Bài giảng Dao động và sóng

Tóm tắt Bài giảng Dao động và sóng: ... với biên độ. Vi công và năng lượng đều tỉ lệ với A2,nên lượng năng lượng do ma sát tiêu tán trong một chu kì là một lượng phần trăm ổn định của năng lượng mà hệ có. c/ Biên độ giảm một nửa với mỗi chu kìHình c biểu diễn một đồ thị x – t cho một dao động tắt dần nhanh, tiêu haomột nửa biên độ của ...ới từ “hạtnhân”. Thật ra, hạt nhân được nhắc tới đơn giản là hạt nhân không phóng xạ củacác nguyên tử tìm thấy tự nhiên trong cơ thể bạn.Sau đây là cách thức NMR hoạt động. Cơ thể bạn chứa số lượng lớn nguyêntử hydrogen, mỗi nguyên tử chứa một electron nhỏ, nhẹ quay tròn xung quanhmột proton lớn, nặ... chúngta sẽ giả sử rằng nó không đổi nhằm mục đích ước tính đơn giản của chúng ta. Nói đại khái, khoảng thời gian giữa n/1 và 2 là lượng thời gian cần thiết cho vết lõmban đầu gia tốc từ nghỉ và đạt tới vị trí bình thường, bằng phẳng của nó. Tất nhiên đỉnh của tam giác có khoảng cách truyền đi dài...

pdf72 trang | Chia sẻ: havih72 | Lượt xem: 312 | Lượt tải: 0download
Nội dung tài liệu Bài giảng Dao động và sóng, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ị về cơ bản là bản ghi chuyển động sóng của mặt
đất là hàm của thời gian, nhưng nếu tờ giấy được cho vào với tốc độ bằng tốc độchuyển động của sóng động đất, thì nó sẽ là một biểu diễn đúng kích cỡ của kiểusóng thật sự. Giả sử, như thường xảy ra, vận tốc sóng là một con số không đổi bấtchấp hình dạng của sóng, việc biết chuyển động sóng là hàm của thời gian tương
đương với việc biết nó là hàm của vị trí.
Bước sóngMọi sóng tuần hoàn cũng sẽ biểu hiện một mẫu hình lặp lại khi vẽ đồ thị làhàm của vị trí. Khoảng cách nối giữa một lần lặp lại được gọi là một bước sóng. Kí
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
hiệu thường dùng cho bước sóng là λ, kí tự Hi Lạp lambda. Bước sóng đối vớikhông gian giống như chu kì đối với thời gian.
Liên hệ giữa vận tốc sóng với chu kì và tần sốGiả sử chúng ta tạo ra một nhiễu loạn lặp lại bằng cách kích động bề mặt củamột hồ bơi. Về cơ bản, chúng ta tạo ra một loạt xung sóng. Bước sóng đơn giản làkhoảng cách mà một xung có thể truyền đi trước khi chúng ta tạo ra xung tiếp theo.Khoảng cách giữa các xung là λ, và thời gian giữa các xung là chu kì T, nên tốc độcủa sóng là quãng đường chia cho thời gian,
Ví dụ 5. Bước sóng của sóng vô tuyếnTốc độ của ánh sáng là 3,0 x 108 m/s. Hỏi bước sóng của sóng vô tuyến phát
đi bởi KKJZ, một đài phát thanh có tần số 88,1 MHz, bằng bao nhiêu ?@ Giải phương trình cho bước sóng, chúng ta có
λ= v/f= (3,0 x 108 m/s) / (88,1 x 106 s-1)= 3,4 m
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
Kích cỡ của ănten vô tuyến liên quan chặt chẽ với bước sóng của các sóngmà nó muốn thu. Sự ăn khớp không nhất thiết thật chính xác (vì sau hết thảy thìmột ănten có thể nhận nhiều hơn một bước sóng!), nhưng ănten “râu” bình thườngnhư ănten của xe hơi là 1/4 bước sóng. Ănten dùng để thu tín hiệu của đài KKJZ sẽcó chiều dài 3,4 m /4 = 0,85 m.Phương trình v = f λ xác định một mối quan hệ ổn định giữa hai biến bất kìnếu như biến kia giữ không đổi. Tốc độ của sóng vô tuyến trong không khí gần nhưchính xác bằng nhau đối với mọi bước sóng và tần số (thật là chính xác bằng nhaunếu chúng ở trong chân không), nên có một mối quan hệ ổn định giữa tần số vàbước sóng của chúng. Như vậy, chúng ta có thể nói “Chúng ta đang nói về bướcsóng bằng nhau phải không ?” hoặc “Chúng ta đang nói về tần số bằng nhau phảikhông?” đều được.Một thí dụ khác là hành trạng của sóng truyền từ một vùng nơi môi trườngcó một tập hợp tính chất này sang một vùng nơi môi trường hành xử khác đi. Tầnsố bây giờ là không đổi, vì nếu không thì hai phần của sóng sẽ không đồng bộ vớinhau, gây ra một nút thắt hay điểm gián đoạn tại ranh giới, điều đó sẽ không thựctế. (Một lập luận thận trọng hơn là rằng một nút thắt hay điểm gián đoạn sẽ có độcong vô hạn, và sóng có xu hướng bị kéo phẳng ra độ cong của chúng. Một độ congvô hạn sẽ bị kéo phẳng ra vô hạn nhanh chóng, tức là nó có thể không bao giờ xuấthiện trong trường hợp thứ nhất) Vì tần số phải giữ không đổi, cho nên bất kì sựthay đổi vận tốc nào do môi trường mới cũng phải gây ra sự thay đổi ở bước sóng.Vận tốc của sóng nước phụ thuộc vào độ sâu của nước, cho nên dựa trên λ=
v/f, chúng ta có thể thấy sóng nước chuyển động vào vùng có độ sâu khác phải thay
đổi bước sóng của chúng, như thể hiện trong hình bên dưới. Hiệu ứng này có thểquan sát thấy khi sóng đại dương đi vào bờ. Nếu sự giảm tốc của kiểu sóng đủ độtngột, thì đầu sóng có thể cuộn lên, mang lại một con sóng vỡ tan.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
u/ Sóng nước truyền vào cùng có độ sâu khác thay đổi bước sóng của nó.
t/ Siêu âm, tức âm có tần số cao hơn ngưỡng nghe của con người, được sửdụng để tạo ra hình ảnh này của bào thai. Độ phân giải của ảnh liên quan đến bướcsóng, vì các chi tiết nhỏ hơn khoảng một bước sóng không thể phân giải được. Vìthế, độ phân giải cao yêu cầu bước sóng ngắn, tương ứng với tần số cao.
Lưu ý về sóng tán sắcTrình bày về vận tốc sóng ở đây thật ra là một sự đơn giản hóa quá mức chomột sóng có vận tốc phụ thuộc vào tần số và bước sóng của nó. Một sóng như thếgọi là sóng tán sắc. Hầu như tất cả sóng mà chúng ta nói tới trong khóa học này làkhông tán sắc, nhưng vấn đề trở nên quan trọng trong quyển 6 của loạt bài giảngnày, trong đó nó được trình bày chi tiết hơn ở mục tự chọn 4.2.
Sóng sin
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
Sóng hình sin là trường hợp đặc biệt quan trọng nhất của sóng tuần hoàn.Thật vậy, nhiều nhà khoa học và kĩ sư sẽ khó chịu với việc định nghĩa một dạngsóng như âm thanh “ah” là có tần số và bước sóng rõ ràng, vì họ xem chỉ có cácsóng sin là thí dụ thuần túy có một tần số và bước sóng nhất định. Thiên kiến củahọ không phải không hợp lí, vì nhà toán học người Pháp Fourier đã chứng minh
được rằng bất kì sóng tuần hoàn nào có tần số f cũng có thể xây dựng là sự chồngchất các của sóng sin với tần số f, 2f, 3f, Theo ý nghĩa này, các sóng sin là nhữngviên gạch cấu trúc cơ bản, thuần khiết của mọi sóng. (Kết quả của Fourier làm bấtngờ giới toán học Pháp tới mức ông đã bị chế nhạo khi lần đầu tiên ông đưa ra
định lí của ông)Tuy nhiên, việc sử dụng định nghĩa nào là vấn đề tiện lợi. Cảm giác nghe củachúng ta nhận được bất kì hai âm nào có chu kì bằng nhau là có cùng cường độ,cho dù chúng có là sóng sin hay không. Điều này thật rõ ràng vị hệ thống tai-nãocủa chúng ta đã tiến hóa để có thể hiểu được tiếng nói của con người và tiếng ồncủa động vật, chúng tuần hoàn nhưng không có dạng sin. Mặt khác, mắt của chúngta xét đoán một màu sắc là thuần khiết (thuộc dải màu cầu vồng) chỉ nếu như nó làmột sóng sin.
A. Giả sử chúng ta chất chồng hai sóng sin có biên độ bằng nhau, nhưng tần số
hơi khác nhau, như biểu diễn trên hình. Sóng chồng chất sẽ trông như thế nào ? Sóng
này sẽ được nghe như thế nào nếu chúng là sóng âm ?
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
Bài giảng Dao động và Sóng(Phần 9)
3.5 Hiệu ứng DopplerHình v cho thấy hình ảnh sóng tạo ra bởi đầu nhọn của một thanh đang dao
động chuyển động trong nước. Nếu thanh dao động tại chỗ, chúng ta sẽ thấy hình
ảnh những đường tròn đồng tâm quen thuộc, tất cả có tâm ở chung một điểm.Nhưng vì nguồn sóng đang di chuyển, nên bước sóng bị ngắn lại ở một phía và dàira ở phía bên kia. Hiện tượng này gọi là hiệu ứng Doppler.Lưu ý rằng vận tốc sóng là một tính chất ổn định của môi trường, nên chẳnghạn một sóng đang chuyển động về phía trước không được tăng cường thêm tốc
độ kiểu như một viên đạn được bắn ra phía trước từ một chiếc máy bay.Chúng ta cũng có thể suy ra sự thay đổi tần số. Vì vận tốc là không đổi, nênphương trình v = f λ cho chúng ta biết rằng sự thay đổi bước sóng phải tương xứngvới sự thay đổi ngược lại ở tần số: tần số cao hơn đối với sóng phát ra phía trước,và tần số thấp hơn đối với sóng phát ra phía sau. Hiệu ứng tần số Doppler lànguyên nhân âm thanh sôi động quen thuộc của trận đua xe đang tiến tới gần. Khichiếc xe đang tiến tới phía chúng ta, chúng ta nghe thấy âm cao hơn, nhưng sau khinó đi qua chúng ta, chúng ta nghe thấy tần số thấp hơn bình thường.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
v/ Hình ảnh sóng tạo ra bởi một nguồn điểm chuyển động sang bên phảitrên nước. Chú ý bước sóng ngắn hơn của sóng phát ra phía trước và bước sóngdài ra của sóng phát ra phía sau.Hiệu ứng Doppler cũng sẽ xảy ra nếu nhà quan sát đang chuyển động cònnguồn phát thì đứng yên. Chẳng hạn, một người quan sát đang chuyển động vềphía nguồn cố định sẽ nhận được một chỏm sóng,và khi đó sẽ bị bao vây bởi chỏmsóng tiếp theo sớm hơn cô ta có trong trường hợp khác, vì cô ta chuyển động vềphía nó và đẩy nhanh sự chạm trán của cô ta với nó. Nói đại khái, hiệu ứng Dopplerchỉ phụ thuộc vào chuyển động tương đối của nguồn phát và người quan sát, chứkhông phụ thuộc vào trạng thái chuyển động tuyệt đối của chúng (thứ không phảilà một khái niệm rõ ràng trong vật lí học) hay vào vận tốc tương đối của chúng đốivới môi trường.Tự giới hạn mình với trường hợp nguồn chuyển động, và với sóng phát rahoặc hướng thẳng tới hoặc hướng ngược lại chiều chuyển động, chúng ta có thể dễdàng tính được bước sóng, hay tương đương là tần số, của các sóng bị lệch Doppler.
Đặt v là vận tốc của sóng, và vs là vận tốc của nguồn. Bước sóng của sóng phát raphía trước bị ngắn lại một lượng vsT bằng khoảng cách mà nguồn đi được tronghành trình một chu kì. Sử dụng định nghĩa f = 1/T và phương trình v = f λ, chúng tatìm được bước sóng của sóng bị lệch Doppler
Một phương trình tương tự có thể sử dụng cho sóng phát ra phía sau, nhưngvới dấu cộng thay cho dấu trừ.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
Thí dụ thứ hai cho thấy dưới những điều kiện bình thường giới hạn trên mặt
đất, sự lệch Doppler của ánh sáng là không đáng kể vì những đối tượng bìnhthường di chuyển chậm hơn ánh sáng rất nhiều. Tuy nhiên, nó là một câu chuyệnkhác khi nói tới các sao và thiên hà, và điều này đưa chúng ta đến một câu chuyệncó hàm ý sâu xa đối với sự hiểu biết của chúng ta về nguồn gốc của vũ trụ.
Ví dụ 8. Radar DopplerRadar lần đầu tiên được sử dụng bởi người Anh trong Thế chiến thứ hai: các
ănten trên mặt đất gửi sóng vô tuyến lên bầu trời, và dò tìm tiếng vọng lại khi sóngbị phản xạ khỏi các máy bay của Đức. Sau này, không quân muốn gắn ănten radarlên máy bay, nhưng khi đó có một vướng mắc, vì nếu một máy bay muốn phát hiệnmột máy bay khác ở cao độ thấp hơn, nó phải nhắm sóng vô tuyến của nó xuốngdưới, và khi đó nó sẽ thu được tiếng vọng từ mặt đất. Giải pháp là phát minh raradar Doppler, trong đó tiếng vọng từ mặt đất được phân biệt với tiếng vọng từmáy bay khác theo sự lệch Doppler của chúng. Một công nghệ tương tự được cácnhà khí tượng học sử dụng để lập bản đồ những đám mây mưa mà không phải loạitrừ sự phản xạ từ mặt đất, cây cối và nhà cửa.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
w/ Ảnh chụp bằng radar Doppler của cơn bão Katrina, năm 2005.
Sự lệch Doppler của ánh sángNếu như sự lệch Doppler chỉ phụ thuộc vào chuyển động tương đối củanguồn và máy thu, thì không có cách nào cho một người đang chuyển động cùngvới nguồn và một người khác chuyển động cùng với máy thu xác định ai là người
đang chuyển động và ai thì không. Người nào cũng có thể quy toàn bộ sự lệchDoppler cho chuyển động của người kia và khẳng định mình đang đứng yên. Điềunày hoàn toàn phù hợp với nguyên lí ban đầu do galileo phát biểu rằng mọi chuyển
động là có tính tương đối.Mặt khác, một phân tích thận trọng sự lệch Doppler của sóng nước hay sóngâm cho thấy, chỉ gần đúng, ở tốc độ thấp, rằng sự lệch đúng là phụ thuộc vàochuyển động tương đối của nguồn và người quan sát. Chẳng hạn, có khả năng mộtchiếc máy bay phản lực giữ lại sóng âm riêng của nó, sao cho sóng âm dường nhưvẫn đứng yên đối với người phi công của máy bay. Người phi công khi đó biết cô ta
đang chuyển động chính xác ở tốc độ của âm thanh. Lí do điều này không bác bỏchuyển động tương đối là người phi công không thật sự xác định chuyển độngtuyệt đối của cô ta mà là chuyển động tương đối của cô ta với không khí, nó là môitrường của sóng âm.Einstein nhận ra điều này giải quyết được vấn đề đối với sóng âm hay sóngnước, nhưng sẽ không cứu nguy cho nguyên lí chuyển động tương đối trongtrường hợp sóng ánh sáng, vì ánh sáng không phải là dao động của bất kì vật chấtnào như nước hay không khí. Bắt đầu bằng cách tưởng tượng một chùm ánh sáng
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
sẽ trông như thế nào đối với một người đang lái xe mô tô sát bên cạnh nó, cuốicùng Einstein đã đi tới một cách thức hoàn toàn mới để mô tả vũ trụ, trong đókhông gian và thời gian bị bóp méo khi đo bởi người quan sát ở những trạng tháichuyển động khác nhau. Là hệ quả của Lí thuyết tương đối này, ông đã chứng minhrằng sóng ánh sáng sẽ có độ lệch Doppler đúng chính xác, không còn gần đúng, chỉphụ thuộc vào chuyển động tương đối của nguồn và máy thu.
Big BangNgay khi các nhà thiên văn bắt đầu nhìn lên bầu trời qua kính thiên văn, họ
đã bắt đầu chú ý tới những đối tượng nhất định trông giống như những đám mâytrong không gian sâu thẳm. Thực tế họ nhìn thấy giống nhau từ đêm này qua đêmkhác nghĩa là họ đã nhìn ra ngoài bầu khí quyển của trái đất. Không biết chúng thậtsự là gì, nhưng muốn nghe nói một cách trang trọng, họ gọi chúng là “tinh vân”,nghĩa là những “đám mây” nhưng xung quanh thì nguy nga hơn. Vào đầu thế kỉ 20,các nhà thiên văn nhận ra rằng mặc dù một số chúng thật sự là những đám mây khí(ví dụ, “ngôi sao” ở giữa của lưỡi gươm của chòm Orion, nó trông mờ mờ ngay cảvới mắt trần khi điều kiện thời tiết tốt), những tinh vân khác thì là cái ngày naychúng ta gọi là thiên hà: những vũ trụ thực sự cô lập gồm hàng tỉ tỉ ngôi sao (ví dụnhư thiên hà Tiên Nữ, nó có thể trông thấy là một mảng mờ qua ống nhòm). Batrăm năm sau khi galileo phân giải Dải Ngân hà thành từng ngôi sao riêng rẻ quakính thiên văn của ông, các nhà thiên văn nhận thấy vũ trụ cấu thành từ nhữngthiên hà sao, và Dải Ngân hà đơn giản là phần nhìn thấy của cái đĩa phẳng của thiênhà của chúng ta, nhìn từ bên trong ra.
Điều này mở ra nghiên cứu khoa học về vũ trụ học, cấu trúc và lịch sử của vũtrụ như một tổng thể, lĩnh vực không được khai phá nghiêm túc kể từ thời Newton.Newton đã nhận thấy nếu hấp dẫn luôn luôn là lực hút, không bao giờ đẩy nhau, thìvũ trụ sẽ có xu hướng co lại. Lời giải của ông cho bài toán là thừa nhận một vũ trụvô hạn và phân bố đều vật chất, sao cho nó không có tâm hình học. Lực hấp dẫntrong một vũ trụ như thế sẽ luôn có xu hướng triệt tiêu nhau do đối xứng, nên sẽkhông có sự co lại. Vào thế kỉ 20, niềm tin vào một vũ trụ bất biến và vô hạn đã trởthành một kiến thức thông lệ trong khoa học, một phần là do phản ứng lại thời kì
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
đã lãng phí đi tìm lời giải thích của những hiện tượng địa chất cổ đại dựa trên hóathạch đề xuất bởi các sự kiện kinh thánh như nạn hồng thủy Noah.Vào những năm 1920, nhà thiên văn học Edwin Hubble bắt đầu nghiên cứusự lệch Doppler của ánh sáng phát ra bởi các thiên hà. Từng là một cầu thủ bóng đá
ở trường học với thói nghiệm nicotine nghiêm trọng, Hubble không sắp đặt làmthay đổi bức tranh của chúng ta về sự bắt đầu của vũ trụ. Quyển tự truyện của ôngthậm khí ít khi nhắc tới khám phá vũ trụ học mà ngày nay ông được nhớ tới. Khicác nhà thiên văn bắt đầu nghiên cứu sự lệch Doppler của các thiên hà, họ trông
đợi hướng và vận tốc chuyển động của từng thiên hà sẽ về cơ bản là ngẫu nhiên.Một số đã và sẽ đi tới chúng ta, và ánh sáng của chúng do đó sẽ bị lệch Doppler về
đầu xanh của quang phổ, trong khi một số lượng bằng như thế được trông đợi bịlệch về phía đỏ. Cái Hubble tìm thấy thay vì vậy là trừ một vài thiên hà rất gần, tấtcả các thiên hà đều bị lệch đỏ, cho thấy chúng đang lùi xa khỏi chúng ta ở một phầnlớn của tốc độ ánh sáng. Không những thế, mà các thiên hà ở càng xa thì lùi xa càngnhanh. Tốc độ tỉ lệ thuận với khoảng cách của chúng đến chúng ta.Liệu có phải đây nghĩa là trái đất (hay ít nhất là thiên hà của chúng ta) làtrung tâm của vũ trụ ? Không, vì sự lệch Doppler của ánh sáng chỉ phụ thuộc vàochuyển động tương đối của nguồn và người quan sát. Nếu chúng ta thấy một thiênhà ở xa đang chuyển động ra xa chúng ta ở tốc độ khoảng 10% tốc độ ánh sáng, thìchúng ta có thể chắc chắn rằng những nhà thiên văn sống trong thiên hà đó sẽ thấythiên hà của chúng ta đang lùi xa khỏi họ ở cùng tốc độ theo hướng ngược lại. Toànbộ vũ trụ có thể hình dung là ổ bánh đang trương phồng của bánh mì nhân nhokhô. Khi bột dãn nở, càng lúc càng có nhiều không gian giữa các hạt nho khô. Haihạt nho càng cách xa nhau, thì tốc độ mà chúng dời ra xa nhau càng lớn.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
x/ Thiên hà M51. Dưới sự phóng đại cao, những đám mây sữa tự bộc lộchúng gồm hàng tỉ tỉ ngôi sao.
y/ Làm thế nào các nhà thiên văn biết hỗn hợp nào của bước sóng mà mộtngôi sao phát ra ban đầu để họ có thể nói độ lệch Doppler là bao nhiêu ? bức
ảnh này (thu được bởi tác giả với thiết bị tốn khoảng 5 đô la, và không có kínhthiên văn) cho thấy hỗn hợp màu sắc phát ra bởi ngôi sao Sirius (Nếu bạn có sáchin trắng đen, thì màu xanh ở bên trái và màu đỏ ở bên phải) Ngôi sao trông có màutrắng hay trắng hơi xanh đối với mắt, nhưng bất kì ánh sáng trông có màu trắngnếu nó gồm đại thể một hỗn hợp ngang bằng của các màu cầu vồng, tức là của mọisóng sin thuần khiết có bước sóng nằm trong vùng nhìn thấy. Hãy chú ý “kẽ răng”màu đen. Đây là dấu vân tay của hydrogen trong khí quyển bên ngoài của Sirius.Những bước sóng này bị hấp thụ chọn lọc bởi hydrogen. Sirius nằm trong thiên hàcủa chúng ta, nhưng những ngôi sao tương tự nằm trong những thiên hà khác cũngsẽ hình ảnh chung bị lệch về phía đầu đỏ, xác nhận chúng đang chuyển động ra xachúng ta.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
z/ Kính thiên văn tại núi Wilson mà Hubble sử dụng.Suy ngược lại thời gian bằng các định luật vật lí đã biết, vũ trụ càng sớm hơncàng phải đậm đặc hơn. Tại một điểm nào đó, nó phải cực kì đậm đặc và nóng, vàchúng ta thậm chí có thể phát hiện ra bức xạ từ quả cầu lửa sơ khai này, dưới dạngbức xạ vi sóng tràn ngập không gian. Cụm từ Big Bang ban đầu được đặt ra bởinhững người nghi ngờ lí thuyết đó làm cho nó nghe thật buồn cười, nhưng nó đãtrụ được, và ngày nay về cơ bản thì mọi nhà thiên văn đều chấp nhận lí thuyết BigBang dựa trên bằng chứng rất trực tiếp về sự lệch đỏ và bức xạ nền vũ trụ.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
Big Bang chẳng phải là cái gìCuối cùng, cần phải chú ý rằng Big Bang chẳng phải là cái gì. Nó không phảilà lời giải thích tại saovũ trụ tồn tại. Những câu hỏi như thế thuộc về lĩnh vực tôngiáo, không phải khoa học. Khoa học có thể tìm thấy những lời giải thích ngày càng
đơn giản hơn và cơ bản hơn cho nhiều hiện tượng đa dạng, nhưng cuối cùng khoahọc coi vũ trụ như nó vốn như vậy theo các quan sát.Hơn nữa, có một khuynh hướng không hay, thậm chí trong số nhiều nhàkhoa học, nói Big Bang là một lí thuyết mô tả sự kiện rất đầu tiên trong vũ trụ, cáigây ra mọi thứ sau nó. Mặc dù đúng là thời gian có lẽ có một sự bắt đầu (thuyếttương đối rộng của Einstein thừa nhận một khả năng như thế), nhưng các phươngpháp khoa học chỉ có thể hoạt động trong một phạm vi điều kiện nhất định nhưnhiệt độ và áp suất. Vượt quá nhiệt độ khoảng 109 độ C, chuyển động nhiệt ngẫunhiên của các hạt hạ nguyên tử trở nên nhanh đến mức vận tốc của nó có thể sosánh với tốc độ ánh sáng. Đủ sớm trong lịch sử vũ trụ, khi những nhiệt độ này tồntại, vật lí Newton trở nên kém chính xác, và chúng ta phải mô tả tự nhiên bằng mộtmô tả tổng quát hơn cho bởi thuyết tương đối Einstein, nó bao hàm vật lí họcNewton là một trường hợp đặc biệt. Ở những nhiệt độ cao hơn nữa, vượt quákhoảng 1033 độ, các nhà vật lí biết rằng lí thuyết Einstein cũng sẽ bắt đầu thất bại,nhưng chúng ta không biết làm thế nào xây dựng lí thuyết tổng quát hơn nữa củatự nhiên sẽ hoạt động ở những nhiệt độ đó. Cho dù vật lí học tiến bộ được baonhiêu, thì chúng ta sẽ không bao giờ có thể mô tả tự nhiên ở những nhiệt độ cao vô
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
hạn, vì có một giới hạn cho nhiệt độ mà chúng ta có thể khảo sát bằng thí nghiệmvà quan sát để chỉ dẫn chúng ta đến lí thuyết đúng. Chúng ta hài lòng rằng mình đãhiểu được nền vật lí cơ bản bao hàm trong sự tiến hóa của vũ trụ bắt đầu một vàiphút sau Big Bang, và chúng ta có lẽ có thể lần ngược lại hàng mili giây hay microgiây sau nó, nhưng chúng ta không thể sử dụng các phương pháp khoa học để xử lísự bắt đầu của bản thân thời gian.A. Nếu một chiếc máy bay chuyển động ở đúng tốc độ âm thanh, thì bướcsóng của phần phát ra phía trước của sóng âm do nó phát ra bằng bao nhiêu ? Điềunày phải hiểu như thế nào, và điều gì đã thật sự xảy ra ? Điều gì xảy ra nếu như nóchuyển động nhanh hơn tốc độ âm thanh ? Bạn có thể sử dụng thông tin này đểgiải thích cái bạn nhìn thấy ở hình aa và ab hay không ?B. Nếu các viên đạn bay chậm hơn tốc độ âm thanh, thì tại sao một chiếc máybay chiến đấu siêu thanh bắt kịp âm thanh riêng của nó, nhưng không bắt kịpnhững viên đạn riêng của nó ?C. Nếu một ai đó ở trong một chiếc máy bay nói chuyện với bạn, thì lời nóicủa họ có bị lệch Doppler không ?
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 

File đính kèm:

  • pdfbai_giang_dao_dong_va_song.pdf
Ebook liên quan