Những phát minh bất ngờ trong vật lí pdf

Những phát minh bất ngờ trongvật lí A. LỜI MỞ ĐẦU: Lịch Sử Vật Lý. Tất cả chúng ta được sinhravà tồntại trong vũ trụ này là mộtđiều không phải ngẫu nhiên.Mọi thứ trong vũ trụ đều có nguồn gốc và nguyên nhân của nó. Xã hội tađang sống hiện nay cũng đã điqua một quá trình lịch sử lâu dài. Ngay cả chúngta cũng không biếtmình được hìnhthành và tạo ranhư thế nào.Để biết được chúng ta phải tìm hiểu về lịch sử của loài người là con người được xuất pháttừ loài linhtrưởng hayloài vượn người tinhkhôn Homosapiens?Haylà sự xuấthiện đầutiên là có hạt co-a-xet-va.Chúng ta thấy rằngtất các các môn học trong tự nhiên hayxã hội nó điềucó quan hệ biện chứng chặt chẽ cho nhauchứ khôngtách rời nhau. Nhờ các ngành khoa học mà chúng ta đã xóa bỏ được quan niệmthế giới loài người là do thần linhtạo nên. Quađó chúng ta hoàn toàn xóa bỏ đêm trườngtrung cổ. Vật lý đượccoi là mộtmôn khoa học cơ bảnnhất củakhoa học tự nhiên. Nó giảiquyếtcác thànhphần cơ bản nhất cùavật chất và các tương táccủa chúng cũng như nghiêncứu về các nguyên tử và việc tạothành phân tử vàchất rắn.Vậtlý cố gắng đưa ranhững mô tả thống nhất về tính chất của vậtchất vàbức xạ, bao quát rất nhiềuloại hiện tượng. Tri thức là mộtquá trìnhcó tínhlịch sừ, mỗi khoahọc đều có lịchsử của nó. Lịch sử vật lý nghiên cứu sự hình thành vàpháttriển của khoahọc vật lý như một thể thống nhất. Nó trìnhbày các sự kiện vật lý có chọn lọc và có hệ thống nhằm tái hiện toàn bộ quá trìnhcủa khoa học vật lý.Lịchsử vật lý phântích nhữngsự kiện vật lý nhằm chứngminhrằng đó là sự phát triển tấtyếu và điều quantrọnghàng đầu là tìm ra quy luật tổng quát củasự phát triển vật lý học. Vậtlý là một hình thái nhậnthức thế giới tự nhiên củacon người. Nó có nhiệm vụ phát hiện, trìnhbày các sự kiện vậtlý mộtcách hệ thống có chọn lọc. Lịch sử vật lýphân tíchvàtìm ra các quy luật tổng quátcủa sự phát triển vật lý quacácthời đại. Nhàbác học Louis DeBroglieđã nói:“ Nhàvật lý tìm hiểu sự pháttriển của vật lý sẽ manglại nhiều bổ ích trong cuộc đời nghiêncứu khoahọc của mình”. “Nghiên cứu lịch sử các khoa học không phải là bới đống tro tàn mà tìm trong đó ngọn lửa, rút ra bài học cho tương lai". Bài viết này tìm hiểu nhữngphát minhbất ngờ của quátrình lịch sử vật lý, nhưng không có thể hiện đầy đủ mà chỉ một phần nhỏ và khôngcó độ chínhxác cao. Vì có nhiều nguồn thông tinkhácnhau nên mỗi tư liệu có sự khác biệtvà nhóm nhất quyết thống nhất lấy theo sách Hứa Duy Lượng. B. NỘI DUNG: Trongcuộc sốngluôn cónhững việc bấtngờ đến với chúngta. Trongkhoa học cũng chínhtừ nhữngviệc bấtngờ mà đã dẫn đến rất nhiều những phát minh nổi tiếng củacác nhà khoahọc. Sau đâylàmộtsố mẫuchuyện kế về các thành tựu khoa họcđược phát minhbất ngờ. Chúng tôi xin phép được trình bày về vấn đề nhữngphát minhbấtngờ trong vật lý. Nhómxin phép được đisâu vàochi tiết mộtsố mẫuchuyện. Thẩm Quát: Mộng Khê Bút Đàm Mã Quân: Xe chỉ Nam Planck: Gợi ý từ người thợ nề Rutherford: Mẩu hành tinh nguyên tử Du Hạo: Biện Thành Bát Cảnh chimede: Định Luật Archimede Newton: Định luật vạn vật hấp hẫn Franklin: Lý thuyết điện học Alessandro Volta: Pin Volta Samuel Morse: Tín hiệu Morse Thomas Edison: Bóng đèn Ronghen: Tia X I. Mộng Khê Bút Đàm Bắc Tống Trung Quốc, Phố Nhuận Châu (Trần GiangTỉnhGiangTố) có nơi gọi là Mộng Khê Viên, ở đó có hòn núi, cạnh núi có ngôi nhà có một giásách chiếm hơnnữaphòng, lànơi ThẩmQuát ngồi làm sách.Có một bộ nồi tiếng ôngviết là MộngKhê Bút Đàm. Cónhững trang viết về âm thanh ôngcó kể lại mộtcâu chuyện, ông cómột người bạn yêu nhạc, hômnào đến ông cũng được nghenhạcnhưng một hômông đến khôngnghebạnđánh đàn. Ônghỏi lí do ở ông bạnthì nghe bạn ông giải thíchlà”phòng trốngcủa nhà có treocây đàn Tỳ Bà, cứ mỗi khi tấunhạc điệu bằngSáo vàSênhthì đàn Tỳ Bà cũng họa theo”, bạn ông cho là có manên khônghòa tấunữa. ThẩmQuát nghĩ: Người ta dùngda bò làm ốngđựng tên, lúchành quân để gói đầu ngủ, trong ống rỗng có thề nghe tiếng ngườivà ngựa trong vòng vài dặm. Suy nghĩ rồi ông cho rằng âm thanh đó có thể do cộnghưởng rồi ônggiải thích cho bạn ông hiểu rõ. II. Xe Chỉ Nam Theo truyền thuyết thời thượngcổ ở TrungQuốc, Hoàng Đế đánhnhau với Xuy Vưu dotrời có mây quân không nhìn rõ hướng Hoàng Đế nghĩ ra xeChỉ Nam chỉ phương choquân sĩ đánh lại XuyVưu. Còn một truyềnthuyết vàothời Chu,Sứ giả người ViệtThường ở phương Namkhông nhớ đườngvề, Chu Công làm raxe Chỉ Namsai người đưa sứ về nước. Mã Quân là nhà phát minh máy móckiệt xuất đời TamQuốc,ngườinước Ngụy. Nghetruyền thuyết Ông suynghĩ, có lầntrước mặtNgụy MinhĐế Mã Quân giảithích rõ và được Ngụy MinhĐế chuẩncho Mã Quân chế thử. Ông về nghĩ cách, có mộthôm Mã Quân ngồi xe ngựa cùng bạn đidạo, trên xe Mã Quân chăm chú nhìn cáchquẹotrái phải của xe,cuối cùng cũng tìmthấy chỗ thắt gútcủa vấn đề. Quanhiều lần thử nghiệmông đã chế tạo ra được chínhxác. Mã Quân biểu diễn trong cung, trên xe Chỉ Namcómộtngười bằng gỗ, bất luận xe đi hướng nào ngón tay cũngchỉ về hướng Nam. Vậycó phải trongtay ngườigồ đề nam chăm không? Không!Trongxe có mộthệ thống bánh răng cơ giới phức tạp, tinh xảo. Lợi dụng sự chuyền động theo chiều khácnhaucủa các bánhxe răng mà ông đã chế thành. Xe Chỉ Namlà thiết bị tự động hóa thuộcloại sớm nhất của thế giới. III. Planck Max KarlErnst LudwingPlancknhà vật lý nổi tiếng thế kỉ 19 đang yênnghỉ. Tấmbia trênmộ ông, không cónhững lời ca ngợicông đức dài dòng văntự, mà chỉ có công thức toán học sau đây: “h=6,625.10erg.sec ”. Nhờ đó màông đoạt giải Nobel,nhờ đó mà sánglập ra thuyết lượng tử. Khi còn đi học thầy Mullercủa ông cómộthôm kể về một ngườithợ nề vất vả bưng từng viên gạch xây nhà. Thầynói ông ta bỏ công ra nơ viên gạch mất công vô ích nhưngkhông mấtnó tồntại một năm, hai năm nhiều năm cho đến khi viên gạch nọ bôngra rơi xuống đất mới kết thúc. Mẫu chuyện này nói rõnguyên lý quan trọng là định luật bảotoàn. Năng lượng khôngtự sinh ra mà cũng không tự mấtđi mà nó chỉ chuyền từ dạng này sangdạngkhác, songtrong hệ kín nănglượng được bảo tồn. Mẫu chuyệncó vaitrò lớn trong việc xây dựng thuyết lượngtử của ông. IV. Rutherford Ông cótên đầy đủ là Ernest Rutherford. Năm 24 tuổi ôngđược học bổng nghiêncứu tại Đại Học Cambridge Anh. Năm1899, ông tìmra tia phóng xạ anhpha, bê ta. Năm 1902ông vớiSoddy chora thuyết phân rã nguyên tử (đoạt giải ba NobelHóa). Thầy ông-Thomxoncó lần giảngbài nói rằng: ”tôi cho rằngmô hìnhcủa nguyêntử giống như quả dưa hấu, ruộtdưa tượng trưngcho các điệntích dương phân bố bên trongnguyêntử, còn vỏ dưa chính là điện tử”. Ôngdựavào đó làm thí nghiệmvà nói rằng: ”Hạtnhân nguyêntử giống như mặt trời,điện tử giống như những hànhtinh quay quanh mặt trời”. Đó là lý thuyết về mẫunguyên tử hành tinh Rutheford.Từ đó vật lý nguyên tử,vật lý hạt nhân rađời. Để tưởng niệm ông người ta đúc photượngđồng bán thâncủa ông trướccửa củaphòng thực nghiệm Học hội Hoànggia Anh. V. Biện Thành Bát Cảnh Thápnghiêng Pidanổitiếng thế giới đượcxây dựng năm1173,tháp bị nghiêng docó vấn đề về nền móng.Còn ở TrungQuốc, thời Tống có xâymột tháp nghiêng, người tạo rakiến trúcđó là Du Hạonăm 989 trên bờ sông Ngũ Trượng của thành Biện Kinh naylà thành phố KhaiPhong,có đủ cácloại người quan, dân họ tập trungđể xem khánh thành tháp linh cảm. Tháp cao 13 tầng, ngôi tháp có hình bát giác, cao 120m,tháp cao nhất Biện Kinhlúc đó. Có một người hỏi: ”Thưa Tiếnsĩ tháp nàyrõ ràng nghiêng hẳn về Tây Bắc, mặt Bắc của ngôi tháp cao hơnhẳn mặt Namđó là vì sao vậy?”.Ông giải thích ở BắcKinh có gió Tây Bắc quanh năm, đấtthì bằngphẳng,gió mạnh, thời giantrôi qua thân tháp sẽ dần dần thẳngđứng, sông Ngũ Trượngnằm ở chânngôi thápnày năm năm tháng tháng chảyqua sẽ làm cho chânngôi tháplún xuống. Hiệntại phía Bắc thápcao hơn ở phía Namlà phòngkhi chân tháp lúnxuống”. Nó bằng gỗ vàrấtchắc chắn. Lẽ ra theotính toán nó tồn tại khoảng700năm, nhưng dokhối lửachiếntranh tàn phá. Sauđó người ta xâylại một ngôi tháp Sắt, khôngphải nóđượcdựnglên bằng gangthép mà cótên như vậy,mà do gạch nung có màu như gang thép.Về saunó là mộttrong “Biện Thành Bát Cảnh” hấp dẫn người bốn phương thamquandu lich. VI. ARCHIMEDE. 1. Sơ lược về tiểu sử và thành tựu của Archimede: Archimede sinhnăm287 TCN. ÔnglànhàToán Học,Vật Lý của Hy Lạp. Ôngsinh ở thành phố cảngSyracure, Sicily. Các thành tựu của ông như là: +Lựcđẩy Archimede. + Địnhluật đònbẩy. + Làmcác tấm gương lớnhộitụ ánh sáng mặt trời thêu rụicác con tàu của người LaMã… Ä Góp phầnlớncho lĩnh vực phát triễn khoahọc ngày nay. Archimede có câu nói nổi tiếng rằng: ” Hãy cho tôi một đểm tựa, tôi sẽ nâng quả đất lên”. Tất nhiên đây chỉ là câu nói để nâng cao tính ưu việtcủa định luật đònbẩy, chứ khônglàm được trong thực tế. Ôngchỉ ra rằng: ” Đòn bẩy là cơ cấu để cân bằng momencủa 1 lực lớn bởi momencủa 1lực nhỏ hơn”. Khi đòn bẩy ở trạng thái cân bằng tổng momencủa 2 lực trựcđối vớiđiểm tựa bằng không, sau khi tính toán để nâng được một vật có khối lượngbằngtrái đất lên cao 1cm thì phải mất thời gian hơn 30 tỷ năm. 2. Bí mật trong chiếc vương miện: Archimede là nhà vật lý học c HyLạp, sinh ra ở thành ph Xuy-ra đảo xi-xi- ri. Docó ki nthứcuyên bác nên ông được nhà vua và toàn dân kı́nh trọng. Có l n nhà vua giao chothợ kim hoàn làm vương niệm b ng vàng, t t cả s vàng dùng làm vương niệm đeu được cân trước.Một thờigian sau, vương niệm đã làmxong, đem dâng cho nhà vua. Nhà vuar t đoi vuimừng,c m chi cvươngniệm xoay vài vòng.B ng nhiên ý nghı̃ hoàinghi lóe lên, nhà vua hỏi người thợ: ”Chi c vươngniệm này đeu làm b ngvàngr ng cả đay chứ ?”. “Thưa vâng ạ”,người thợ đáp dứt khoát. Archimede “Khôngđúng, tath y các ngươi đã trộn bạc l n vào vàng đe ăn c p vàng của ta!”. “Kẻ hèn mọn này đâu dám! Đâu dám!” Vı̀ không có chứng cứ, người thợ nh t định không nhận,nhà vua quay lại hỏi đám qu n th n của mı̀nh: “Các khanh có th y đúng vậy không?” Đám qu nth n cũng ch ng người nào bi t. Lúc đó có một vị đại th nđe nghị: “Thưa bệ hạ hãy cho triệu mời Archimede đến kiểmtra” “Ừ, được”, nhà vua đồngývới đề nghị. Archimedeđược mời vào cungvua,vua nói với Archimede. “Archimede ta c n ngươi ki m tra xem trong chi c vương này đã bị trộn vào bao nhiêu vàng, nhưng khôngđược làm hỏng vươngniệm”. Archimede nhận lệnh nhà vua giaocho, đem vươngniệm v nhà tı̀mcách ki mtra. Nhi u ngàytrôi qua mà ông v nchưacó cách gı̀ đe ki m tra.Archimede lo l ng suy nghı̃, quên cả ăn,m t cả ngủ. Hôm đó, ông vào bu n t m,ngâm mı̀nh vảo b n nướcnhı̀n th y hiện tượng có nước tràn ra ngoài,trong đau li nlóe lên biện pháp giải quy t ra v n đe, vı̀ quá mừngrỡ ông quên cả việc mặc qu n áo nhảy vọt rakhỏi b n t m, vừa chay vừala: “Ơ rêca! ơ rê ca!!!!” ( tìm thấy rồi, tìmthấy rồi ),mọi người chung quanhđều cho là Archimedebị điên, thìra trong khitắm Archimedephát hiện rarằng: “ trọng lượng của vật thể bị giảm đi khi ngậm trong nước đúng bằng trọnglượngnước mà nó chiếm chỗ”.Trên cơ cở nguyên lý này ông đã tìm thấy biện pháp kiểm trachiếc vươngniệm.Ôngbỏ chiếc vươngniệm vào trong một chậu nướcđầy, hứnglấy số nước tràn rarồi đem cân. Tiếp đó,ông lấy vàng rồngcó cùng trọng lượng với vươngniệm lạibỏ vào chậu nước đầy đó hứnglấy nướctràn ra và đem cân, kết quả nướctrànra khibỏ vàng vào chậu ít hơn là nướctrànra khibỏ vươngniệm vào chậu, vìtỉ trọng giữa vàng và bạc không bằng nhauvì vậy ông xác địnhđược chiếc vương niệm đã bị trộn bạc vào. Trướcchứng cứ đó, người thợ kim hoànđành phải nhận tội. Từ đó, nhà vuacàng thêmtin tưởng và tôn trọng Archimede:“bất luận Archimedenói gìđều phải tin tưởng ôngấy”. Về sau người ta gọi nguyên lýdoArchimedexác định đượclà định luật Archimede. Lực đẩy Archimede.Đúngvậy,bất ngờ dẫn đến bất ngờ.Câu chuyện sauđây sẽ nói lênmột bất ngờ thúvị khác. VII. ISAAC NEWTON: 1. Sơ lược về tiểu sử và thành tựu của Isaac newton: Newton (1643-1727) là một nhà khoa học người Anh, 19 tuổi vào ĐH Cambirdge. Newton có rất nhiều thành tựu cống hiến cho khoa học. Nhưng thành tựu lớn nhất và trở thành bất tử là 3 định luật Newton và định luật vạn vật hấp dẫn. 2.Khơi gợi từ quả táo rơi: Tại sao mọi vật ném lên dù theohướngnào cũngcó xu hướnglà rơi trở lại quả đất.Đó là nhờ vào định luật Vạn vật hấpdẫn của Newton. Khơi gợi nào đã làm ông tìmra định luật đó? Câu chuyện như sau: Nhà vật lý nước Anh Isaac Newton r t thı́ch đọc sách, luôn ưa độngnão suy nghı̃. Năm 21tu i, Newtonthi đo trường Đại học Cam-brit-giơ, sau khi t tnghiệp Newtonđược giữ lại làm việc ở trường. Năm 26, Newton đảm nhận chức giáo sư trườngĐại học cam-brit-giơ. Mùa hè năm 1665, nước Anh rơi vào một trận đại dịch, đe tránh lây lan truy n dịch, các trường đại học đeu tạm thời đı̀nh khóa. Newton trở v quê-một thôn nhỏ thuộc quậnRin-ghen nước Anh. Một hôm,Newton ng i trên mộtcái bãi b ngph ng, mở sách cặm cụi đọc. B ngmột làn gió nhẹ thoảng qua:”bộp”,”bộp” hai quả táo rơi xu ngsuýt nữabộp lênđau Newton. “Ua !th là th nào nhı̉?”.Đau óc ưa hoạt động của Newtonlập tức bị hiện tượng đó thu hút. ”Tại sao quả táo cứ rơi xu ng đat mà khôngrơi lêntrời?”. Câu hỏi đã làm Newton đam chı̀m trong suytưởng. Đe tı̀m hi u nguyên nhântại saoquả táo rơi xu ngđat mà không“rơi” lên trời.Newton đã suynghı̃ sớm chi u và cả tronggi cngủ. Có bữa,Newton quá chămchú tı̀m tư liệu mà ông đã lơ đãng tưởng đongh là trứng nên đembỏ vào luộc. Sau khi trở lại trường đại học, Newton vừa dạy học vừa suy nghı̃ v v n đe tại sao quả táo lại rơi xu ng đat, đe lý giải v v n đe đó Newton đã đọc:”bàn v sự vô hạn, vũ trụ và th giới “của Bru-nô,” thiên văn học mới của Keppler Ngoài racòn học thêm toán cao c p và khôngngừng nâng caotı́nh toán. Có hôm Newtonmời bạn đennhà ăn cơm, người bạn đúng giờ đen nhà, còn Newtonv nmãi mê trong phòng thı́ nghiệm,người bạn đợi đen nửa giờ bụng đói ăn h t nửa con gà đã n u đang đặt trên bàn, xương đặt lại ch cũ. Khi bạn ăn xong ra v ,Newton mới đenphòng ăn, nhı̀n th y xương gà trên bàn, ông ngạc nhiên l m b m: -Hóa ra mı̀nh đã ăn r i! Và lại ti ptục vào làm việc. [...]... say sưa quên mı̀nh như th Cu i cùng, ông ̣ ̣ tı̀m ra hàng loạt định luât v vât lý học, trong đó có định luât: “Vạn vât h p d n” ̣ ̣ ̣ ̣ cây táo Newton (350 tuồi) Tiếp theo chúng tôi muốn giới thiệu đến các bạn một nhà khoa học đã đóng góp những công trình của mình làm giàu cho thư viện vật lý của chúng ta . Những phát minh bất ngờ trongvật lí A. LỜI MỞ ĐẦU: Lịch Sử Vật Lý. Tất cả chúng ta được sinhravà tồntại trong vũ trụ này là mộtđiều không phải ngẫu nhiên.Mọi thứ trong vũ trụ đều. Hứa Duy Lượng. B. NỘI DUNG: Trongcuộc sốngluôn c những việc bấtngờ đến với chúngta. Trongkhoa học cũng chínhtừ nhữngviệc bấtngờ mà đã dẫn đến rất nhiều những phát minh nổi tiếng củacác nhà khoahọc đâylàmộtsố mẫuchuyện kế về các thành tựu khoa họcđược phát minhbất ngờ. Chúng tôi xin phép được trình bày về vấn đề nhữngphát minhbấtngờ trong vật lý. Nhómxin phép được đisâu vàochi tiết mộtsố mẫuchuyện. Thẩm