Giáo án Vật lý 12 nâng cao chương X

ám khí bị ion hóa được phóng ra từ một ngôi sao mới hay sao siêu mới. 
3. Khái quát về sự tiến hóa của các sao
+ Các sao được hình thành từ các đám mây khí và bụi. Đám mây này vừa quay vừa co lại do tác dụng của lực hấp dẫn và sau vài chục nghìn năm, vật chất tập trung ở giữa, tạo thành một tinh vân dày đặc và dẹt. Ở trung tâm tinh vân, nơi có mật độ cao nhất, một ngôi sao nguyên thuỷ được tạo thành.Vì mới “ra đời” Sao chưa nóng lên chỉ phát bức xạ ở miền hồng ngoại.
+ Sao tiếp tục co lại và nóng dần, trong lòng sao bắt đầu xảy ra phản ứng nhiệt hạch, trở thành ngôi sao sáng tỏ.
+ Trong thời gian tồn tại của sao, các phản ứng nhiệt hạch xảy ra trong lòng ngôi sao làm tiêu hao dần hiđrô có trong sao, tạo thành Heli và các nguyên tố…Khi nhiên liệu trong sao cạn kiệt, sao biến thành các thiên thể khác. Lí thuyết cho thấy các sao có khối lượng cỡ Mặt trời có thể sống tới 10 tỷ năm, sau đó biến thành sao lùn trắng. Còn các sao có khối lượng lớn hơn mặt trời thì chỉ sống được khoảng 100 triệu năm, nhiệt độ sao giảm dần và sao trở thành sao kềnh đỏ, sau đó tiếp tục tiến hoá và trở thành một sao nơtron (punxa), hoặc lỗ đen.
Hoạt động 2: Tìm hiểu thiên hà
15
- Các sao tồn tại trong vũ trụ thành những hệ thống tương đối độc lập với nhau. Hệ thống sao gồm nhiều loại sao và tinh vân gọi là Thiên hà.
+ thiên hà xoắn ốc.
 thiên hà elip.
 thiên hà không định hình.
+ Thiên Hà của chúng ta là loại thiên hà xoắn ốc, có đường kính khoảng 100 nghìn năm ánh sáng và có khối lượng bằng khoảng 150 tỉ lần khối lượng Mặt trời….
- Từ Trái đất, chúng ta chỉ nhìn được hình chiếu của Thiên Hà trên vòm trời như một dải sáng trải ra trên bầu trời đêm, thường được gọi là dãi Ngân Hà.
+ GV: Các sao tồn tại trong vũ trụ có mối quan hệ, hệ thống nào không? 
+ Có mấy loại thiên hà chính?
+ Đường kính của các thiên hà?
+ Toàn bộ các sao trong mỗi thiên hà chuyển động như thế nào?
+ Trong Vũ trụ, Trái đất đang ở trong thiên hà nào, có những đặc điểm nào?
4. Thiên hà
Các sao tồn tại trong vũ trụ thành những hệ thống tương đối độc lập với nhau. Hệ thống sao gồm nhiều loại sao và tinh vân được gọi là thiên hà.
a) Các loại thiên hà
+ Có 3 loại thiên hà chính
- Thiên hà có hình dạng dẹt như các đĩa có những cánh tay xoắn ốc, chứa nhiều khí, gọi là thiên hà xoắn ốc.
- Thiên hà hình elip, chứa ít khí và có khối lượng trải ra trên một dài rộng, gọi là thiên hà elip.
- Thiên hà không có hình dạng đặc biệt, trông như những đám mây, gọi là thiên hà không định hình.
+ Đường kính của các thiên hà khoảng 100.000năm ánh sáng 
+ Toàn bộ các sao trong mỗi thiên hà đều quay xung quanh trung tâm thiên hà
b) Thiên hà của chúng ta
Thiên Hà của chúng ta là loại thiên hà xoắn ốc, có đường kính khoảng 100 nghìn năm ánh sáng và có khối lượng bằng khoảng 150 tỉ khối lượng Mặt trời.
Từ Trái đất, chúng ta chỉ nhìn được hình chiếu của Thiên Hà trên vòm trời, như một dải sáng trải ra trên bầu trời đêm, thường được gọi là dải Ngân Hà.
c) Nhóm thiên hà. Siêu nhóm thiên hà
+ Các thiên hà có xu hướng hợp lại với nhau thành nhóm gồm từ vài chục đến hàng vài nghìn thiên hà.
+ Các nhóm thiên hà lại tập hợp thành Siêu nhóm thiên hà hay Đại thiên hà.
C.- HOẠT ĐỘNG KẾT THÚC TIẾT HỌC
	 Củng cố kiến thức: (5/)
Hệ thống các câu hỏi trong SGK 1-4 /trang311
IV: RÚT KINH NGHIỆM
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
Ngày soạn : 05/04/2010 
BÀI 61: THUYẾT BIG BANG
Tiết : 103
I. MỤC TIÊU :
	1. Kiến thức:
- Hiểu các sự kiện sự kiện dẫn đến sự ra đời của thuyết Big Bang.
- Biết khái quát về thuyết Big Bang.
	2. Kỹ năng:
- Bước đầu giải thích sự hình thành vũ trụ.
	3. Thái độ:
II. CHUẨN BỊ :
1. Giáo viên:
- Vũ trụ ban đầu như một máy gia tốc khổng lồ.	- Nguồn gốc của bức xạ vũ trụ. 
- Một vũ trụ nguyên thuỷ không đồng nhất (SGV) 
	2. Học sinh : 	- Ôn lại kiến thức về hạt sơ cấp và hiệu ứng Đốp-le.
III. TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC:
A. HOẠT ĐỘNG BAN ĐẦU
1. Ổn định tổ chức (2/)
2. Kiểm tra bài cũ: (5’)
1. Sao là gì? Nêu những đặc trưng chính của sao?
2. Thiên hà là gì? Nêu các loại thiên hà? Thiên hà của chúng ta thuộc loại gì?
3. Tạo tình huống học tập: Những câu hỏi từ xa xưa, như Vũ trụ từ đâu sinh ra, sinh ra từ bao giờ, tiến hóa ra sao… đang dần dần được Thiên văn học ngày nay trả lời. Trong vài chục năm gần đây, kết hợp với thành tựu của vật lí học hạt sơ cấp, vật lí thiên văn đã đạt được một bước tiến quan trọng trong việc nghiên cứu nguồn gốc và sự tiến hóa của Vũ trụ. Đó là sự ra đời của Thuyết Big Bang.
B. TIẾN TRÌNH BÀI HỌC
TL
Hoạt động của HS
Hoạt động của GV
Kiến thức
HĐ 1: Hai thuyết về Vũ trụ
8
+ Vũ trụ ở trong “trạng thái ổn định”, vô thủy vô chung, không thay đổi từ quá khứ đến tương lai. Vật chất được tạo ra một cách liên tục.
+ Vũ trụ được tạo ra bởi một vụ nổ “vĩ đại” Big Bang cách đây khoảng 14 tỉ năm, hiện nay đang dãn nở và loãng dần.
Nêu hai trường phái về nguồn gốc và sự tiến hóa của Vũ trụ. Phân biệt sự khác nhau của hai trường phái này
Để khẳng định xem, “trong số hai thuyết nêu trên, thuyết nào miêu tả sự tiến hóa của Vũ trụ đúng hơn”, cần phải căn cứ vào các kết quả nghiên cứu và quan sát thiên văn nhờ các thiết bị hiện đại. 
1. Các thuyết về Vũ trụ
a) Một trường phái do nhà vật lí người Anh Hoi-lơ (Fred Hoyle, 1915 ¸ 2000) khởi xướng, cho rằng vũ trụ ở trong “trạng thái ổn định”, vô thủy vô chung, không thay đổi từ quá khứ đến tương lai. Vật chất được tạo ra một cách liên tục.
b) Trường phái khác lại cho rằng Vũ trụ được tạo ra bởi một vụ nổ “vĩ đại” cách đây khoảng 14 tỉ năm, hiện nay đang dãn nở và loãng dần. Vụ nổ nguyên thủy này được đặt tên là Big Bang (vụ nổ lớn). Năm 1948, các công trình nghiên cứu lí thuyết của nhà vật lí học người Mĩ gốc Nga Ga – mốp đã tiên đoán vết tích của bức xạ Vũ trụ nguyên thủy, lúc đầu nóng ít nhất hàng triệu tỉ độ, ngày càng nguội dần vì Vũ trụ dãn nở.
HĐ2: Các sự kiện chứng tỏ tính đúng đắn của thuyết Big bang
15
+ Các quan sát thiên văn dựa vào các dụng cụ ngày càng hiện đại cho thấy, số các thiên hà trong quá khứ nhiều hơn hiện nay. Điều đó chứng tỏ rằng, vũ trụ không ở trong trạng thái ổn định mà đã có biến đổi : Vũ trụ trong quá khứ “đặc” hơn bây giờ. 
Năm 1929, nhà thiên văn học người Mĩ Hớp-bơn. Dựa vào hiệu ứng Đôp-ple đã phát hiện thấy rằng các thiên hà xa xăm rải rác khắp bầu trời đều lùi ra xa Hệ Mặt trời của chúng ta.
+ Bức xạ nền Vũ trụ: là bức xạ được phát đồng đều từ tứ phía trong không trung và tương ứng với bức xạ nhiệt của vật ở khoảng 3K
Yêu cầu hs đọc SGK chứng tỏ vũ trụ không ở trong trạng thái ổn định mà đã có biến đổi.
+ Thông báo: Quan sát được các thiên hà càng xa bao nhiêu, chúng ta càng thăm dò được trạng thái của Vũ trụ trong quá khứ xa xưa bấy nhiêu.
+ Gv thông báo: Năm 1965 hai nhà vật lí thiên văn người Mĩ, Pen-di-át và Uyn-xơn đã tình cờ phát hiện ra một bức xạ “lạ” khi họ đang thử máy thu tín hiệu trên bước sóng 3 cm. Sau đó, họ đã khẳng định được rằng bức xạ này được gọi tắt là bức xạ 3K. (bức xạ “nền” Vũ trụ.)
2. Các sự kiện thiên văn quan trọng
a) Vũ trụ dãn nở
+ Năm 1929, nhà thiên văn học người Mĩ Hớp-bơn. Dựa vào hiệu ứng Đôp-ple đã phát hiện thấy rằng các thiên hà xa xăm rải rác khắp bầu trời đều lùi ra xa Hệ Mặt trời của chúng ta. Hơn nữa, ông còn tìm thấy rằng, tốc độ lùi ra xa của thiên hà tỉ lệ với khoảng cách d giữa thiên hà và chúng ta (định luật Hớp – bơn)
	v = H.d,
với H là một hằng số, gọi là hằng số Hớp-bơn có trị số H = 1,7.10-2 m/s. năm ánh sáng (1 năm ánh sáng = 9,46.1012km).
Điều phát hiện của Hớp-bơn đã chứng tỏ các thiên hà dịch chuyển ra xa nhau, đó là bằng chứng của sự kiện thiên văn quan trọng : Vũ trụ đang dãn nở.
b) Bức xạ “nền” Vũ trụ
Năm 1965 hai nhà vật lí thiên văn người Mĩ, Pen-di-át và Uyn-xơn đã tình cờ phát hiện ra một bức xạ “lạ” khi họ đang thử máy thu tín hiệu trên bước sóng 3 cm. Sau đó, họ đã khẳng định được rằng bức xạ này được phát đồng đều từ tứ phía trong không trung và tương ứng với bức xạ nhiệt của vật ở khoảng 3K (chính xác là 2,735K); bức xạ này được gọi tắt là bức xạ 3K. Kết quả thu được đã chứng tỏ bức xạ đó là bức xạ được phát ra tứ phía từ Vũ trụ nay đã nguội và được gọi là bức xạ “nền” Vũ trụ.
c) Kết luận
Hai sự kiện thiên văn quan trọng nêu trên và một số sự kiện thiên văn khác đã minh chứng cho tính đúng đắn của Thuyết Big Bang.
HĐ 3: Tìm hiểu Thuyết Vụ nổ lớn (Big Bang)
10
+ Vũ trụ bắt đầu dãn nở từ một “điểm kì dị” (gọi là điểm zero Big Bang): lúc này tuổi và bán kính của vũ trụ là số không
+ Từ thời điểm này đến 10-43s các định luật không áp dụng được.
+ Thời điểm 10-43s (thời điểm Plăng): kích thước vũ trụ là 10-35 m, nhiệt độ là 1032 K và mật độ là 1091 kg/cm3. Năng lượng trong Vũ trụ 1015 GeV.
+ Từ thời điểm 10-43s đến nay (14 tỉ năm) vũ trụ dãn nỡ và nhiệt độ giảm. 
- Sau vụ nổ 1s hình thành các prôtôn và nơtron (nuclôn).
- Sau t = 3 phút, các hạt nhân đầu tiên được tạo thành ( heli).
- Sau t = 300 000 năm, các nguyên tử đầu tiên được tạo thành (H và He).
- Sau t = 3 triệu năm sau mới xuất hiện các sao và thiên hà.
+ Hiện nay nhiệt độ vũ trụ 2,7K ( bức xạ nền 3K)
Gv yêu cầu hs đọc SGK và hệ thống thuyết Big bang
Những sự kiện và những số liệu đã nêu trên đây chưa phải là hoàn toàn chính xác, còn có những chỗ sẽ phải bổ sung hoặc hiệu chỉnh. Tuy nhiên, về đại thể, quá trình trên đây được coi là đáng tin cậy.
Thuyết Vụ nổ lớn chưa giải thích được hết các sự kiện quan trọng trong Vũ trụ và đang được các nhà vật lí thiên văn phát triển và bổ sung.
3. Thuyết Vụ nổ lớn (Big Bang)
+ Theo thuyết Vụ nổ lớn, vũ trụ bắt đầu dãn nở từ một “điểm kì dị”. Muốn tính tuổi của Vũ trụ, ta phải lập luận để đi ngược thời gian đến “điểm kì dị”, lúc tuổi và bán kính của vũ trụ là số không để làm mốc (gọi là điểm zero Big Bang). Tại điểm này các định luật vật lí đã biết và thuyết tương đối rộng (thuyết hấp dẫn) không áp dụng được. 
+ Vật lí học hiện đại dựa vào vật lí hạt sơ cấp đã giúp ta trở lại quá khứ, nhưng chỉ đoán được những sự kiện đã xảy ra bắt đầu từ thời điểm tp = 10-43 s sau Vụ nổ lớn; thời