Giải Chuyên đề Vật lí 10 Chân trời sáng tạo trang 23
Haylamdo biên soạn và sưu tầm lời Giải Chuyên đề Vật lí 10 trang 23 trong Bài 3: Ứng dụng của vật lí trong một số ngành nghề sách Chân trời sáng tạo. Với lời giải hay , chi tiết hy vọng sẽ giúp các học sinh dễ dàng nắm được cách làm bài tập Chuyên đề Lí 10.
Chuyên đề Vật lí 10 trang 23 Chân trời sáng tạo
Mở đầu trang 23 Chuyên đề Vật lí 10: Cùng với sự phát triển của kinh tế xã hội, các lĩnh vực nghề nghiệp ngày càng được chuyên môn hóa với trình độ ứng dụng công nghệ ngày càng cao. Sự phát triển của khoa học công nghệ đòi hỏi sự đóng góp của rất nhiều ngành khoa học. Vậy, vật lý đã đóng vai trò như thế nào trong sự hình thành, phát triển của những nhóm ngành nghề trong xã hội?
Lời giải:
Vật lí đã đóng vai trò trong sự hình thành, phát triển của những nhóm ngành nghề trong xã hội là
- Trong quân sự nghiên cứu và chế tạo các thiết bị quân sự để đảm bảo vấn đề an ninh, quốc phòng của nước ta. Công nghệ nano có nhiều ưu điểm, không chỉ làm cho việc chế tạo các loại vũ khí thông thường dễ dàng với chi phí thấp hơn nhiều mà còn có thể phát triển các loại vũ khí mới rất tinh vi, phức tạp.
- Trong khí tượng thủy văn việc đo dòng chảy của sông được thực hiện liên tục chính xác bằng phương pháp phân tích hình ảnh KU_STIV nhằm đưa ra những chiến lược quản lí rủi ro, lũ lụt. Ngành khí tượng thủy văn đã xây dựng được một số mô hình vật lí - toán học cho dữ liệu lớn (big data), kết hợp với những máy tính siêu hiện đại để mô phỏng những diễn biến của thời tiết, thủy văn từ đó đưa ra những dự báo sớm và chính xác. Sự phát triển của vệ tinh nhân tạo và công nghệ chụp ảnh viễn thám cho phép chụp ảnh Trái Đất từ không gian với độ phân giải cao cũng góp phần rất lớn trong việc cung cấp thông số đầu vào cho các mô hình dự báo khí tượng thủy văn, việc dự báo chính xác các hiện tượng thời tiết bất thường đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ người dân các cơ sở sản xuất kinh tế và cơ sở hạ tầng kĩ thuật khỏi những thiệt hại nghiêm trọng.
- Trong nông lâm nghiệp ứng dụng của vật lý đã góp phần chuyển đổi canh tác truyền thống thành các phương pháp hiện đại với năng suất vượt trội. Sự phát triển của công nghệ cảm biến kết nối không dây với điện thoại thông minh đã giúp tạo ra các thiết bị kiểm tra chất lượng nước cho các hồ thủy sản giúp người nuôi liên tục giám sát chất lượng nước trong hồ từ đó giảm rủi ro và tăng năng suất nuôi trồng. Trong lĩnh vực lâm nghiệp hệ thống cảm biến không dây cũng đang được sử dụng trong các hệ thống cảnh báo sớm và giám sát cháy rừng, từ đó bảo vệ nguồn oxygen cho Trái Đất.
- Sự phát triển của cơ khí tự động hóa cũng đã góp phần nâng cao năng suất của ngành nông nghiệp bằng việc kết hợp kiến thức về khí động lực học, các cảm biến chuyển động và công nghệ điều khiển không dây, máy bay không người lái đã được phát triển và ứng dụng vào việc chụp ảnh độ phân giải cao ở các khu vực trồng trọt. Sau đó các thuật toán xử lý hình ảnh sẽ phát hiện tình trạng sâu bệnh và mức độ phát triển của cây trồng. Ngoài ra các hệ thống tưới tự động sử dụng cảm biến độ ẩm, hệ thống phun thuốc trừ sâu tự động không gây hại cho sức khỏe của con người; các máy móc cơ khí giúp cho quá trình nuôi trồng thu hoạch được thuận lợi hơn.
- Trong điện tử: Thiết bị tích trữ tĩnh điện có tên gọi là Chai Leyden, tụ điện đầu tiên được sử dụng rộng rãi trong thí nghiệm về điện học thời bấy giờ. Phát minh này đặt nền móng cơ bản cho sự phát triển của điện tử học.
- Từ các linh kiện điện tử rời rạc như tụ điện, điện trở, transistor, diode,… các nhà nghiên cứu đã chế tạo ra mạch tích hợp IC đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển các thiết bị điện tử, mạch FPGA (Field – Programable Gate Array) có khả năng được lập trình theo mục đích sử dụng. Ngày nay, các linh kiện điện tử được phát triển dựa trên công nghệ bán dẫn giúp các thiết bị có giá rẻ, kích thước nhỏ, giảm diện tích.
- Việc sử dụng năng lượng mặt trời đầu tiên được Charles Fritts (Sác-lơ Phờ - rit) (1850 – 1903) thực hiện vào năm 1884 với những tấm pin năng lượng mặt trời trên mái nhà của mình tại New York . Các tấm pin năng lượng mặt trời ngày một cải tiến nhằm nâng cao hiệu suất và ứng dụng phổ biến trong cuộc sống. Pin năng lượng mặt trời được sử dụng cho thiết bị thăm dò trên hỏa tinh mới NASA năm 2021.
- Trong cơ khí, tự động hóa: Vào thế kỷ thứ XVII - XVIII những đột phá trong Vật lí đã được ứng dụng vào trong lĩnh vực cơ khí như: đồng hồ bấm giờ chính xác đầu tiên vào năm 1657, máy hơi nước của James Watt tạo nền tảng cho cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ nhất tại nước Anh.
- Trong cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư cơ khí tự động hóa dựa trên nền tảng robotic, công nghệ chế tạo cảm biến đang ngày càng xuất hiện phổ biến trong các chuỗi cung ứng sản xuất và đời sống như: dây chuyền sản xuất tự động ô tô, dây chuyền sản xuất tự động cơm hộp hoặc cao cấp hơn là hệ thống lái của ô tô. Nền tảng của cơ khí tự động hóa chính là công nghệ cảm biến và những thuật toán máy tính là nền tảng cho trí thông minh nhân tạo giúp máy móc có thể tự vận hành, tự học tập với những hành vi thông minh như loài người.
- Ngoài ra xu hướng sử dụng robot trí tuệ nhân tạo thay thế con người trong việc sửa chữa các trạm vũ trụ và khám phá không gian vũ trụ cũng đã dần được hình thành và phát triển với mô hình đầu tiên (Robonaut) đã được NASA phát triển vào những năm đầu của thế kỷ XXI.
- Trong thông tin truyền thông: Những nghiên cứu về mạch điện, điện tử (tụ điện, diode, transitor, LED, nam châm ,…) đã được ứng dụng để chế tạo các phần cứng máy tính, điện thoại; những nghiên cứu về công nghệ vật liệu, vật liệu bán dẫn đang được ứng dụng để phát triển chip vi xử lí cho máy tính, điện thoại; những nghiên cứu về từ tính, quang học đang được ứng dụng trong một số bộ phận liên quan như ổ cứng, thẻ nhớ, đầu đĩa DVD.
- Những nghiên cứu liên quan đến công nghệ vật liệu, quang học trong hệ thống cáp quang cũng đã tạo ra một phương pháp mới trong việc truyền tải thông tin giúp cho truyền hình kỹ thuật số có những phát triển vượt bậc trong những năm gần đây.
- Trong các ngành khoa học khác: Sự phát triển của bộ xử lí đồ họa (GPU) đã tạo điều kiện cho các nhà khoa học thực hiện những mô phỏng động lực học phân tử (MD – Molecular Dynamics). Mô phỏng MD đang được sử dụng để nghiên cứu những tính chất vật lí của các phân tử, đại phân tử, từ đó có rất nhiều ứng dụng trong việc nghiên cứu DNA, bào chế thuốc, chế tạo vật liệu mới,…
- Các phương pháp nhiễu xạ tinh thể, phát xạ hồng ngoại, quang phổ huỳnh quang, quang phổ tử ngoại - khả kiến (UV –VIS) cũng được áp dụng rộng rãi trong hóa học, sinh học để nghiên cứu các tính chất hóa lí của các chất.
Câu hỏi 1 trang 23 Chuyên đề Vật lí 10: Thảo luận về vai trò của một số kiến thức vật lí được ứng dụng trong quân sự.
Lời giải:
- Khoa học quân sự đã có những bước tiến vượt bậc cùng với sự phát triển của vật lí. Các kiến thức vật lí đã được áp dụng vào việc chế tạo thiết bị quân sự một cách đa dạng hơn: máy bay tiêm kích sử dụng các kiến thức về khí động lực học, bảo toàn động lượng, hệ thống hệ thống tên lửa phòng không, sử dụng hệ thống phát và thu sóng điện từ kết hợp với các thuật toán quỹ đạo để phát hiện tên lửa mục tiêu và điều khiển hệ thống tên lửa bám hướng đến tiêu diệt mục tiêu, tàu ngầm quân sự hoạt động dựa trên định luật Ác-si-mét, nguyên lí Pascal, năng lượng hạt nhân.
Lời giải bài tập Chuyên đề học tập Vật lí 10 Bài 3: Ứng dụng của vật lí trong một số ngành nghề Chân trời sáng tạo hay khác:
