TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA VẬT LÝ
MÔN: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
ĐỀ TÀI:
Giáo viên hướng dẫn: Lê Văn Hoàng
Sinh viên thực tập: Hoàng Thị Thanh Thảo
Đoàn Thị Minh Thư
Trần Bùi Cẩm Vân
2
TP HCM, Ngày 15 tháng 5 năm 2009
MỤC LỤC
LỜI NGỎ………………………………………………………………………. 3
ĐIỆN TÍCH NHỎ NHẤT XƯA VÀ NAY………………………………..…...4
I. Điện tích………………………………………………………………..….4
I.1. Khái quát về điện tích:……………………………………………...4
I.2. Thuộc tính và tính chất của điện tích:……………………………....4
I.3. Các loại điện tích:………………………………………………..…6
II. Quan niệm cổ điển:
II.1. Electron:………………………………………………………….....6
II.1.1 Lược sử quá trình khám phá ra electron………………….….6
II.1.2. Giới thiệu về electron……………………………………..…6
II.1.3. Thí nghiệm tìm ra electron………………………………..…7
II.1.4. Thí nghiệm đo điện tích điện tử………………………….….8
II.1.5. Các thuộc tính và tính chất của electron…………………….9
II.1.6. Ứng dụng của electron……………………………………..11
II.2. Proton:
II.2.1. Khái quát về proton………………………………………...13
II.2.2. Sự ổn định………………………………………………….13
II.2.3. Trong hóa học………………………………………………14
II.2.4. Lịch sử……………………………………………………...14
II.2.5. Phản proton………………………………………………...14

các bạn thông cảm.
Phương pháp nghiên cứu khoa học Lý 3 chính quy
5
ĐIỆN TÍCH NHỎ NHẤT
XƯA VÀ NAY
I. ĐIỆN TÍCH:
I.1 Khái quát về điện tích:
Điện tích là một tính chất cơ bản và không đổi của một số hạt hạ nguyên
tử, đặc trưng cho tương tác điện từ giữa chúng. Điện tích tạo ra trường điện từ và
cũng như chịu sự ảnh hưởng của trường điện từ. Sự tương tác giữa một điện tích
với trường điện từ khi nó chuyển động hoặc đứng yên so với trường điện từ này
là nguyên nhân gây ra lực điện từ, một trong những lực cơ bản của tự nhiên.
Điện tích còn được hiểu là "hạt mang điện".
I.2 Thuộc tính và tính chất của điện tích:
Các hạt mang điện cùng dấu (cùng dương hoặc cùng âm) sẽ đẩy nhau.
Ngược lại, các hạt mang điện khác dấu sẽ hút nhau. Tương tác giữa các hạt mang
điện nằm ở khoảng cách rất lớn so với kích thước của chúng tuân theo định luật
Coulomb. Định luật Coulomb đặt theo tên nhà vật lý Pháp Charles de Coulomb,
phát biểu là:
“Độ lớn lực tương tác giữa hai điện tích điểm tỷ lệ thuận với tích các độ
lớn điện tích và tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng các giữa chúng”.
Điện tích của một vật vĩ mô là tổng đại số của tất cả các điện tích tương
ứng của các hạt phần tử cấu thành nên vật đó. Thông thường, các vật quanh ta
Phương pháp nghiên cứu khoa học Lý 3 chính quy
6
đều trung hòa về điện, đó là do mỗi nguyên tử ở trạng thái tự nhiên đều có tổng
số proton bằng tổng số electron, nên các điện tích của chúng bù trừ lẫn nhau.
Tuy nhiên, ngay cả khi điện tích tổng cộng của một vật bằng không, vật ấy
vẫn có thể tham gia tương tác điện từ, đó là nhờ hiện tượng phân cực điện. Các
điện tích chịu sự ảnh hưởng của hiện tượng phân cực gọi là điện tích liên kết, các

− Theo Aristotle thì vật chất được cấu tạo liên tục, tức là có thể chia một
mẫu vật chất ngày càng nhỏ mà không có một giới hạn nào.
− Democritus lại cho rằng vật chất vốn có dạng hạt và vật chất được tạo
thành từ một số lớn các loại nguyên tử (atom).
− Năm 1830, John Danlton chỉ ra rằng hợp chất hóa học là do các nguyên
tử co cụm lại với nhau tạo nên những đơn nguyên tử được gọi là phân tử.
− Năm 1897, J.J.Thomson đã chứng minh được sự tồn tại của một hạt vật
chất mà ông gọi là electron. Một hạt có khối lượng nhỏ hơn khối lượng của
nguyên tử nhẹ nhất khoảng một ngàn lần.
II.1.2 Giới thiệu về Electron:
Điện tử (hay còn gọi là electron, được kí hiệu là e−) là một hạt hạ nguyên
tử, hay hạt sơ cấp. Trong nguyên tử, electron quay xung quanh hạt nhân (hạt
nhân bao gồm các proton và neutron) trên quỹ đạo electron. Từ electron bắt
Phương pháp nghiên cứu khoa học Lý 3 chính quy
8
nguồn từ tiếng Hy Lạp ηλεκτρον (phát âm là "electrum") có nghĩa là hợp kim
của bạc và vàng.
Electron thuộc lớp đầu tiên của nhóm lepton trong loại hạt Fermion của
hạt cơ bản, nó chịu tương tác hấp dẫn, tương tác điện từ và tương tác yếu.
Electron có phản hạt là positron. Electron được đề nghị bởi George Johnstone
Stoney như là đơn vị điện tích trong điện hóa học, nhưng cũng nhận ra rằng nó
còn là hạt hạ nguyên tử và đến năm 1897 được nhà vật lý người Anh Joseph J.
Thomson
1
tìm ra tại phòng thí nghiệm Cavendish của trường Đại học
Cambridge, trong khi ông đang nghiên cứu về "tia âm cực".
II.1.3 Thí nghiệm:
Điện tử là hạt hạ nguyên tử đầu tiên được tìm ra dựa vào tính chất điện của
vật chất. Vào cuối thập kỷ đầu tiên của thế kỷ thứ 19, người ta đã nghiên cứu
ống chùm ca-tốt (cathode ray tube). Ống chùm ca-tốt là một ống thuỷ tinh, bên

hộp trong suốt. Đáy và đỉnh hộp làm
bằng kim loại được nối với nguồn điện
một chiều với một đầu là âm (-) và một
đầu là dương (+).
Millikan quan sát từng giọt rơi
một và cho áp dụng hiệu điện thế lớn
giữa hai tấm kim loại rồi ghi chú lại tất cả những hiệu ứng. Ban đầu, giọt dầu
không tích điện, nên nó rơi dưới tác dụng của trọng lực. Tuy nhiên sau đó,
Millikan đã dùng một chùm tia Röntgen để ion hóa giọt dầu này, cung cấp cho
nó một điện tích. Vì thế, giọt dầu này đã rơi nhanh hơn, vì ngoài trọng lực, nó
còn chịu tác dụng của điện trường. Dựa vào khoảng thời gian chênh lệch khi hai
2
Phụ lục V.2, trang 28.
Phương pháp nghiên cứu khoa học Lý 3 chính quy
10
giọt dầu rơi hết cùng một đoạn đường, Millikan đã tính ra điện tích của các hạt
tích điện. Xem xét kết quả đo được, ông nhận thấy điện tích của các hạt luôn là
số nguyên lần một điện tích nhỏ nhất, được cho là tương ứng với 1 electron, e =
1,63 × 10-19 coulomb.
Năm 1917, Millikan lặp lại thí nghiệm trên với thay đổi nhỏ trong phương
pháp, và đã tìm ra giá trị điện tích chính xác hơn là e = 1,59 × 10-19 coulomb.
Những đo đạc hiện nay dựa trên nguyên lý của Millikan cho kết quả là e = 1,602
× 10-19 coulomb.
II.1.5 Các thuộc tính và tính chất của electron:
Electron có điện tích âm −1.602 × 10
−19
coulomb, và khối lượng khoảng
9.1094 × 10
−31
kg (0.51 MeV/c²), xấp xỉ 1/1836 khối lượng của proton.

Vận tốc của electron trong chân không xấp xỉ nhưng không bao giờ bằng c
(vận tốc ánh sáng trong chân không). Điều này là do hiệu ứng của thuyết tương
đối. Hiệu ứng của thuyết tương đối dựa trên một đại lượng được biết đến như là
gamma hay hệ số Lorentz. Gamma là một hàm của v - vận tốc của hạt, và c.
Dưới đây là công thức của gamma:
)(1
1
2
2
c
v
−
=
γ
Năng lượng cần thiết để gia tốc một hạt thì bằng gamma trừ đi 1 lần khối
lượng tĩnh. Ví dụ, máy gia tốc tại Đại học Stanford có thể gia tốc êlectron tới
Phương pháp nghiên cứu khoa học Lý 3 chính quy
12
khoảng 51 GeV. Máy gia tốc này cung cấp gamma bằng 100.000 lần khối lượng
tĩnh của electron là 0.51 MeV/c² (khối lượng tương đối của electron nhanh này là
100.000 lần khối lượng tĩnh của nó). Giải phương trình trên ta có vận tốc của
electron nhanh nói trên là
c)
2
1
1(
2
−
−
γ

(Microscope à effet tunnel) để nghiên cứu các vật liệu ở thang đo kích thước
nguyên tử (2x10
-10
m).
II.1.6.5 Electron trong lý thuyết:
Trong cơ học lượng tử, electron được mô tả trong phương trình Dirac.
Trong mô hình chuẩn của vật lý hạt, nó tạo thành một cặp với neutrino, vì chúng
tương tác với nhau bằng lực tương tác yếu. Electron có hai "người bạn" to lớn,
với cùng điện tích nhưng khác nhau về khối lượng là: muon và tauon.
Trong thế giới phản vật chất, phản hạt của electron là positron. Positron có
cùng các giá trị thuộc tính (khối lượng, spin, giá trị tuyệt đối của điện tích) như
electron, ngoại trừ nó mang điện tích dương. Khi electron gặp positron, chúng có
thể tiêu diệt lẫn nhau, tạo thành hai photon trong tia gamma, mỗi tia có năng
lượng 0.511 MeV (511 keV).
Electron còn là yếu tố cơ bản trong điện từ trường, là lý thuyết gần đúng
cho các hệ thống vĩ mô.
II.2 Proton:
II.2.1 Khái quát về Proton:
Phương pháp nghiên cứu khoa học Lý 3 chính quy