Lịch sử Điện từ học (Phần 8) 1830 - 1839 Mặcdù ý tưởng về máy điện báo đã ra đời từ giữa những năm 1700, nhưng trong thập niên này thì bản thân thiết bị này mới rađời – chủ yếu nhờ phát minh gần đấy về nam châm điện. Một sự kiện quan trọng nữa góp phần mang lạicông nghệ mới này là khám phá của nhà vật lí người AnhCharlesWheatstone rằngdòng điện chạy quacác dây dẫndài với vận tốc lớn– khoảng 288.000dặm mỗi giây. Mặc dù Wheatstone tính giá trị hơi lớn mộtchút– dòng điện,rốt cuộc, chẳng thể truyền đi nhanhhơn tốc độ ánh sáng –nhưng kếtquả của ônglà chính xácnhất tính từ trướcđến bấy giờ. Máy điện báo tỏ ra là mộtdụng cụ định hình lịch sử, và nó đã làm sáng tỏ thậm chí với những người khôngphải nhà khoahọc về tiềm năngto lớn của dòng điện khaithác được. Trongthập niên này, chàngsinh viên nghệ thuật người Mĩ Samuel Morsetrở nên hứng thú với ý tưởng máy điện báo.Ông biết rõ nhucầu chomột dụng cụ như vậy: Tronglúc đi ranước ngoài, ông chỉ hay tin vợ ông mất sauvài tuần vì thực tế chẳng cócách nàođưa tin đếnông nhanh hơn được. Morseđã phát triển một nguyênmẫu của dụng cụ,cũng như một bộ mã đặcbiệt biến đổi các kí tự thành các vạchvà các chấm. Năm 1833,nhữngngười Đức Carl FriedrichGauss và WilhelmWeberđã xây dựng một đường truyền điện báo, trải dàigần một dặm trongthành phố Göttingen. Vài năm sau đó,ở nước Anh, Wheatstonehợp tác với nhà doanh nghiệp William Cooketrình diễnmáy điện báo hoạt độngđầu tiên ở đất nướcnày, chiếc máy tiếp tục cạnh tranh (trongcuộc đua dài kì, không thành công)với phát minhcủa Morse. Thiết bị Wheatstone-Cooke có một thiết bị nhậnvới nămkim từ tính cố địnhvới một mạng lưới kí tự. Dòng điện làm chocác kim chỉ vào nhữngkí tự mong muốn để đọcra tin nhắn. Những tiến bộ khác trongviệc áp dụng điện cũngđược thực hiện trong thời gian này. Nhà hóa họcAnh John Daniell đã đưacột volta tiến thêm một bước nữa, pháttriển một chiếc pin không-sạc điện sơ khai – pin Daniell –cung cấpmột dòng điện duytrì liên tục. Các mẫu độngcơ điện, cuối cùng đã làm thayđổi cách thức con người đi lại,làm việcvà sinh sống,đã đượcphát triển. Người Mĩ Thomas Davenport đã thiết kế ra một động cơ đủ mạnh để chạy một xe lửa điện. Tuy nhiên, thànhtựu nổibật nhât tronglĩnh vực điện và từ là do Michael Faradaythực hiện.Thật ra không phải một thànhtựu, mà là nhiều.Trongthời kì này, Faraday đã thiết lập định luật điện phân, nghĩ ra khái niệm hằng số điện môi và phát hiện ra cái trở nên nổi tiếnglà khoảng tối Faraday. Ôngcũng đưa ra lí thuyết tổng quát của ôngvề điện, bác bỏ quan điểm đượcchấp nhậnlâu dài rằng nó là một loại chất lỏngtheo quan niệm nó là một lực“truyền từ hạt sang hạt”. Tuy nhiên, có lẽ nổi tiếngnhất, Faradayvào năm 1831 đã phát hiệnra các nguyênlí đặt nềntảng chohai công cụ chủ chốt củađiện ứngdụng: cảmứng điện từ, đưa đến máy biến áp, và cảm ứng từ-điện, đưađến máy phát điện. Định luật cảm ứngcủa ônglà một trong những đóng góp xuất sắc nhất của ôngcho khoa học. Faradaynhận ra sự cảm ứng điện từ với phát minhcủa ông ra“vòng cảm ứng”, gồm hai dây dẫnquấn xung quanh một mẩu sắt hìnhbánh rán.Một dây gắn với một điện kế. Khi Faraday gắndây thứ hai vớimột chiếc pin, dòng điện thu được cũng đi qua sợi dây thứ nhất, không gắn với nó, như ghi nhậntrên điện kế. Để khámphá ra sự cảm ứng từ-điện, Faradaysángtạo ra cái trở nên nổi tiếnglà đĩaFaraday. Ônggắn haisợi dây quamột tiếp xúc trượtvới một đĩa đồng. Khi ôngquay nó giữa cáccựccủa một namchâm hìnhmóngngựa, ông tạo ra được một lượngnhỏ dòng điện mộtchiều. Sau khi sáng tạo ra độngcơ điện thô đầu tiên, Faraday để cho nhữngngười khác đưavào sử dụngthực tế kiến thức mới này. Năm sau đó,nhà phátminh người Pháp Hippolyte Pixiiđã cải tiếncái đĩa, chế tạo ra máy phát điện xoaychiều đầu tiên, còn gọi là dynamo, biếnchuyển động quay cơ học thành một dòngđiện biến thiên. Không lâu sau,ông đã cải tiến mẫu thiết kế này với mộtcơ chế bật mở (cái chuyển mạch) biếnđổi xoay chiều thànhmột chiều. Xem lại Phần 1 |Phần 2 | Phần 3 | Phần 4 | Phần5 | Phần 6 | Phần 7 1830 - 1839 1 830 Nhàkhoa học Scotland-Mĩ Joseph Henry đề xuấtviệc chế tạomột máy điện báo sử dụng một đườngtruyền với một namchâm điện nối vớimột đầu có thể điều khiển ở đầu bên kia. 1 831 Nhàhóa học và vật lí AnhMichael Faraday quan sát thực nghiệm thấydòng điện trong một mạchđiện có thể kích thích dòng điện trongmột mạchđiện thứ hai khi dòngđiện trong mạch thứ nhất biến đổi, cơ sở của định luật cảm ứngFaraday. 1 831 JosephHenry phát hiệnra nguyên lí tự cảm, và vớimẫu nam châm điện cải tiến củaông, ông đã nâng thành công hơnmột tấn sắt. 1 831 Trongchuyến thám hiểmBắc Cực, nhà thám hiểnngười Anh JamesRoss và ngườibác của ông, ngài John Ross, đã địnhvị bằngvật chất cực từ phía bắc của trái đất. 1 832 Nhàkhoa học ĐứcPaul Ermanphát minhra một từ kế đơn giản,sau đó ông sử dụng nó trong cuộckhảo sát quy môlớn đầu tiêncủa từ trường trái đất. 1 SamuelMorselần đầu tiên hình thànhnên mẫu máyđiện báo của ôngtrên hành trình từ Anh trở về 832 Mĩ, nơi ôngđangnghiên cứu nghệ thuật. 1 832 Nhàsản xuất thiết bị người Paris,Hyppolyte Pixii,chế tạo ramột cỗ máy nhỏ,ngày naygọi là magneto,có khả năng tạora dòng điện xoay chiều. 1 833 MichaelFaradaythí nghiệmvề điện hóa học và thiết lập cácđịnhluật điệnphân của ông. 1 833 Các nhà khoa học ĐứcCarl FriedrichGaussvà WilhelmWeberxây dựng một đườngđiện báo ở Göttingen dài gần một dặm và sử dụngmột điện kế làm máy nhận. 1 834 Nhàvật lí Pháp Jean-Charles Peltier phát hiện thấy một sự chênh lệch nhiệt độ có thể được tạo ra bởi một dòngđiện chạy qua một mạch điện gồmhai kimloại khácnhaunối với nhautại hai chỗ tiếp xúc (hiệuứng Peltierngược với hiệu ứng Seebeck). 1 834 HeinrichFriedrichEmil Lenz,nhà vật lí Đức, suyluận ra định luậttrở nên nổi tiếng là định luật Lenz,định luật tiên đoán hướngchạy của dòngđiện cảm ứng. 1 834 Carl FriedrichGauss thành lập Hội liên hiệp Từ Göttingen, mộtmạng lướicác đài quan sát từ, đa phầntrong số chúng nằmở châu Âu. 1 834 Nhàvật lí AnhCharles Wheatstonesử dụng các gươngquayđể đo tốc độ của dòng điện truyền qua gần tám dặm dây dẫn. Mặc dù tính toán củaôngđã đưa ôngđến chỗ sai lầm kết luận rằng dòngđiện truyền nhanh hơn ánhsáng, nhưng thí nghiệm tài tìnhcủa ông đã sửa lại niềmtin phổ biến thời bấy giờ rằng dòng điện truyền đi tứcthời. 1 834 Ngườithợ rèn Mĩ Thomas Davenport chế tạo ra mộtđộng cơ điện tạo rađủ năng lượng để cấp nguồn cho mộtđầu máy xe điện mẫu nhỏ. Sau đó, ông sử dụng độngcơ này cấp nguồn chomáy móc trong xưởng của ông. 1 835 Carl FriedrichGauss nghĩ rađịnh luật tĩnh điện nổi tiếng củaông, mặcdù nó không hề được công bố mãi chođến hơn30 nămsau. 1 836 Nhàhóa học AnhJohn Daniell phát triển một pin điện, ngày nay gọilà pin Daniell, cungcấp hiệu quả một dòng điện duytrì liên tục cho sử dụng liên tụcvà là một cải tiến lớn so với pinvolta. 1 837 WilliamGrove, nhà vật lí Anh, trở thành cha đẻ củapin nhiên liệu khi ông kếthợp trên thực nghiệm oxygen và hydrogen tạo ra nướcvà điện, một quá trìnhngược củaphản ứngmà WilliamNicholson và AnthonyCarlisle đã chứng minh hồi đầu thế kỉ 19. 1 837 MichaelFaradayphát triểnkhái niệmhằng số điệnmôi biểu diễn khả năngtương đối của các chất điệnmôi chịu lại lực tĩnhđiện. 1 837 Nhàvật lí Pháp Claude-Servais-Mathias Pouilletphát minhra điện kế tiếp tuyến, một cải tiến đáng kể trên một dụng cụ tương tự sángtạo bởi JohannSchweigger trước đó 17 năm. 1 837 CharlesWheatstonevà WilliamCooke trình diễnmáy điện báo hoạtđộng đầu tiên ở nước Anh. Dụng cụ ban đầu của họ sử dụng một thiết bị nhận vớinăm kim từ tính, nhưng trướckhi máy điện báo Wheatstone-Cooke đượcsử dụng về mặt thương mại, cần phải thực hiện một số cải tiến, trong đó có việc giảm số kim từ tính xuống còn một. 1 838 Kĩ sư và nhà vậtlí người NgaMoritz vonJacobi ở St. Petersburg chế tạo con tàu đầutiên chạy bằng điệnvà trình diễn nó choSa hoàngNicholas I xem trên dòng sông Neva. 1 838 MichaelFaradayphát triểnmột lí thuyết tổng quát của điện bằng cách làmtương thích mô hình đườngcảm ứng từ của ông. Ông còn phát hiện ra cái thường đượcxem là khoảng tối Faradayở gần cathodecủa một ống kiểu Crookeskhi mộtdòng điện đi qua chất khí có mặt trong ốngđã hút chânkhông một phần. . Lịch sử Điện từ học (Phần 8) 1830 - 1839 Mặcdù ý tưởng về máy điện báo đã ra đời từ giữa những năm 1700, nhưng trong thập niên này thì bản. máy biến áp, và cảm ứng từ -điện, đưađến máy phát điện. Định luật cảm ứngcủa ônglà một trong những đóng góp xuất sắc nhất của ôngcho khoa học. Faradaynhận ra sự cảm ứng điện từ với phát minhcủa ông. dòng điện xoay chiều. 1 833 MichaelFaradaythí nghiệmvề điện hóa học và thiết lập cácđịnhluật điệnphân của ông. 1 833 Các nhà khoa học ĐứcCarl FriedrichGaussvà WilhelmWeberxây dựng một đườngđiện