Khoa học về vật chất và Năng lượng

Cái bạn trông thấy ở hình trên là hai ảnh của một mô hình máy tính của một ống nano carbon – một cái ống hút ở cấp độ nguyên tử. Được xây dựng từng nguyên tử một, ống nano này là thí dụ tiêu biểu của một họ máy móc mới, chúng nhỏ bé đến mức không thể trông thấy bằng mắt trần, hoặc thậm chí qua đa số kính hiển vi cũng chẳng thấy. Cực kì bền, nhưng đường kính chỉ một vài nguyên tử, những dụng cụ nhỏ xíu như thế này có thể làm thay đổi...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Khoa học về vật chất và Năng lượngnh: IBM Research Cái b n trông th y hình trên là hai nh c a m t mô hình máy tính c a m t ng nano carbon – m t cái ng hút c p nguyên t . ư c xây d ng t ng nguyên t m t, ng nano này là thí d tiêu bi u c a m t h Multi-Lab: máy móc m i, chúng nh bé n m c không th trông th y b ng m t Tư duy V t lí! tr n, ho c th m chí qua a s kính hi n vi cũng ch ng th y. C c kì b n, nhưng ư ng kính ch m t vài nguyên t , nh ng d ng c nh xíu như 1.1 V t lí: M t cánh c a nhìn vào Vũ tr th này có th làm thay i k ch tính cu c s ng c a chúng ta trong nh ng năm s p t i. Th t v y, m t s nhà nghiên c u hàng u tin r ng 1.2 Chi n lư c gi i quy t v n “th i i nano” ã b t u r i. Khung hình nh “ngư i phân t ” g m 28 1.3 Kh o sát, Th c nghi m và o phân t carbon monoxide, và “chi c àn ghita” trang sau là k t qu lư ng c a vi c các nhà nghiên c u gi i trí cùng công ngh nano. Nghiên c u 1A: Phân tích m t con l c Công ngh nano, ngành khoa h c và công ngh m i xu t hi n nghiên c u xây d ng các d ng c cơ gi i t các ơn nguyên t , tìm cách i u Nghiên c u 1B: Phân tích s li u con l c khi n năng lư ng và chuy n ng c p nguyên t . M t khi ã hoàn thi n, công ngh nano s cho phép các c máy hi n vi th c hi n nh ng nhi m v ph c t p t ng nguyên t m t, t ng phân t m t. Hãy tư ng tư ng m t d ng c rô bôt nh xíu có th l p trình trư c t o ra nh ng s n ph m nh t nh, như gi y ho c thép, ơn gi n b ng cách trích xu t các nguyên t c n thi t t khí quy n, theo ki u gi ng h t như m t cây khoai tây h p th các ch t dinh dư ng t t, nư c và không khí, và t ch c l i chúng t o ra nhi u khoai tây hơn. 1 – V t lí 11Hãy tư ng tư ng m t c máy có th s n xu t kim cương b ng cách s p x p l i các nguyên tthan á ho c s n xu t nư c tinh khi t b ng cách ghép các nguyên t hydrogen và oxygen. Cònm t c máy như v y ư c l p trình s n làm s ch không khí b ng cách s p x p các nguyênt trong các ch t ô nhi m ph bi n, ho c hàn kín v t thương b ng cách s a ch a các t bào bh ng thì sao? Th t khó tìm hi u s tác ng c a m t công ngh như th i v i cu c s ng c achúng ta, và v vô s các quan h hóa h c, sinh h c và v t lí h c, cùng các quá trình chi ph ith gi i c a chúng ta. Tuy nhiên, có m t i u là ch c ch n: công ngh nano tiêu bi u cho m tphương th c m i khai thác và chuy n hóa v t ch t và năng lư ng, mang l i m t ng d ngquan tr ng c a ngành khoa h c mà chúng ta g i là v t lí.Qua khóa h c này, b n s tham gia vào các quá trình làm v t lí. B n s nêu các câu h i, racác gi thuy t, thi t k và th c hi n các kh o sát, xây d ng mô hình và s d ng lí thuy tgi i thích các k t qu c a b n, và gi i các bài toán có liên quan n v t lí. Tóm l i, b n s h ccách suy nghĩ gi ng như m t nhà v t lí. Các ho t ng trong khóa h c này s ư c th c hi nnhi u m c khó d khác nhau. Trong khoa h c, cũng như trong các ngành h c khác, nh ngcâu h i và kh o sát ơn gi n nh t thư ng mang l i nh ng câu tr l i thú v nh t và quan tr ngnh t.2 – V t lí 11M t ph n vi c quan tr ng c a v t lí h c là xây d ng các mô hình cho phép chúng ta phát tri ns gi i thích cho các hi n tư ng. Các mô hình th t h u ích trong vi c ưa ra các d oán d atrên các quan sát. Hãy th các thí nghi m sau ây, xây d ng mô hình riêng c a b n và ưa racác d oán riêng c a b n d a trên nh ng gì b n ã bi t. Hãy ghi nh nh ng ý tư ng nàytrong trí b n khi b n ti p t c h c ti p các bài sau.H p đen Qu bóng bãi bi n V i m t ngư i b n cùng chơi, hãy quan sát cái x y ra v i m t qu bóng bãi bi n khi b n ném nó qua l i trong khi tác d ng các chuy n ng quay khác nhau. Hãy ghi l i các quan sát c a b n. 1. Hãy mô t các tác ng c a m i chuy n ng quay tròn. 2. V m t mô hình th hi n cái b n quan sát th y.Hãy kéo các dây trên h p en và quan sátxem chuy n gì x y ra. Hãy th vài ba l n,ý n chuy n ng và l c căng c a các dây,m i ti ng n mà b n nghe và b t c th gì p vào trư c m t b n. Hãy ghi l i các quansát c a b n. 1. D a trên các quan sát c a b n, hãy v m t mô hình th hi n xem b n nghĩ các s i dây ư c n i như th nào bên trong chi c h p en. 2. Ki m tra s chính xác c a d oán c a b n b ng cách kéo các s i dây trên h p en m t l n n a. 3. Thí nghi m này có th dùng gi i thích quá trình kh o sát khoa h c như th nào? 3 – V t lí 11Máy gia t cVan deGraaff t các m nhgi y nh t m tcái kim b m ba llên trên m t máyphát Van deGraaff như bênhình. B t côngt c m máy phátvà quan sát cáix y ra. Ghi l icác quan sát c ab n. 1. D a trên các quan sát c a b n, hãy v Siêu qu c u mô hình th hi n cái x y ...