Phần 4
1700-1799
Với Isaac Newtonởtiền tuyến, cuộc cách mạng khoa học docopernicuskhởi xướngđã đến gần và kỉnguyên khoa học cổ điển bắtđầu. Phương pháp khoa học chính thức trởthành một tập hợp những thủtục sẽtiêu chuẩn hóa sựkhảo sát khoa học. Các cơsởcủa vật lí học, hóa học, và sinh họcđược xác lập và, quan trọng nhất, các nhà khoa học cuối cùngđãcó thểthực hiện các nghiên cứu của họmà không bịnhà thờhay chính quyền cấmđoán nữa.
Máy phát tĩnhđiện thếkỉ18
Năm 1704, Newton cho xuất bản quyển Opticks, một bản hợp nhất các tác phẩm và thí nghiệm của ông vềánh sáng, màu sắc và quang học, và là một sựtrình Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
diễn vềlí thuyết hạt ánh sáng của ông. Là một kiệt tác vật lí thực nghiệm, quyển sách này không chỉtrình bày công phu nghiên cứu trướcđócủa ông vềquang học, mà còn nêu rõ làm thếnào sửdụng các thí nghiệmđểkhảo sát mộtđềtài nàođó. Ông giải thích cách sửdụng các giảthuyếtđểthúc đẩy thêm thí nghiệm chođến khi thu thậpđủthông tinđểchính thứcđềxuất một lí thuyết. Opticks là một kiểu mẫu cho nghiên cứu nhiệt, ánh sáng,điện, từvà hóa học, chođến những năm 1800.
Nếu nhưcòn có chút tưtưởng dai dẳng nào vềmột vũtrụ địa tâm bất biến, thì chúngđều bịbác bỏbởi những khám phá thiên văn mới. Năm 1710, sau khi so sánh các bảnđồsao của ông với bảnđồcủa người Hi Lạp cổ đại, Edmund Halley phát hiện thấy vịtrí của các ngôi saođãthay đổi trong 1800 năm trôi quađó. Mười tám năm sau, James Bradley nhận thấy vịtrí của các ngôi sao thayđổi từnăm này sang năm khác. Hai quan sát này chỉcó thểgiải thíchđược nếu nhưtráiđấtquay xung quanh Mặt trời và vào giữa thếkỉthì lí thuyếtđịa tâm hoàn toàn chết rụi.
Kính thiên văn khúc xạ(khoảng những năm 1700)
Kính thiên văn và kính hiển viđều gặp phải các trởngại vềnhiễu màu sắc và chất lượnghìnhảnhnghèo nàn, nhưng chúngđã được trau chuốt và cải tiến trong những năm 1700. Một phát triển lớnđối với cảhai dụng cụtrên là sựphát minh ra thấu kính tiêu sắc vào năm 1733 của Chester Moor Hall. Những thấu kính này, một cặp gồm một thấu kính lồi bằng thủy tinh crown và một thấu kính lõm bằng thủy tinh flint, loại trừ được nhiều sựméoảnh thường xuất hiện với các dụng cụcủa thời kìấy. Mặc dùđược phát minh rađầu tiên cho kính thiên văn, nhưng những thấu kính nàyđã được Benjamin Martin cải tiếnđểsửdụng trong kính hiển vi vào năm 1774.
Các nhà thiên vănđãcó thểnhìn sâu hơn vào bóng đêm và họtìm thấy
những bíẩn mớiđểchinh phục khi họhướng kính thiên văn của mình lên bầu trời. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
Năm 1781, William Herschel phát hiện ra cái ông nghĩlà một sao chổi mới, một vật thểsáng rỡtrướcđó được xem là một ngôi sao. Ôngđặt tên cho nó là Georgium Sidus, tôn vinh người bảo trợcủa ông, nhà vua George III, nhưng sauđóông học
được từmột nhà thiên văn nghiệp dư ở Đức, Wilhelm Olbers, rằng nó có khảnăng là một hành tinh hơn là một sao chổi. Olbers gầnđó đãphát triển một phương pháp mới tính ra quỹ đạo của các sao chổi, và vật thểnày, trong khi nó di chuyển, không tuân theo loại quỹ đạo giống nhưcác sao chổi. Hành tinhđầu tiênđược phát hiện ra kểtừthời cổxưa, Georgium Sidusđượcđổi thành tên Thiên Vương tinh vào năm 1850.
Kính Jealousy (khoảng 1780)
Một khám pháđầy triển vọng trong thếkỉnày là mối liên hệgiữa tia sét và dòngđiện, như đãchứng minh bởi thí nghiệm cái diều bay nổi tiếng vào năm 1752 của Benjamin Franklin. Thí nghiệm này và những thí nghiệm khácđãthuyết phục Franklin rằng mọi chất liệuđều có một loại “chất lỏng”điện nàođó.Ởnước Anh, William Watsonđiđến cùng kết luậnđómột cáchđộc lập. Những nghiên cứu như
thếnàyđã đặt nền tảng cho các nghiên cứu trong thếkỉthứ19 vềbản chất của ánh sáng, dòngđiện, và từtính, và khám phá thấy ánh sáng là một hiện tượngđiện từ.
1700 – 1799
170 4
Isaac Newton (Anh) xuất bản quyển Opticks, bộsưu tập của ông gồm các bài báo liên quanđến ánh sáng, màu sắc, và quang học. Nó gồm một sựtrình bày chi tiết của thuyết hạt ánh sáng và phân tích phổcủa ánh sáng trắng.
171 Edmund Halley (Anh) kết luận rằng vịtrí của các ngôi Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
0 sao trên bầu trờiđêmđãvàđang thayđổi theo thời gian. Ông còn nghĩra một lí thuyết vềquỹ đạo của sao chổi, trongđócó ngôi sao chổi mang tên ông, Sao chổi Halley.
172 5
Edmund Culpeper (Anh) giới thiệu một mẫu kính hiển vi mới, trởlại với kính hiển vi ba chân nguyên bản banđầu, nhưng gắn trên một bàn soi nâng phía trên mặt bàn. Một gương cầu lõm chèn vào bên dưới bàn soi, cho phép mẫu vật nổi rõ lên một chút.
172 8
Nhà thiên văn học người Anh James Bradley công bố
khám phá của ông rằng một sốngôi sao hơi thayđổi vịtrí một chút từnăm này sang năm khác. Ông còn sửdụng các phépđo từnghiên cứu của ôngđểxác nhận rằng tốcđộcủa ánh sáng là hữu hạn và xácđịnh nó vào khoảng 295.000 km/s.
173 3
Chester Moor Hall (Anh) phát minh ra thấu kính tiêu sắc dùng cho kính thiên văn, nó loại trừ được nhiều sựméo
ảnh bằng cách ghép một thấu kính lồi bằng thủy tinh crown với một thấu kính lõm bằng thủy tinh flint gốc chì.
173 8
Johannes Nathaniel Lieberkuhn (Đức) phát minh ra bộ
gắn phản xạcho kính hiển vi. Chếtạo bằng kim loại mài nhẵn, nó làm tăng thêm lượng ánh sáng chiếu lên trên một mẫu vật. 173
8
Benjamin Martin, một nhà chếtạo thiết bịngười Anh, phát triển “Kính hiển vi PhổthôngĐầu tiên”, một chiếc kính hiển vi nhỏgọn và linh hoạt. Sau này, ông còn thiết kếmột chiếc kính hiển vi nhỏ đơn giản mà ông gọi là “kính hiển vi phản xạbỏtúi”. Sau này nóđược gọi là kính hiển vi trống và trởnên rất thông dụng, vẫn cònđược sửdụng trong phần lớn Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
những năm 1800. 174
2
Chuyên gia quang học người Anh John Cuff thiết kếra một chiếc kính hiển vi ghép linh hoạt, dễsửdụng,được giới thiệu và quảng bá rộng rãi qua sựxuất bản tập sách của
Henry Baker, Kính hiển vi thật làđơn giản. Thiết kếnày vẫn thông dụng trong những năm 1800.
175 0
John Cuff thiết kếvà chếtạo một chiếc kính hiển vi tháo lắp,đơn giản, công suất thấp, dùng cho nghiên cứu và phân tích các mẫu vật dưới nước.
175 2
Thomas Melvil (Scotland) quan sát các vạch sáng trong quang phổcủa những ngọn lửa khiđưa những nguyên tố
khác nhau vào trong ngọn lửa. 175
2
Benjamin Franklin (Mĩ) tiến hành một loạt thí nghiệm, trongđócó thí nghiệm cánh diều bay nổi tiếng, và kết luận rằng sét là một hiện tượngđiện.
175 8
John Dollond (Anh) phát minh lại thấu kính tiêu sắc và nhận bằng sáng chế cho thiết kế đó.
176 1
Johann Heinrich Lambert (Đức)đưa ra thuật ngữ“suất phản chiếu”đểmô tảtính phản xạkhác nhau của các hành tinh.
177 2
Nhà khoáng vật học người Pháp Jean-Baptiste Romé de l'Isle xuất bản quyểnChuyên luận vềTinh thểhọc, trongđó
ông xác nhận rằng góc giữcác mặt tươngứng luôn luôn là bằng nhau. Ngoài ra, ông còn chỉra rằng những góc này luôn làđặc trưng của một khoáng chất nhấtđịnh.
177 Wilhelm Olbers, một bác sĩvà nhà thiên văn học người Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
9 Đức, nghĩra một phương pháp mới tính ra quỹ đạo của các sao chổi.
178 1
Nhà thiên văn người Anh, gốcĐức, William Herschel, phát hiện ra hành tinh mớiđầu tiên kểtừthời tiền sử, nhưng ông tin nó là một sao chổi. Ôngđặt tên cho nó là Georgium Sidusđểtôn vinh người bảo trợcủa ông, nhà vua George III. 178
1
Wilhelm Olbers sửdụng phương pháp mới của ông tính ra quỹ đạo của các sao chổiđểxácđịnh rằng ngôi sao chổi của Herschel, Georgium Sidus, chẳng là sao chổi gì hết, mà là một hành tinh. Năm 1850, nóđượcđặt tên lại là Thiên Vương tinh.
178 2
John Goodricke, một nhà thiên văn người Anh, quan sát thấyđộsáng của ngôi sao Algol thăng giáng với một chu kì tuần hoàn vàđềxuất rằng nóđang bịche khuất một phần bởi một vật thểquay xung quanh nó. Ông còn là ngườiđầu tiên mô tả sao biến quang Cepheid (Delta Cephe). Mặc dù bị điếc, nhưng Goodricke có rất nhiều thành tựu trong quãngđời ngắn ngủi 21 năm của ông.
178 6
Caroline Herschel (Đức/ Anh), chịgái của nhà thiên văn William Herschel, phát hiện ra ngôi sao chổiđầu tiên của bà. Bà tiếp tục ghi lại các quan sát của em bà, nhưng theo năm thángđãtạo dựng nên sựnghiệp khoa học của riêng bà. Hội Thiên văn học Hoàng giađãtrao tặng bà huy chương vàng vào năm 1828.
178 9
William Herschel (Đức, Anh) hoàn tất việc xây dựng một kính thiên văn phản xạquang họcởSlough, nước Anh.
Được xem là một trong những kì quan kĩthuật của thếkỉ, nó có một cái gương kim loạiđường kính 122 cm với tiêu cự12 Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
m. 179
0
Kĩsưngười Pháp Claude Chappe phát minh rađiện báo semaphore. Hệthống của ông sửdụng một loạt các trạm tín hiệu gắnởnhững nơi cao, với các semaphore hai cánh dùng
đểphát tín hiệu và kính thiên văn dùng đểquan sát tín hiệu từnhững trạm khác.
179 1
Nhà thiên văn tựhọc người MĩBenjamin Banneker phát triển các phép tính dựbáo nhật nguyệt thực và pha mặt trăng. Sửdụng thông tin này, ông cho xuất bản một cuốn niên lịch và lịch thiên văn kết hợp chođến năm 1802.
Lịch sử Quang học -Phần 5 Phần 5
1800 – 1833
Trong cao trào cách mạng Pháp và Mĩ, ngành quang họcđãtrải qua cuộc cách mạng của riêng nó vàođầu thếkỉthứ19. Một thếkỉsau sựxuất bản
cuốn Opticks, bác sĩvà nhà vật lí người Anh Thomas Youngđãthách thức lí thuyết hạt ánh sáng của Isaac Newton. Năm 1801, Youngđãtiến hành một thí nghiệm xác lập nguyên lí giao thoa ánh sáng, cái không thểgiải thích bằng một lí thuyết hạt của ánh sáng. Thí nghiệm của ông cho ánh sángđi qua hai cái khe nhỏ đặt gần nhau, rọi lên trên một mànảnh, nơi ông quan sát các chùm tia bịtrải ra, hoặc bịnhiễu xạ, và chồng lên nhau. Trong vùng các chùm sáng chồng lên nhau xuất hiện những dải sáng xen kẽvới những dải tối.
E.L. Malus phát hiện ra sựkhúc xạkép (1808)
Hiện tượng này gọi là sựgiao thoa và Youngđãso sánh nó với sóng nước, trongđócácđỉnh sóng gặp nhau và kết hợp thành con sóng lớn hơn, hay cácđỉnh Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
sóng và hõm sóng gặp nhau và triệu tiêu nhau. Năm 1817, ông kết luận rằng ánh sáng truyềnđi dưới dạng sóng ngang, chứkhông phải sóng dọc nhưban đầu ông
đềxuất. Mặc dù lí thuyết của Youngđược chàođón với rất nhiều sựhoài nghiở
nước Anh, nhưng hai nhà vật lí người Pháp, Augustin-Jean Fresnel và François Arago,đãxác nhận lí thuyết sóng của ông qua những thí nghiệm của riêng họvà sự
phân tích toán học chi tiết của Fresnel.
Một khám phá bất ngờvào năm 1808 còn cung cấp thêm bằng chứng cho lí thuyết sóng. Étienne-Louis Malus, một kĩsưngười Pháp, trong nhà riêng của ôngở
Paris,đang chơiđùa với một miếng băng Iceland, một tinh thểnổi tiếng vì sựkhúc xạkép của nó; bất kì cái gì nhìn qua nóđều xuất hiện dưới dạng haiảnh. Malus
đang quan sát qua tinh thể ấyảnh của mặt trời phản xạtừmột cửa sổbên kia
đường. Lạthay, tinh thể ấy trình hiện chỉmộtảnh, chứkhông phải haiảnh như
Malus muốn thấy. Khi ánh sáng phản xạkhỏi một bềmặt, hình nhưmột phần ánh sángđãbịlọc, hay bịphân cực. Hóa ra lí thuyết cho rằng ánh sáng là sóng ngang giải thích hiện tượng này tốt hơn bất kì lí thuyết nào khác.
Một khám phá bất ngờnữa gợi ý một mối liên hệgiữađiện và từ, và có sựtác
động lớnđối với lí thuyết ánh sáng vài thập niên sauđó. Năm 1820, Hans Christian Ørstedđểý thấy một dây dẫn mang dòngđiện làm cho một kim nam châm từhóa
ởgầnđóchuyểnđộng, sắp nó vuông góc với dây dẫn mang dòngđiện. (Mặc dù ông
được sửsách ghi nhận với việc khám phá ra mối liên hệnày, nhưng một người Italy tên là Gian Domenico Romagnosiđãthực hiện khám pháấy vào năm 1802, nhưng chẳngđược một ai đểýđến khi ông công bốnhững kết quảcủa mình) Năm 1831, Michael Faraday quan sát thấy hiệuứng ngược lại, một nam châm chuyển
động qua một cuộn dây dẫn làm sinh ra một dòngđiện.
Phổmàu sắc của Newton trải qua cuộc cách mạng của riêng nó vàođầu thế
kỉ19. Năm 1802, William Hyde Wollaston phát hiện ra bảy dải tối làm giánđoạn cáiđược cho là một vùng màu liên tục trong quang phổcủa mặt trời. Mười năm sauđó, Joseph von Fraunhoferđãtìm thấy vàđođược vịtrí của hơn 300 vạch tối trong quang phổmặt trời, thiết lập cơsởcho một lĩnh vực nghiên cứu mới: quang phổhọc.
Hộp buồng tối (khoảngđầu những năm 1800)
Cũng khoảng thời gian trên, William Herschel và Johann W. Ritter phát hiện thấy có những vùng quang phổkhông thểnhìn thấyđối với mắt người. Năm 1800, Herschelđang nghiên cứu mối liên hệgiữa ánh sáng và nhiệt. Sửdụng một lăng kính và nhiệt kếcó các bóngđèn tô đen (đểhấp thụnhiệt tốt hơn), ôngđã đo nhiệt
độcủa từng màu của quang phổmặt trời. Sẵn tiện, ôngđã đo nhiệtđộngay bên ngoài quang phổnhìn thấy và, trước sựbất ngờcủa ông, nhận thấy một vùng nằm ngoàiđầuđỏcủa quang phổcó nhiệtđộcao nhất. Ôngđãphát hiện ra một vùng quang phổcó thể đo và cảm nhận, nhưng không nhìn thấy: vùng hồng ngoại.
Một năm sau, Ritter phát hiệnđầu kia của quang phổmặt trời vượt ra ngoài vùng nhìn thấy. Ông quan sát thấy bạc chloride bị đenđi khi phơi ra trước ánh sáng mặt trời nhìn thấy, nhưng bị đen còn nhiều hơn nữa khi phơi ra trước bức xạ
không nhìn thấy nằm ngoàiđầu tím của quang phổ: vùng tửngoại.
1800 – 1833
180 0
William Herschel, một nhà thiên văn người Anh gốc
Đức, phát hiện ra vùng hồng ngoại của ánh sáng mặt trời.Đây là quan sátđầu tiên vềmột dạng ánh sáng không thểnhìn thấyđối với mắt người.
180 1
Thomas Young, một bác sĩvà nhà vật lí người Anh, phát hiện ra sựgiao thoa ánh sáng, xác lập ánh sáng là sóng và thách thức lí thuyết hạt ánh sáng của Isaac Newton.
180 1
Nhà vật lí Johann Wilhelm Ritter (Đức) tìm thấy ánh sáng mặt trời phát ra bức xạtửngoại không nhìn thấy. Khám phá của ôngđãmởrộng quang phổcủa mặt trời ra ngoài vùng tím của quang phổánh sáng nhìn thấy.
180 2
William Hyde Wollaston (Anh) phát hiện thấy quang