Các lĩnh vực nghiên cứu của Vật lí học là gì? Các nhà khoa học trong các lĩnh vực vật lí nghiên cứu như thế nào?

Câu hỏi: Vật lí học thế kỉ XIX có những đóng góp quan trọng trong sự tiến bộ của khoa học và công nghệ nhờ sự phát triển của các lĩnh vực nghiên cứu trong vật lí. Các lĩnh vực nghiên cứu của Vật lí học là gì? Các nhà khoa học trong các lĩnh vực vật lí nghiên cứu như thế nào?

Lời giải:

- Các lĩnh vực nghiên cứu của Vật lí học:

+ Vật lí thiên văn và vũ trụ học;

+ Vật lí hạt cơ bản và năng lượng cao;

+ Vật lí nano;

+ Vật lí laser;

+ Vật lí bán dẫn;

+ Vật lí y sinh.

- Các nhà khoa học trong các lĩnh vực vật lí nghiên cứu thông qua thí nghiệm hoặc các mô hình toán học.

* Phương pháp thí nghiệm

Thí nghiệm là phương pháp nghiên cứu các sự vật, hiện tượng bằng cách sử dụng các phương tiện vật chất để can thiệp vào trạng thái tự nhiên của chúng nhằm tạo xa cho chúng những điều kiện nhân tạo, tách chúng thành các bộ phận và kết hợp chúng lại, sản sinh chúng dưới dạng “thuần khiết”.

Ví dụ:

+ Nhúng một thanh kim loại vào bình a-xít để nghiên cứu độ bền của thanh kim loại đó.

+ Bác sỹ thí nghiệm vắc-xin ở loài thỏ trước, nếu kết quả tốt thì sẽ đem vắc-xin chữa bệnh ở người theo quy mô tăng dần.

– Nhờ có thí nghiệm, người ta khám phá ra những thuộc tính của hiện tượng mà trong những điều kiện tự nhiên không thể khám phá được.

– Nếu như trong quan sát, chủ thể không can thiệp vào trạng thái tự nhiên của khách thể, thì trong thí nghiệm chủ thể chủ động tác động lên khách thể, thay đổi những điều kiện tồn tại tự nhiên của khách thể, buộc khách thể phải bộc lộ bản tính của mình cho chủ thể nhận thức.

* Mô hình toán học

Mô hình là một dạng đơn giản hoá của sự vật thực tế, mô hình vật thực và mô hình toán học đều là như vậy. Chẳng hạn như trong vật lý có nói đến quá trình vận động của tàu hoả, cho rằng tàu hoả vận động đều tức là vận tốc của tàu hoả, cho rằng tàu hoả vận động đều tức là vận tốc của nó giữ nguyên không thay đổi, từ đó tính ra quan hệ giữa quãng đường đi và thời gian. Nhưng trên thực tế tàu hoả không thể lúc nào cũng vận động đều về phía trước, sự khởi động ban đần, lúc vào bến của tàu hoả đều có sự thay đổi về vận tốc. Với tiền đề cho rằng vận tốc của tàu hoả là tiến đều về vận tốc. Với tiền đề cho rằng vận tốc của tàu hoả là tiến đều về phía trước, chúng ta có được một công thức như sau: Quãng đường đi = Vận tốc (V) x Thời gian (T)

Xây dựng một mô hình toán học thích hợp sẽ đem lại nhiều thuận lợi đáng kể cho các mặt trong cuộc sống sản xuất, sinh hoạt, làm việc của chúng ta, hơn nữa muốn xây dựng được một mô hình toán học tốt cũng là một công việc không dễ dàng chút nào bởi vì ngoài việc phải nắm vững đầy đủ kiến thức toán học cơ bản, còn cần phải có hiểu biết sâu sắc về các vấn đề cần nghiên cứu.