứ không phải là 2 phần riêng biệt chỉ để dùng giải thik cho ánh sáng trong các trường hợp chỉ giải thik riêng cho sóng hay cho hạt. Bạn không thể nào lẫn lộn 2 cái đấy được.

    • haha, ngay từ đầu mình đã biết bạn sẽ lấy điều kiện giao thoa trong sóng ánh sáng ra để giải thích tại sao các photon ( tức là các hạt ) với các bước sóng khác nhau không thể va vào nhau rồi. Bởi vì photon có tính chất sóng nên sẽ dùng giao thoa để giải thích. Mình đợi bạn nói ra điều này để hỏi tiếp tại sao các sóng với tần số khác nhau lại không thể giao thoa ? Cả cái vụ tại sao hiệu số pha phải không đổi nữa ?

      • à mà còn nữa. Nếu lấy điều kiện giao thoa sóng để giải thích 2 photon với 2 tần số khác nhau không thể giao thoa ( va chạm ) thì bạn giải thích sao về việc 1 photon và 1 electron với tần số khác nhau lại có thể giao thoa ( va chạm ) bởi vì electron cũng tương ứng với 1 sóng mà ?

  13. @ bạn Tuệ : bạn đã làm thử thí nghiệm chưa hay bạn chỉ nói những điều trong sách ? Theo thuyết tương đối hẹp thì mình hiểu là khi vật chuyển động với vận tốc cỡ ánh sáng thì trong hệ quy chiếu quán tính mà vật được xem là đứng yên, độ dài của nó ( hay nói cách khác là dimensions, volume ) lớn hơn độ dài của nó trong hệ qui chiếu mà vật được xem là chuyển động ( tức là hệ qui chiếu của người quan sát ) . Điều này có nghĩa là người quan sát thấy độ dài của vật khi nó chuyển động nhỏ hơn độ dài thực sự của nó ( ở đây assume độ dài thực là độ dài đo được khi vật đứng yên ) . Vì thế mình hiểu được tại sao thể tích giảm đi. Tuy nhiên nếu bạn nói khối lượng tăng khi thể tích giảm thì mình không hiểu ?!

    Nếu giải thích bằng hệ thức E=mc^2 thì rất đơn giản – có thể thấy ngay khi vật chuyển động sẽ có động năng suy ra năng lượng ( khối lượng ) khi chuyển động sẽ lớn hơn năng lượng ( khối lượng ) khi đứng yên. Tuy nhiên vấn đề là ở chỗ hệ thức E=mc^2 thu được là do công nhận khối lượng có tính tương đối và phụ thuộc vào hệ quy chiếu.

    @ Thưa giáo sư : cháu có thể hiểu được hệ thức liên hệ giữa chiều dài của vật khi chuyển động với chiều dài của vật khi đứng yên bằng phương pháp biến đổi Lorentz. Theo hệ thức này – như đã nói ở trên – chiều dài khi chuyển động sẽ giảm đi. Nhưng cháu không hiểu làm sao để thu được hệ thức liên hệ giữa khối lượng của vật khi chuyển động và khối lượng của vật khi đứng yên. Theo hệ thức này thì khối lượng khi chuyển động sẽ tăng lên. Nếu có thể, xin giáo sư chỉ dẫn cho cháu.

    • The relativistic mass of particle can be derived quite simple if we use Lagrangian L, invariant properties of action S and classic limit of Special Relativity. You can found it in Landau “The classical theory of field” (chap 2 )

      -However, we also has very interesting imaginary for derivation of relativistic mass quite easier. We imagine 2 identical particles ( the same rest mass) collide.
      In rest frame:
      Before collision:
      Particle 1 has Vx=x, Vy=y
      Particle 2 has Vx=-x, Vy=-y
      After collision
      Particle 1 has Vx=x, Vy=-y
      Particle 2 has Vx=-x, Vy=y

      Consider the formula of relativistic momentum in one reference frame as:
      P=m*f(v)*v, with f(v) is the function of magnitude of velocity of particle in this frame. In classical limit, f(v<<C)~1. And m is the rest mass.

      You can consider the conserved of total momentum in y direction in one of two reference frames ( You must use the formula of addition velocity in Special Relativity):
      The fist moves with Vx=x with respect to rest frame, the second moves with Vx=-x with respect to rest frame.
      You will found that f(v)=1/sqrt(1-v^2/C^2)
      I think this work is easy for you, I did it when I was high school student.

      Your questions about Atomic electron and photon interaction is not easy to explain exactly in language of undergraduate because I am not good enough to explain it easily ( I must use something Quantum Field Theory ). I think professor will give you the good explaination.

    • Cái mà mình muốn nói đến chính là mật độ ý, có 1 thể tích như nhau nhưng số hạt nhiều hơn thì nặng hơn. Có thể hiểu như các kiểu xếp các nguyên tử trong 1 đơn vị unit lập phương vậy có kiểu đơn giản ,FCC (lập phương tâm mặt), BCC (lập phương tâm khối)…. Hay cùng 1 đơn vị thể tích nhưng đồng (64g) lại nặng hơn sắt (56g). Còn thí nghiệm trên thì do mình nghĩ thôi =.= chứ chưa làm bao giờ😀

  14. hmtn2: Tôi đang bận không trả lời được các câu hỏi của bạn được. Riêng câu về sự va chạm của photon, thực ra là các photon có va chạm với nhau, chỉ có điều với xác suất rất nhỏ (tiết diện tán xạ cỡ 10-66 cm2 đối với photon ở phổ nhìn thấy). Sự va cham này được mô tả bằng một correction trên lý thuyết của Maxwell, gọi là Euler-Heisenberg Lagrangian. Trong lý thuyết trường sự va chạm này đi qua sự sinh ra và hủy của một cặp electron-positron.

    • dạ cháu cảm ơn giáo sư. nhưng cháu chưa học đến lý thuyết này nên cũng không hiểu ạ.
      tiện đây cho cháu hỏi thêm 1 câu nữa. 2 lon bia giống hệt nhau nhưng 1 lon thì bia bị đóng đá, 1 lon thì ở dạng chất lỏng như bình thường. Thả 2 lon cùng lúc từ cùng 1 độ cao- vậy lon nào sẽ lăn xuống dốc nhanh hơn ?

  15. @ bạn Tuệ : theo nguyện vọng của bạn – mình up toàn bộ tài liệu môn Vật Lý năm thứ hai của mình ở trường lên mediafire. Giờ thì chỉ cần 1 click chuột, bạn có thể trong tay toàn bộ tài liệu của mình rồi. Hix… thực lòng , không hiểu sao mình cứ có cảm giác mất mát chút gì đó. Nhưng overall, mình không mind nếu bạn share cho các bạn của bạn đâu. By the way, hope you will enjoy it !

    Link ALL IN ONE nè :

    http://www.mediafire.com/file/8a0drwgmnpv83pr/PHYSICS-Year%202-Cavendish-Cantab.rar

  16. Le Nhu Minh Tue

    ừa thank bạn nhiều ^^

  17. Thưa Prof. Sơn,
    Em có một câu hỏi “ngớ ngẩn”: vì sao mass m không thể nào âm? Theo em thấy, trong một số phương trình “quan trọng”, thì m xuất hiện ở dạng m^2.
    Tại sao người ta phải áp đặt m >= 0 ?

    • Trước kia với vật lý cổ điển thì khối lượng một vật mô tả lượng vật chất chứa trong vật đó. Vì thế khối lượng âm không được chấp nhận.

      Từ khi có thuyết tương đối khái niệm khối lượng âm trở nên “thoáng”. Nhưng vấn đề là chưa ai từng quan sát thấy vật chất khối lượng âm. Cũng từ các phương trình toán học, Dirac từng dự đoán sự tồn tại của vật chất khối lượng âm, và ông ta gọi chúng là phản vật chất. Tất nhiên điều này là không đúng vì bây giờ ta biết rằng phản vật chất cũng có khối lượng dương.

      Một cách lý thuyết khối lượng âm có thể được phát hiện, nếu nó tồn tại, bằng cách quan sát lực hấp dẫn. Ví dụ như nếu có 2 vật đẩy nhau bằng lực hấp dẫn thì một trong 2 cái phải có khối lượng âm. Hoặc là, một hành tinh khối lượng dương thì “hút” ánh sáng nên đóng vai trò như một thấu kính hội tụ, ngược lại một hành tinh khối lượng âm thì giống như một thấu kính phân kỳ.

      Mình có nghe đâu đó chứng minh rằng: nếu thực sự vũ trụ tồn tại cả khối lượng âm và dương thì sau một thời gian nào đó vật chất khối lượng cùng dấu sẽ có xu hướng tụ tập lại gần nhau. Do chúng ta đang ở trong khu vực khối lượng dương nên quanh ta chỉ toàn dạng khối lượng này, còn vật chất khối lượng âm cách ta quá xa để có thể quan sát thấy.

    • Nếu có một hạt có khối lượng âm thì năng lượng của nó cũng âm (do công thức E=mc^2). Như vậy ta sẽ được lợi về năng lượng nếu sinh ra rất nhiều hạt đó (hoặc sinh ra nhiều cặp gồm hạt đó và phản hạt của nó). Chân không lúc đó sẽ không bền vững đối với việc sinh cặp của các này.

      • Giả sử như, bằng cách nào đó, có hạt với mass m<0.
        Vẫn có mô hình để nó tồn tại được, VD như:
        * 4 hạt (giống nhau) mang khối lượng m0 ở 4 đỉnh của tứ diện.
        * Các hạt đều không mang điện tích.
        * No external fields!
        Theo lực hấp dẫn giữa các hạt này giúp cân bằng mô hình. (kích thước tứ diện có thể tính toán dựa trên cân bằng lực)
        Bốn hạt mang khối lượng dương “bẫy” các hạt khôi lượng âm vào giữa (và ngược lại)
        Ta có thể thay tứ diện bằng nhiều mô hình khác.

  18. Chao giao su Son va cac ban. Toi cung la dan hoc vat ly nhieu nam truoc, bay goi chang con nho gi nhieu, nhung moi biet trang nay cua giao su Son, nen se ghe vao xem cac ban ban gi va cung de hoc hoi them. Mot lan nua chao giao su Son va cac ban.

  19. Các bạn cho mình đóng gops chút nhe’. Về câu “Hiện tượng quang điện”, mình tìm hiểu và được biết như sau. Các electron có thể “nhai” nhiều photon, nhưng khi không đủ năng lượng để chuyển mức, các photon đó sẽ không bị “hấp thụ” và tương tác xem như một va chạm đàn hồi, photon cung cho electron tí tẹo động năng rồi ra đi. Về nguyên tắc có thể xảy ra trường hợp electron “nuốt” đủ số photon cần thiết và nhảy mức, rồi đến khi đủ năng lượng để tẩu thoát thì nó bị “bắn” ra khỏi lớp vỏ nguyên tử với một động năng ban đầu nào đó. Nhưng trên thực tế, xác suất của chuyện này là rất thấp, lý do là…
    Hãy hình dung một lũ nhung nhúc, vô cùng nhiều >”””< )
    Như vậy, chuyện hấp thụ một sô nguyên lần photon có năng lượng chưa cao để thoát ra không phải không được, nhưng xác suất vô cùng cùng cùng thấp.
    Mình hiểu còn sai sót nhiều, mong mọi người chỉ bảo😛

  20. Thưa giáo sư,

    Hôm nay cháu đọc được bài báo này của báo này của Việt Nam :
    http://dantri.com.vn/c25/s25-469601/viet-nam-co-sang-kien-vat-ly-di-truoc-the-gioi.htm

    cùng các clip như sau :
    http://www.youtube.com/results?search_query=vat+ly+sai+lam+p1&aq=1

    Cháu xin giáo sư bỏ chút thời gian xem và cho cháu lời giải đáp rằng liệu phương pháp nghiên cứu này và đề án này của chúng ta đúng hay sai ?

    Cháu xin cảm ơn !

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s