Những cơ sở thực nghiệm của điện động lực học Maxwell

Một phần của tài liệu ĐỀ CƯƠNG BÀI GIẢNG HỌC PHẦN LỊCH SỬ VẬT LÝ (Trang 37)

Helmholtz công nhận khái niệm trường và vai trò của môi trường trong lí thuyết của Faraday và Maxwell, nhưng trái với Maxwell ông cho rằng tác dụng của dòng điện không khép kín, tức là ông không thừa nhận dòng điện dịch là một dòng điện cũng sinh ra từ trường giống như dòng điện dẫn. Helmholtz đề nghị học trò có nhiều năng lực của mình là Hertz nghiên cứu vấn đề đó và để kiểm tra lại thí thuyết của Maxwell.

Hertz (1857 – 1894) thử tính toán và thấy rằng muốn phát hiện dòng điện dịch, phải sử dụng một dòng điện biến thiên rất nhanh mà lúc bấy giờ ông chưa có cách nào tạo ra được. Năm 1887 Hertz đã công bố bài báo “Về những dao động điện rất nhanh”. Máy phát dao động điện cao tần của Hertz sau này gọi là “bộ rung Hertz”. Ông nhận xét rằng những dao động điện mà ông tạo ra nằm trong khoảng trung gian giữa dao động âm của các vật nặng và dao động của ete. Ông chưa nghĩ đến sóng điện từ mà chỉ nói rằng thiết bị của ông là máy phát và thu các dao động điện. Bằng thí nghiệm trên Hertz đã phát hiện được dòng điện dịch và quá trình cảm ứng do dòng điện dịch gây ra do đó đã chứng minh được tính đúng đắn của tác dụng gần và lần đầu tiên khẳng định được lí thuyết Maxwell bằng thực nghiệm.

Năm 1888 Hertz tiếp tục nghiên cứu với bộ rung và bộ cộng hưởng ở các khoảng cách xa hơn. Ông đã viết lại các phương trình Maxwell dưới dạng thuận tiện hơn, gần giống như cách

viết ngày nay mà vẫn giữ nguyên được nội dung lí thuyết của Maxwell. Hertz đã hoàn toàn và dứt khoát đứng trên quan điểm của Maxwell và xây dựng cơ sở thực nghiệm vững chắc cho thuyết Maxwell. Ông đã tạo được sóng điện từ như thuyết Maxwell tiên đoán. Trong một công trình công bố năm 1888, Hertz đã mô tả các thí nghiệm của ông về sự lan truyền, phản xạ, khúc xạ, phân cực sóng điện từ. Các thí nghiệm đó chứng tỏ rằng sóng điện từ hoàn toàn đồng nhất với sóng ánh sáng. Năm 1891, Hertz đã tổng kết các công trình của ông và kết luận “Mục đích các công trình này là kiểm tra các giả thuyết cơ bản của lí thuyết Faraday – Maxwell, và kết quả các thí nghiệm là sự khẳng định các giả thuyết cơ bản của lí thuyết đó”. Lí thuyết của Maxwell đã thắng lợi rực rỡ. Lí thuyết trường điện từ của Maxwell ngày nay được gọi là “điện động lực học Maxwell”, là sự tổng kết của các hiện tượng quan sát được, và không thể chứng minh được chúng bằng cách dựa vào những định luật tổng quát hơn.

Khi xây dựng lí thuyết của mình, Maxwell đã dựa vào những mô hình phức tạp và có khi kì quặc của môi trường ete giả định. Tuy nhiên trong các phương trình đó không thấy vai trò của ete trong các hiện tượng điện từ. Sang thế kỉ XX, khi ete bị gạt bỏ khỏi vật lí học, các phương trình Maxwell vẫn giữ nguyên giá trị và ý nghĩa của chúng mà không cần phải có một sự sửa đổi nhỏ nào. Điều đó thể hiện giá trị lớn lao của các phương trình Maxwell.

Việc sử dụng trong kĩ thuật và đời sống các sóng điện từ mà Maxwell đã tiên đoán bằng lí thuyết là tiêu chuẩn tối cao, tiêu chuẩn thực tiễn khẳng định sự toàn thắng của điện động lực học Maxwell.

Một phần của tài liệu ĐỀ CƯƠNG BÀI GIẢNG HỌC PHẦN LỊCH SỬ VẬT LÝ (Trang 37)

Tải bản đầy đủ (DOC)

(52 trang)
w