Điện học cuốn hút đến tóe lửa của tác giả Nick Arnold và Dương Kiều Hoa dịch, phần 1 ebook gồm các nội dung: những thứ lực hấp dẫn đến tóe lửa; bí mật tích điện; những phát minh gây sốc; những hiện tượng dựng tóc gáy; những tia sét giết chóc. Ebook cung cấp các kiến thức về điện học thông qua các mẫu chuyện ngắn, câu đố vui, hài hước và hóm hỉnh giúp các bạn dễ dàng thu nhận kiến thức một cách dễ dàng.
ĐIỆN HỌC CUỐN HÚT ĐẾN TÓE LỬA Horrible Science - Shocking Electricity Lời © Nick Arnold 2000 Minh họa © Tony de Saulles 2000 Bản tiếng Việt Nhà xuất Trẻ xuất theo thỏa thuận nhượng quyền với Scholastic UK Ltd., tháng 7-2005 NICK ARNOLD Minh họa: Tony de Saulles điện học CUỐN HÚT ĐẾN TÓE LỬA DƯƠNG KIỀU HOA (dịch) NHÀ XUẤT BẢN TRẺ Nick Arnold bắt đầu viết sách khoa học phổ thông cho lớp trẻ lên đến chức phó giáo sư trường đại học thành London, đồng thời nhà báo danh Giờ sách phổ biến kiến thức khoa học mang lại thêm cho anh thật nhiều thành công Bên cạnh việc viết sách cho bạn trẻ, anh Nick tiếp tục giảng dạy cho người lớn trường đại học Tony de Saulles cầm bút chì màu lên tay mà nguệch ngoạc … quấn tã vẽ vời tận hôm Công việc minh họa cho sách Kiến Thức Thật Hấp Dẫn anh coi trọng Lúc không cầm bút cầm giấy để vẽ, anh làm thơ chơi Squash, anh chưa làm thơ trò Squash Lời nói đầu Ai cha! Lại ngày học tập vất vả qua đi… À vâng, lớp hơm có người ngồi Trái đất đến thăm Thế nào, Vật lý hôm sao? Dĩ nhiên rồi, Vật lý mơn học nhàm chán, nói đến chuyện điện học, nhàm chán đến gây sốc Vì mà sa phải Vật lý, người Trái đất phải lo bị rụng cần ăng-ten suy nghĩ Đơn vị cho khác biệt điện tương ứng với đơn vị công cho Các ăng-ten bị đánh thuốc mê - tới lúc truyền báo cáo nhà Ng n hiê n ạc Bối rối Người Trái đất với siêu não Bản báo cáo Voltagrammi THỜI GIAN HÀNH TINH: Hiện SỨ MỆNH: Nghiên cứu hoạt động giống người hành tinh có tên “Trái đất” TỌA ĐỘ TRONG DẢI NGÂN HÀ: 0001.1100.0011100.0 BAO CẢNH HIỆN THỜI: Một thành viên thuộc nhóm người lớn truyền lại cho thành viên người tuổi (còn gọi “trẻ em”) kiến thức dạng liệu “giờ Vật lý” Kết thử nghiệm cho thấy, đám trẻ em quên 99% tất liệu Hiện tượng dẫn tới cử chỉ, biểu tầm thường tợn người trưởng thành HOẠT ĐỘNG HIỆN THỜI: Quan sát “giờ Vật lýá” thứ lô-cốt xây dựng tầm thường đơn giản, gọi “trường học” Kết siêu âm cắt lát não Chủ đề hôm điện học Nhỏ dãi! Ngáy! Ngáp! Nhận xét: Những người trẻ tuổi dần trôi vào trạng thái khác ý thức, thường người ta gọi từ “ngủ gật” Một watt gì? Đúng, thứ muốn hỏi em Một Watt! Watt watt gì? Watt watt gì, nghe tiếng gió qt? Một watt ư? Chú thích: Một Watt giống người dùng làm đơn vị đo đạc cho công suất điện Nhận định tổng kết: Một tượng thường xuyên xảy “giờ học Vật lýá” sụp đổ hoàn toàn triệt để kênh giao tiếp Những học vật lý bạn phát rên lên khơng? Có phải bạn bị sốc, kể từ tiếp xúc với điện? Vậy sách thay đổi đời bạn Trong sách chứa đầy liệu gây sốc câu chuyện khơng phần gây sốc, ví dụ nhà nghiên cứu bị sét đánh trúng, bác sĩ nhờ vào cú sốc điện mà khiến cho trái tim bệnh nhân đập trở lại, nhà khoa học chí tâm giết đồng loại để khẳng định người có lý Nói thật nghe – đâu có cần đến Vật lý nhàm chán, làm quen với kiểu sách Vật lý Kiến Thức Thật Hấp Dẫn cảnh báo! Cuốn sách khơng thích hợp cho người dễ bị sét đánh! Thế đấy, bạn chờ nữa, đút phích cắm vào ổ lật sang trang sau! Những thứ lực hấp dẫn đến tóe lửa Chắc chắn sách không làm bị điện giật mà không làm hỏng hóc thứ máy chạy điện Có lẽ khơng cần có điện, ngược lại với nhiều thứ quen thuộc khác máy nướng bánh mì, ti-vi, máy sấy tóc tủ lạnh Lồi người đâu khơng có điện? Đúng đấy, trơi dạt, ví dụ vào kỳ nghỉ khác thường sau: đến với đảo hoang vắng HORROA đảo horroa nằm xa cách hoang vắng đến mức khơng có điện “Ngày trước đâu có dàn máy CD ầm ĩ Không gian yên ắng đến mức nghe thấy tiếng lách cách que đan” Bà Edna Scrupks (97 tuổi) Lời mách bảo in nhỏ: Trên đảo Horroa khơng khí lạnh chút đỉnh, may ngày mưa lần (trận mưa thường kéo dài 24 tiếng đồng hồ) Bạn muốn lên đường đến nghỉ Horroa ư? Hay – lớp bạn muốn nơi đó! Nhà báo Người viết truyện Chính trị gia Hừm, hơm làm nhỉ? Chun gia in ấn Nhà phát minh Đại sứ Nhà khoa học Cuộc đời Benjamin Franklins có nhiều khúc ngoặt bất ngờ, đến mức độ người ta phải ngạc nhiên không hiểu ông lấy đâu thời gian ăn, mà ngủ Ông là… Siêu ngành nghiên cứu: Benjamin Franklin (1706 - 1790), Quốc tịch: Mỹ Câu trả lời: 1c) Đó điện tử từ áo len, qua cọ sát nhảy sang bóng bay, nhảy sang cần ăng-ten Những tia lửa nhỏ mà bạn nhìn thấy thật tia sét nhỏ xíu 2b) Bạn nghe tiếng điện tử từ bóng bay nhảy sang cần ăng-ten Nếu gặp lúc trời giông mà bạn bật đài radio lên, khơng tìm đài phát giống thí nghiệm đây, bạn nghe thấy tiếng động đó, tiếng động tạo tia sét thật Dĩ nhiên, bạn người cảm nhận tiếng lắc rắc lực thiên nhiên 65 66 Cậu bé Ben đứa út đàn 17 đứa – bạn tưởng tượng ác mộng trầm trọng tới mức khơng? 16 người chị anh đồng lòng lệnh sai khiến ta luôn tắm trước ta? Ben đến trường học có năm, mà đủ Cậu bé căm thù môn tốn học nhận tồn điểm xấu Thế tình trầm trọng kia: năm sau đó, cậu làm việc ngày 12 tiếng đồng hồ, mà làm việc không lương, cho người anh trai Thật đấy, liệu bạn có định bỏ học để làm việc không? Trong hãng người anh trai, Ben học nghề làm thợ in, sau đó, tuổi 15 chín chắn, cậu bé đột ngột trở thành ơng chủ báo Cuối có tin vui! hình ảnh gây sốc: Ông chủ báo Franklins tuổi 15 ngây thơ Người anh trai Ben phải tù, anh dám lôi số người quan trọng lên mặt báo anh mà chửi bới Vậy Ben nhanh chóng nhảy lên nắm quyền điều khiển tờ báo có lẽ chuyện thú vị cậu bé Lẽ Ben viết báo xuất sắc trò chơi máy tính trò trượt pa-tin, đáng tiếc vật thời chưa phát minh Sau thời gian, cãi với anh trai nên Ben Cậu đến vùng Philadelphia khơng xu dính túi, tay có ổ bánh mì Cũng may, Ben nhanh chóng tìm cơng việc nhà in làm bạn với ngài thống đốc người Anh, ngày cai trị thành phố Ngài thống đốc chơi ông vố thật đau: ngài cử cậu bé Ben 67 London học tập – sau lên đường, Ben rõ ông thống đốc không đưa cho cậu số tiền hứa Tiếu lâm thật tơi chẳng đường tiến chẳng đường lui! Bước ngoặt lớn lao Ben đến vào năm 1732 Sau thời gian sống London, ông quay trở lại Pennsylvania, cho xuất lịch có ghi câu nói thơng minh Tác phẩm thành công dội! Một câu nói thơng thái ghi danh tới tận ngày hơm u thích cực kỳ, chắn thân bạn có lần nghe bà bạn nhắc nhở… Người ngủ sớm dậy sớm người khỏe mạnh giàu có Buổi sáng dậy sớm buổi tối ngủ sớm, làm đời nhàm chán đến mức người ta muốn chết cho Nhưng thân Benjamin Franklin lại chả làm theo lời khun ơng Vào khoảng năm 1770, thời sống Paris, tối ông tham dự tiệc tùng nhậu nhẹt, mà ông khỏe mạnh giàu có Bạn lần nhắc cho bà bạn nghe chuyện này… đủ lòng dũng cảm! 68 Ben kiếm nhiều tiền đến độ ông bỏ nghề in để quay sang với chuyện nghiên cứu phát minh Ơng tìm nhiều thứ, số phải kể đến dạng lò sưởi gỗ, cánh tay gọng kìm kéo dài để lấy đồ vật khn kệ cao (ví dụ cơng vào kho dự trữ socola cô em gái), loại nhạc cụ tạo đĩa thủy tinh với rìa làm ẩm Khi người ta đặt ngón tay lên rìa đĩa đĩa xoay, vang lên âm Bạn biết chưa ? Benjamin Franklin quan tâm đến nhiều thứ – chí bom trung tiện Ơng tổ chức thi để tìm cho ăn loại thuốc giúp người ta sản xuất loại bom trung tiện bốc mùi ngon lành Một phát minh rõ ràng mang lại lợi ích lớn lao cho nhân loại, đáng tiếc không giành phần thắng Tơi có giật giải khơng? Tơi e khơng! Những phát minh quan trọng Ben phát minh có liên quan đến điện học Năm 1746, nghe báo cáo đề tài này, ông thấy điện học hấp dẫn đến độ ơng mua tồn số máy móc người đọc báo cáo bắt tay vào thí nghiệm 69 Bạn biết chưa ? Franklin nhà nghiên cứu xuất sắc ham thích tìm hiểu thứ Ơng người nảy sáng kiến tượng tĩnh điện dựa điện tích dương điện tích âm (Dù không đưa chứng, ông người nói đúng!) Đáng tiếc, ơng khẳng định rằng, điện chạy từ cực dương đến cực âm Lời khẳng định sai – điện tử tích điện âm chạy đến với nguyên tử tích điện dương Như nhà nghiên cứu khác, Franklin sử dụng chai Leiden để phát tia lửa điện Khi nhìn nghe thấy tia lửa tiếng lách tách nhè nhẹ đó, ơng so sánh với tia sét thiên nhiên Ơng tự hỏi, liệu tia sét tia lửa điện khổng lồ hay không Nhưng làm để chứng minh điều đó? Đầu tiên, ơng lên kế hoạch đặt thép lên đỉnh tháp nhà thờ, để rút điện tích từ đám mây giơng xuống Nhưng ơng khơng tìm tháp nhà thờ thích hợp Ngồi ra, vài tháng sau có người khác thực kế hoạch Franklin Người ta nhận thấy rằng, tia sét dựa tượng điện – toàn chuyện nguy hiểm Vào thời điểm tia chớp đánh vào thép nọ, đứng gần gặp phải kết cục kinh hoàng Chuyện xảy với nhà nghiên cứu người Nga Georg Richmann… 70 Thời báo St Petersburg Nhà nghiên cứu người Nga Richmann bị nướng giòn! Phóng viên ngơi sao: Hall D Giật Gân Nhà nghiên cứu Georg Richmann bị sét đánh trúng Lần cuối người ta nhìn thấy ơng ơng đường nhà, nơi ông muốn thực thí nghiệm nguy hiểm Richmann, 42 tuổi, muốn đo cường độ điện tích tia chớp Tờ báo chúng tơi nói chuyện với người bạn lâu năm ơng Mikhail Lomonosov “Tơi tìm cách cảnh báo anh ấy: ‘Georg, Franklin có nói rằng, điện tử nhảy từ thép ngồi.’ Nhưng anh khơng nghe Cái anh điên chạm vào thước kim loại buộc dây vào thép kia, anh muốn đo xem sức mạnh mà vụ tích điện tạo lớn Và sai lầm dẫn đến thảm họa! Một tia lửa khổng lồ bắn vọt từ sắt, nhảy qua thước đâm trúng anh chàng Georg tội nghiệp Tôi người bị sét đánh! Georg thế, nhìn thấy chuyện vừa xảy ra, bị ngất Thật tranh vui vẻ.” Vết cháy thảm khiến cho gia nhân hoảng hồn Vào thời điểm đó, Benjamin Franklin thực nhiều thí nghiệm với tia sét Dĩ nhiên chuyện nguy hiểm, bạn hiểu Thế ý bạn nghĩ – liệu Benjamin có phải chịu số phận Richmann bị nướng thành cháy sém khơng? 71 Sổ ghi chép Benjamin Franklin Tháng 10 năm 1752 Bầu trời đầy mây u ám, giơng mưa Tuyệt thật! Khí hậu lý tưởng để chơi trò thả diều Con diều làm từ khăn tay cũ lụa sẵn sàng chờ đợi Khăn tay lụa (vệt mũi khơ cứng lại) Móc sắt dùng để buộc diều Dây , phía có buộc vào chìa khóa Dây lụa (chất liệu lụa khơng dẫn điện) Tôi muốn thả cho diều bay, để hút điện tử đám mây Thứ điện dẫn qua đường dây xuống dưới, tích điện vào chìa khóa Liệu có hoạt động khơng? Tơi khơng băn khoăn suy nghĩ bị bỏ mạng, mà e ngại chuyện người khác nhìn thấy Như ngượng ngùng biết bao! Vì mà tơi với trai cánh đồng hoang vắng, nơi không lai vãng tới Ba tiếng đồng hồ sau Thật bực bội! Khơng có lấy đám mây giông cho tử tế! Con trai chán Rất hơm chúng tơi phải ngưng việc Không, chờ đã, đám mây xinh đẹp! 72 Tôi thả cho diều bay lên! Ai cha, hút mạnh làm sao! Những lông đọan dây nối dựng đứng lên Có phải chúng tích điện? Tơi tích điện hồi hộp Tơi đưa tay lại gần chìa khóa - ý đừng chạm vào! - Áaii đau! Tôi bị điện giật Đúng thế! Đúng vậy! Đúng rồi! Tôi hạnh phúc vô cùng! Hãy đưa chai Leiden xuống bên chìa khóa! Một tia lửa nhỏ nhảy vào bên chai - rồi, tĩnh điện! Ha ha, chứng! Tơi hút điện đám mây giơng, tơi sống, hurra! O nghiêm chỉnh! MỘT LỜI CẢNH BÁ – a ông gặp may Franklin trai củ bị sét đánh đâu! Nếu cánh diều gặp may họ bạn hại Vì vậy: khơng bao trúng, hai bị n dây giông đứng gầ phép thả diều trời dẫn điện có hiệu cao 73 Sau thành cơng đó, Benjamin Franklin bắt tay vào dự án Ông muốn phát minh thứ bảo vệ cho ngơi nhà trước cảnh bị sét đánh – bảo vệ cho đám mèo nuôi nhà trước trận khủng hoảng thần kinh Sét đánh khắp nơi Vì không nên bỏ lỡ hội bảo vệ cho ngơi nhà với cột thu lơi, phát minh Franklin Những tia chớp tích điện âm bị kim loại hút chạy dọc theo dây kim loại cách an toàn xuống đất MỘT MÀN TRÌNH DIỄN SANG TRỌNG Trạng thái tích điện âm đám mây giông đẩy điện tử khỏi phần mũi nhọn thép Các ngun tử tích điện dương Bộ chuông nhạc sang trọng, gắn ngang bên nhà Tơi muốn ngã ngạc nhiên! Chỉ cần q vị trả thêm phần tiền nhỏ, dây dẫn đặt vào phía nhà, giúp q vị thực thí nghiệm khoa học thú vị trời có sét Giá tiền ghi có bao gồm chng đồng thau, chng kêu dòng điện khiến chúng chuyển động 74 Những phát minh Benjamin Franklin khiến ông tiếng Nổi tiếng đến mức năm 1776, ông mời tham gia soạn thảo Tuyên Ngôn Độc Lập nước Mỹ (Người ta đồn rằng, người khác ban soạn tuyên ngôn phải căng thẳng hết sức, ý canh chừng để ngăn ơng viết vào câu pha trò cười.) Benjamin Franklin trở thành đại sứ nước Mỹ Pháp thuyết phục người Pháp ủng hộ cho cộng hòa non trẻ Nhưng ta quay trở lại với tia sét… Bạn biết chưa ? Tại nước Anh thời chí có có cột thu lơi! Đó kim loại, phía buộc với đọan dây nối xuống đất để dẫn tia sét xuống (Qua người cầm bảo vệ) Nguyên tắc y hệt nguyên tắc thu lơi bình thường nhà, người ta dùng để an tồn dạo chơi trời giơng bão Thế có thật sáng kiến tốt hay khơng? Loại ô hấp dẫn tia sét, đến mức chúng thu sét phía –bạn có muốn sắm khơng? CẢNH BÁO! Chúng khẩn thiết van nài chủ nhân có thu lơi khơng nên buộc chó vào đoạn dây thép dẫn điện! 75 Chuyện vui giải lao cho thầy giáo Bạn có thích ăn cá luộc khơng? Nếu khơng, có lẽ bạn để thừa lại vài cá luộc từ bữa chiêu đãi bà Gertrud Hãy gõ vào cánh cửa phòng giáo viên Khi cửa mở ra, bạn khoác lên mặt nụ cười dễ thương nhất, dí sát đĩa có cá luộc phía xuống mũi giáo nói… Xin lỗi cơ, liệu cho em biết chuyện xảy với đám cá sét đánh xuống biển Câu trả lời: Tùy thuộc cá gần chỗ sét đánh đến mức Bạn biết đó, nước dẫn điện Nếu cá gần vị trí sét đánh, bị điện giật mà biến thành cá luộc nóng vụ sét đánh Cái nóng cao độ đến mức biến nước khoảng thời gian ngắn thành nước tạo vụ nổ mà người nước cách hàng dặm đường nghe thấy Những thợ lặn gần chỗ sét đánh bị điếc rùm! Cứu với! TRỊ ĐỐ VUI TÍNH TỐN Sau câu hỏi đơn giản mà bạn trả lời nhanh sấm sét, cần cộng vài số lại với Cứ giây đồng hồ, Trái đất xảy vụ sét đánh Câu trả lời: 14 + 86 Câu trả lời: 100 Nhưng không nơi - tia sét không phóng xuống hai lần vị trí, người ta bảo Nhưng mà cẩn thận đấy, có người đặc biệt ln ln bị sấm sét truy lùng Người canh công viên Sullivan Mỹ lần bị sét đánh vào dịp khác nhau, không ngày! Ơng phải chịu đựng khơng ít! Năm 1942, ơng móng chân, kể từ phải cắt nó; năm 1969, hàng lơng mày ông bị đốt rụi; năm sau đó, bờ vai bị cháy sém; năm 1972 1973, tóc bị cháy; năm 1976, Sullivan Chẳng có người tình có lẽ thời tiết nguyện Thử nghiệ m lập kỷ lục giới m ới Thời gian: Hơm Một tia sét nóng bề mặt mặt trời Nhưng nóng lần? Câu trả lời: Kết phần 2) trừ 1.5 Đã có nhiều người bị tia sét đánh trúng Câu trả lời: Kết phần 3) cộng với 11.5 HURRA, vừa bẻ gãy kỷ lục giới! Một người đời bị sét đánh nhiều lần? Câu trả lời: Kết phần trừ 93 76 Đáng tiếc hôm không khỏe mấy! Tin tốt lành Andy lại ngồi lên theo dõi trận chung kết bóng đá ti vi Tin tồi tệ trông anh thảm hại BÁO CÁO VỀ TÌNH HÌNH SỨC KHỎE CỦA ANDY MANN Giờ ta quay lại với Andy Mann – liệu anh có bị bỏng nặng khơng? Liệu anh sống? Ta ghé mua thật nhanh túi nho tươi lên đường vào bệnh viện thăm anh Tôi nướng chúng mười phút nhiệt độ 30.0000C Món bánh bích quy cứng đá bà bị cháy mắt cá chân đến năm 1977 bị sém vòng ngực tới lần ơng quen với trò bị sét đánh 5.5 Các tia sét nóng tới 30.0000C, bề mặt mặt trời nóng 5.5300C Thật chẳng đáng ngạc nhiên tia sét làm cho vách đá nóng chảy ra! Nhưng bánh quy nướng cứng đá bà bạn tơi khơng chắn đâu Bọn có bị sét đánh mà trơ trơ nên 17 Năm 1995, vùng Kent nước Anh, trận chơi bóng đá, có nhiều cha mẹ em bé bị tia sét đánh trúng Mặc dù tất sống sót, có vài người bị bỏng trầm trọng 77 78 Tà i HỒ SƠ BỆNH NHÂN TẠI BỆNH VIỆN liệ ut uy ệt mậ t TÊN: Andy Mann TUỔI: 35 TÌNH HÌNH CHUNG: Bệnh nhân phải chịu hiệu ứng sốc Suốt ngày to tiếng chửi bới bà giáo sư Nổ Đùng Đoàng TRIỆU CHỨNG: Có số dấu hiệu cho thấy anh bị sét đánh trúng Quần áo anh có lỗ thủng bị cháy thành than, râu tóc mai cháy rụi Đối với tia sét, việc chạy dọc bề mặt thể nạn nhân dễ xuyên qua da mà vào tới phía thể Tình hình Andy Mann Các vệt máu chảy ngón chân cho biết điện khỏi da người chỗ để chạy xuống đất Các vệt cháy làm hằn lên mạch máu lốm đốm toàn thể Mặc dù tia sét nóng đến độ đủ khả giết chết bệnh nhân (đây trường hợp thường xảy ra) chuyển động q nhanh, nên khơng gây nguy hại trầm trọng 79 Làn sóng nén mạnh mẽ tia sét đẩy phía trước khiến bệnh nhân bị ngất khoảng phút Anh tự coi người may mắn khơng bị gãy xương Luồng khơng khí mạnh mẽ ĐÙNG ! CHUẨN Y: Nếu tia sét chui vào phía thể bệnh nhân, chắn gây nên tượng tim ngừng đập dẫn đến chết Bệnh nhân gặp may lớn, cần phải có giai đoạn phục hồi dài lâu Tôi mà người may mắn hả? Cả quần áo bảo hộ lao động giẻ rách, đơi hoa tai chảy biến đi, mũ thủng lỗ lớn Tôi dám cược rằng, râu cằm tóc mai tơi mọc lại không tử tế trước Nhờ người nhắn cho bà giáo sư biết rằng, tới đến gặp bà với yêu cầu đòi bồi thường sấm sét! Thế, bạn cảnh báo trước nghe Điện gây nên hủy hoại lớn lao thể người Vậy mà chưa đủ sợ sao? Thơi được, bạn muốn biết thêm nhiều chi tiết rùng rợn xin mời… ... Tony de Saulles điện học CUỐN HÚT ĐẾN TÓE LỬA DƯƠNG KIỀU HOA (dịch) NHÀ XUẤT BẢN TRẺ Nick Arnold bắt đầu viết sách khoa học phổ thông cho lớp trẻ lên đến chức phó giáo sư trường đại học thành London,... tiện, ta làm điện, hm 11 Khi nhà máy điện sản xuất nhiều điện, dẫn đến tượng đột ngột tăng điện áp (Bạn tưởng tượng luồng sóng lượng khổng lồ trào từ ổ cắm điện phòng mình.) Năm 19 90, cư dân... Các điện tử (và Nuclon) sản sinh lực điện tử Một dòng điện xuất có nhiều điện tử bơi theo hướng Các Photon thành phần lượng ánh sáng nhỏ mà điện tử phát bị đốt nóng 27 Ta nói đến tượng điện