Những phát minh bất ngờ trong vật lí

Chia sẻ: Quynh Nguyen | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:11

Thêm vào BST

Báo xấu

84
lượt xem 12
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

A. LỜI MỞ ĐẦU: Lịch Sử Vật Lý. Tất cả chúng ta được sinh ra và tồn tại trong vũ trụ này là một điều không phải ngẫu nhiên.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Những phát minh bất ngờ trong vật lí

Những phát minh bất ngờ trong vật lí A. LỜI MỞ ĐẦU: Lịch Sử Vật Lý. Tất cả chúng ta được sinh ra và tồn tại trong vũ trụ này là một điều không phải ngẫu nhiên. Mọi thứ trong vũ trụ đều có nguồn gốc và nguyên nhân của nó. Xã hội ta đang sống hiện nay cũng đã đi qua một quá trình lịch sử lâu dài. Ngay cả chúng ta cũng không biết mình được hình thành và tạo ra như thế nào. Để biết được chúng ta phải tìm hiểu về lịch sử của loài người là con người được xuất phát từ loài linh trưởng hay loài vượn người tinh khôn Homosapiens? Hay là sự xuất hiện đầu tiên là có hạt co-a-xet-va. Chúng ta thấy rằng tất các các môn học trong tự nhiên hay xã hội nó điều có quan hệ biện chứng chặt chẽ cho nhau chứ không tách rời nhau. Nhờ các ngành khoa học mà chúng ta đã xóa bỏ được quan niệm thế giới loài người là do thần linh tạo nên. Qua đó chúng ta hoàn toàn xóa bỏ đêm trường trung cổ. Vật lý được coi là một môn khoa học cơ bản nhất của khoa học tự nhiên. Nó giải quyết các thành phần cơ bản nhất cùa vật chất và các tương tác của chúng
cũng như nghiên cứu về các nguyên tử và việc tạo thành phân tử và chất rắn.Vật lý cố gắng đưa ra những mô tả thống nhất về tính chất của vật chất và bức xạ, bao quát rất nhiều loại hiện tượng. Tri thức là một quá trình có tính lịch sừ, mỗi khoa học đều có lịch sử của nó. Lịch sử vật lý nghiên cứu sự hình thành và phát triển của khoa học vật lý như một thể thống nhất. Nó trình bày các sự kiện vật lý có chọn lọc và có hệ thống nhằm tái hiện toàn bộ quá trình của khoa học vật lý. Lịch sử vật lý phân tích những sự kiện vật lý nhằm chứng minh rằng đó là sự phát triển tất yếu và điều quan trọng hàng đầu là tìm ra quy luật tổng quát của sự phát triển vật lý học. Vật lý là một hình thái nhận thức thế giới tự nhiên của con người. Nó có nhiệm vụ phát hiện, trình bày các sự kiện vật lý một cách hệ thống có chọn lọc. Lịch sử vật lý phân tích và tìm ra các quy luật tổng quát của sự phát triển vật lý qua các thời đại. Nhà bác học Louis DeBroglie đã nói: “ Nhà vật lý tìm hiểu sự phát triển của vật lý sẽ mang lại nhiều bổ ích trong cuộc đời nghiên cứu khoa học 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 những phát minh bất ngờ của quá trình lịch sử vật lý, nhưng không có thể hiện đầy đủ mà chỉ một phần nhỏ và không có độ chính xác cao. Vì có nhiều nguồn thông tin khác nhau nên mỗi tư liệu có sự khác biệt và nhóm nhất quyết thống nhất lấy theo sách Hứa Duy Lượng. B. NỘI DUNG: Trong cuộc sống luôn có những việc bất ngờ đến với chúng ta. Trong khoa học cũng chính từ những việc bất ngờ mà đã dẫn đến rất nhiều những phát minh nổi tiếng của các nhà khoa học. Sau đây là một số mẫu chuyện kế về các thành tựu khoa học được phát minh bất ngờ. Chúng tôi xin phép được trình bày về vấn đề những phát minh bất ngờ trong vật lý. Nhóm xin phép được đi sâu vào chi tiết một số mẫu chuyện.
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 Nhu ận Châu (Trần Giang Tỉnh Giang Tố) có nơi gọi là Mộng Khê Viên, ở đó có hòn núi, cạnh núi có ngôi nhà có một giá sách chiếm hơn nữa phòng, là nơi Thẩm Quát ngồi làm sách. Có một bộ nồi tiếng ông viết là Mộng Khê Bút Đàm. Có những trang viết về âm thanh ông có kể lại một câu chuyện, ông có một người bạn yêu nhạc, hôm nào đến ông cũng được nghe nhạc nhưng một hôm ông đến không nghe bạn đánh đàn. Ông hỏi lí do ở ông bạn thì nghe bạn ông giải thích là” phòng trống của nhà có treo cây đàn Tỳ Bà, cứ mỗi khi tấu nhạc điệu bằng Sáo và Sênh thì đàn Tỳ Bà cũng họa theo”, bạn ông cho là có ma nên không hòa tấu nữa. Thẩm Quát nghĩ: Người ta dùng da bò làm ống đựng tên, lúc hành quân để gói đầu ngủ, trong ống rỗng có thề nghe tiếng người và ngựa trong vòng vài dặm.
Suy nghĩ rồi ông cho rằng âm thanh đó có thể do cộng hưởng rồi ông giải thích cho bạn ông hiểu rõ. II. Xe Chỉ Nam Theo truyền thuyết thời thượng cổ ở Trung Quốc, Hoàng Đế đánh nhau với Xuy Vưu do trời có mây quân không nhìn rõ hướng Hoàng Đế nghĩ ra xe Chỉ Nam chỉ phương cho quân sĩ đánh lại Xuy Vưu. Còn một truyền thuyết vào thời Chu, Sứ giả người Việt Thường ở phương Nam không nhớ đường về, Chu Công làm ra xe Chỉ Nam sai người đưa sứ về nước. Mã Quân là nhà phát minh máy móc kiệt xuất đời Tam Quốc, người nước Ngụy. Nghe truyền thuyết Ông suy nghĩ, có lần trước mặt Ngụy Minh Đế Mã Quân giải thích rõ và được Ngụy Minh Đế chuẩn cho Mã Quân chế thử. Ông về nghĩ cách, có một hôm Mã Quân ngồi xe ngựa cùng bạn đi dạo, trên xe Mã Quân chăm chú nhìn cách quẹo trái phải của xe, cuối cùng cũng tìm thấy chỗ thắt gút của vấn đề. Qua nhiều lần thử nghiệm ông đã chế tạo ra được chính xác. Mã Quân biểu diễn trong cung, trên xe Chỉ Nam có một người bằng gỗ, bất luận xe đi hướng nào ngón tay cũng chỉ về hướng Nam. Vậy có phải trong tay người gồ đề nam chăm không? Không! Trong xe có một hệ thống bánh răng cơ giới phức tạp, tinh xảo. Lợi dụng sự chuyền động theo chiều khác nhau của các bánh xe răng mà ông đã chế thành. Xe Chỉ Nam là thiết bị tự động hóa thuộc loại sớm nhất của thế giới. III. Planck
Max Karl Ernst Ludwing Planck nhà vật lý nổi tiếng thế kỉ 19 đang yên nghỉ. Tấm bia trên mộ ông, không có những lời ca ngợi công đức dài dòng văn tự, mà chỉ có công thức toán học sau đây: “ h=6,625.10 erg .sec ”. Nhờ đó mà ông đoạt giải Nobel, nhờ đó mà sáng lập ra thuyết lượng tử. Khi còn đi học thầy Muller của ông có một hôm kể về một người thợ nề vất vả bưng từng viên gạch xây nhà. Thầy nói ông ta bỏ công ra nơ viên gạch mất công vô ích nhưng không mất nó tồn tại một năm, hai năm... nhiều năm cho đến khi viên gạch nọ bông ra rơi xuống đất mới kết thúc. Mẫu chuyện này nói rõ nguyên lý quan trọng là định luật bảo toàn. Năng lượng không tự sinh ra mà cũng không tự mất đi mà nó chỉ chuyền từ dạng này sang dạng khác, song trong hệ kín năng lượng được bảo tồn. Mẫu chuyện có vai trò lớn trong việc xây dựng thuyết lượng tử của ông. IV. Rutherford Ông có tên đầy đủ là Ernest Rutherford. Năm 24 tuổi ông được học bổng nghiên cứu tại Đại Học Cambridge Anh. Năm1899, ông tìm ra tia phóng xạ anhpha, bê ta. Năm 1902 ông với Soddy cho ra thuyết phân rã nguyên tử (đoạt giải ba Nobel Hóa). Thầy ông-Thomxon có lần giảng bài nói rằng: ”tôi cho rằng mô hình của nguyên tử giống như quả dưa hấu, ruột dưa tượng trưng cho các điện tích dương phân bố bên trong nguyên tử, còn vỏ dưa chính là điện tử”. Ông dựa vào đó làm thí nghiệm và nói rằng: ”Hạt nhân nguyên tử giống như mặt trời, điện tử giống như những hành tinh quay quanh mặt trời”. Đó là lý thuyết về mẫu nguyên tử hành tinh Rutheford. Từ đó vật lý nguyên tử, vật lý hạt nhân ra đời. Để tưởng niệm ông
người ta đúc pho tượng đồng bán thân của ông trước cửa của phòng thực nghiệm Học hội Hoàng gia Anh. V. Biện Thành Bát Cảnh Tháp nghiêng Pida nổi tiếng thế giới được xây dựng năm 1173, tháp bị nghiêng do có vấn đề về nền móng. Còn ở Trung Quốc, thời Tống có xây một tháp nghiêng, người tạo ra kiến trúc đó là Du Hạo năm 989 trên bờ sông Ngũ Trượng của thành Biện Kinh nay là thành phố Khai Phong, có đủ các loại người quan, dân..họ tập trung để xem khánh thành tháp linh cảm. Tháp cao 13 tầng, ngôi tháp có hình bát giác, cao 120m, tháp cao nhất Biện Kinh lúc đó. Có một người hỏi: ”Thưa Tiến sĩ tháp này rõ ràng nghiêng hẳn về Tây Bắc, mặt Bắc của ngôi tháp cao hơn hẳn mặt Nam đó là vì sao vậy?”. Ông giải thích ở Bắc Kinh có gió Tây Bắc quanh năm, đất thì bằng phẳng, gió mạnh, thời gian trôi qua thân tháp sẽ dần dần thẳng đứng, sông Ngũ Trượng nằm ở chân ngôi tháp này năm năm tháng tháng chảy qua sẽ làm cho chân ngôi tháp lún xuống. Hiện tại phía Bắc tháp cao hơn ở phía Nam là phòng khi chân tháp lún xuống”. Nó bằng gỗ và rất chắc chắn. Lẽ ra theo tính toán nó tồn tại khoảng 700 năm, nhưng do khối lửa chiến tranh tàn phá. Sau đó người ta xây lại một ngôi tháp Sắt, không phải nó được dựng lên bằng gang thép mà có tên như vậy, mà do gạch nung có màu như gang thép. Về sau nó là một trong “Biện Thành Bát Cảnh” hấp dẫn người bốn phương tham quan du lich. VI. ARCHIMEDE. 1. Sơ lược về tiểu sử và thành tựu của Archimede:
Archimede sinh năm 287 TCN. Ông là nhà Toán Học,Vật Lý của Hy Lạp. Ông sinh ở thành phố cảng Syracure, Sicily. Các thành tựu của ông như là: +Lực đẩy Archimede. + Định luật đòn bẩy. Archimede + Làm các tấm gương lớn hội tụ ánh sáng mặt trời thêu rụi các con tàu của người La Mã… Ä Góp phần lớn cho lĩnh vực phát triễn khoa học 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 việt của định luật đòn bẩy, chứ không làm được trong thực tế. Ông chỉ ra rằng: ” Đòn bẩy là cơ cấu để cân bằng momen của 1 lực lớn bởi momen của 1 lực nhỏ hơn”. Khi đòn bẩy ở trạng thái cân bằng tổng momen của 2 lực trực đối với điểm tựa bằng không, sau khi tính toán để nâng được một vật có khối lượng bằng trái đất lên cao 1cm thì phải mất thời gian hơn 30 tỷ năm. 2. Bí mật trong chiếc vương miện: Archimede là nhà vât lý học c Hy Lạp, sinh ra ở thành ph Xuy-ra đảo xi-xi- ̣ ri. Do có ki n thức uyên bác nên ông được nhà vua và toàn dân kı́nh trọng. Có l n nhà vua giao cho thợ kim hoàn làm vương niêm b ng vàng, t t cả s ̣ vàng dùng làm vương niêm đeu được cân trước. Môt thời gian sau, vương niêm đã ̣ ̣ ̣ làm xong, đem dâng cho nhà vua. Nhà vua r t đo i vui mừng, c m chi c vương niêm ̣ xoay vài vòng. B ng nhiên ý nghı̃ hoài nghi lóe lên, nhà vua hỏi người thợ: ”Chi c vương niêm này đeu làm b ng vàng r ng cả đay chứ ?”. “Thưa vâng ạ”,người thợ ̣ đáp dứt khoát.
“Không đúng, ta th y các ngươi đã trôn 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 nhân, nhà vua quay lại hỏi ̣ đám qu n th n của mı̀nh: “Các khanh có th y đúng vây không?” ̣ Đám qu n th n cũng ch ng người nào bi t. Lúc đó có môt vị đại th n đe ̣ nghị: “Thưa bệ hạ hãy cho triệu mời Archimede đến kiểm tra” “Ừ, được”, nhà vua đồng ý với đề nghị. Archimede được mời vào cung vua, vua nói với Archimede. “Archimede ta c n ngươi ki m tra xem trong chi c vương này đã bị trôn vào ̣ bao nhiêu vàng, nhưng không được làm hỏng vương niêm”. ̣ Archimede nhân lênh nhà vua giao cho, đem vương niêm v nhà tı̀m cách ̣ ̣ ̣ ki m tra. Nhi u ngày trôi qua mà ông v n chưa có 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 nước nhı̀n th y hiên tượng có nước tràn ra ngoài , trong đau li n lóe lên ̣ biên pháp giải quy t ra v n đe, vı̀ quá mừng rỡ ông quên cả viêc măc qu n áo nhảy ̣ ̣ ̣ vọt ra khỏi b n t m, vừa chay vừa la: “Ơ rê ca! ơ rê ca!!!!” ( tìm thấy rồi, tìm thấy rồi ), mọi người chung quanh đều cho là Archimede bị điên, thì ra trong khi tắm Archimede phát hiện ra rằng: “ trọng lượng của vật thể bị giảm đi khi ngậm trong nước đúng bằng trọng lượng nước mà nó chiếm chỗ”. Trên cơ cở nguyên lý này ông đã tìm thấy biện pháp kiểm tra chiếc vương niệm. Ông bỏ chiếc vương niệm vào trong một chậu nước đầy, hứng lấy số nước tràn ra rồi đem cân. Tiếp đó, ông lấy vàng rồng có cùng trọng lượng với vương niệm lại bỏ vào chậu nước đầy đó hứng lấy nước tràn ra và đem cân, kết quả nước tràn ra khi bỏ vàng vào chậu ít hơn là nước tràn ra khi bỏ vương niệm vào chậu, vì tỉ trọng giữa vàng và bạc không bằng nhau vì vậy ông xác định được
chiếc vương niệm đã bị trộn bạc vào. Trước chứng cứ đó, người thợ kim hoàn đành phải nhận tội. Từ đó, nhà vua càng thêm tin tưởng và tôn trọng Archimede: “bất luận Archimede nói gì đều phải tin tưởng ông ấy”. Về sau người ta gọi nguyên lý do Archimede xác định được là định luật Archimede. Lực đẩy Archimede. Đúng vậy, bất ngờ dẫn đến bất ngờ. Câu chuyện sau đây sẽ nói lên một bất ngờ thú vị 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 theo hướng nào cũng có xu hướng là rơi trở lại quả đất. Đó là nhờ vào định luật Vạn vật hấp dẫn của Newton. Khơi gợi nào đã làm ông tìm ra định luật đó? Câu chuyện như sau: Nhà vât lý nước Anh Isaac Newton r t thı́ch đọc sách, luôn ưa đông não suy ̣ ̣ nghı̃. Năm 21 tu i, Newton thi đo trường Đại học Cam-brit-giơ, sau khi t t nghiêp ̣
Newton được giữ lại làm viêc ở trường. Năm 26, Newton đảm nhân chức giáo sư ̣ ̣ trường Đại học cam-brit-giơ. Mùa hè năm 1665, nước Anh rơi vào môt trân đại dịch, đe tránh lây lan ̣ ̣ truy n dịch, các trường đại học đeu tạm thời đı̀nh khóa. Newton trở v quê-môt ̣ thôn nhỏ thuôc quân Rin-ghen nước Anh. ̣ ̣ Môt hôm, Newton ng i trên môt cái bãi b ng ph ng, mở sách căm cụi đọc. ̣ ̣ ̣ B ng môt làn gió nhẹ thoảng qua:”bôp”,”bôp” hai quả táo rơi xu ng suýt nữa bôp ̣ ̣ ̣ ̣ lên đau Newton. “Ua !th là th nào nhı̉?”. Đa u óc ưa hoạt đông của Newton lâp tức bị hiên ̣ ̣ ̣ tượng đó thu hút. ”Tại sao quả táo cứ rơi xu ng đat mà không rơi lên trời?”. Câu hỏi đã làm Newton đam chı̀m trong suy tưởng. Đe tı̀m hi u nguyên nhân tại sao quả táo rơi xu ng đat mà không “rơi” lên trời . Newton đã suy nghı̃ sớm chi u và cả trong gi c ngủ. Có bữa, Newton quá chăm chú tı̀m tư liêu mà ông đã lơ đãng tưởng đo ng h là trứng nên đem bỏ vào ̣ luôc. ̣ 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 đat, 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 ra còn học thêm toán cao c p và không ngừng nâng cao tı́nh toán. Có hôm Newton mời bạn đen nhà ăn cơm, người bạn đúng giờ đen nhà, còn Newton v n mãi mê trong phòng thı́ nghiêm, người bạn đợi đen nửa giờ bụng đói ̣ ăn h t nửa con gà đã n u đang đăt trên bàn, xương đăt lại ch cũ. Khi bạn ăn xong ̣ ̣ ra v , Newton mới đen phòng 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 p tục vào làm viêc. ̣
Newton đã học tâp và làm viêc 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.