Sức mạnh kỳ lạ trong quả cấu Magdeburg

Chia sẻ: Ha Quynh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

108
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Ngày 8/5/1654, người dân thành phố Regensburg, nhà vua và các quý tộc Đức, đã được mục kích một sự việc kỳ lạ: 16 con ngựa, chia làm hai nhóm, ra sức kéo bật hai bán cầu bằng đồng gắn chặt với nhau về hai phía.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Sức mạnh kỳ lạ trong quả cấu Magdeburg

Sức mạnh kỳ lạ trong quả cấu Magdeburg Ngày 8/5/1654, người dân thành phố Regensburg, nhà vua và các quý tộc Đức, đã được mục kích một sự việc kỳ lạ: 16 con ngựa, chia làm hai nhóm, ra sức kéo bật hai bán cầu bằng đồng gắn chặt với nhau về hai phía. Nhưng, hai bán cầu vẫn trơ ra! Bằng thí nghiệm này, thị trưởng thành phố, ông Otto von Guericke, đã chứng minh rằng không khí hoàn toàn không phải là “không có gì cả” như mọi người vẫn nghĩ, rằng nó có trọng lượng và nén với một lực rất lớn trên tất cả mọi vật trên trái đất. Và đây là trích dịch một đoạn về thí nghiệm này của Guericke: “Thí nghiệm chứng minh rằng áp suất của không khí gắn hai bán cầu vào với nhau chắc đến nỗi 16 con ngựa cũng không tách nổi chúng ra”. Bán cầu Magdeburg. “Tôi đặt làm hai bán cầu bằng đồng đường kính là ba phần tư khửu Magdeburg (khoảng 40 cm). Nhưng thực tế đường kính chỉ bằng khoảng 37 cm, bởi vì người thợ thường không thể làm thật đúng như yêu cầu. Hai bán cầu hoàn toàn ăn khít
với nhau. Ở một bán cầu có lắp một vòi hơi, qua vòi này người ta có thể hút hết không khí ở trong ra, và không cho không khí ở ngoài lọt vào. Ngoài ra trên hai bán cầu còn có 4 cái vòng, dùng làm chỗ luồn thừng buộc nối với yên của ngựa. Tôi lại sai hai người khâu một cái vòng da; rồi đem ngâm vòng da vào trong hỗn hợp sáp với dầu thông. Sau khi đã kẹp vòng da này vào giữa hai bán cầu thì không khí không thể lọt vào trong được nữa. Nối vòi hơi với một bơm để rút hết không khí trong quả cầu ra. Lúc ấy, người ta đã thấy, qua vòng da, hai bán cầu ép chặt vào nhau mạnh đến mức nào. Áp suất của không khí bên ngoài siết chặt chúng chắc đến nỗi, 16 con ngựa kéo cật lực cũng không tách nổi chúng ra được, hoặc nếu được thì cũng rất tốn sức lực. Khi ngựa kéo được hai bán cầu ra thì còn thấy chúng phát ra tiếng nổ như súng vậy. Nhưng chỉ cần vặn vòi hơi để cho không khí tự do đi vào là lập tức có thể lấy tay tách hai bán cầu ấy ra được dễ dàng”. Một vài phép tính đơn giản cũng có thể làm chúng ta hiểu rõ, tại sao lại phải dùng một lực lớn đến thế để tách hai bán cầu ra. Không khí nén xấp xỉ 10 N trên mỗi centim ét vuông. Diện tích của vòng tròn có đường kính 37 cm là khoảng 1.060 centimét vuông (ở đây ta tính diện tích của vòng tròn chứ không phải bề mặt của bán cầu, bởi vì áp suất khí quyển chỉ có độ lớn như đã nói khi tác dụng vuông góc với một bề mặt, còn khi tác dụng vào những bề mặt nằm nghiêng thì áp suất đó nhỏ hơn. Trong trường hợp này ta phải lấy hình chiếu thẳng góc của mặt cầu lên mặt phẳng, nghĩa là lấy diện tích của vòng tròn lớn). Như thế nghĩa là lực ép của khí quyển trên mỗi bán cầu phải hơn 10.000 N. Vậy mỗi nhóm 8 con ngựa phải kéo với một lực bằng 10.000 N mới thắng nổi áp suất của không khí bên ngoài. Nhìn qua thì tưởng chừng con số đó không lấy gì làm quá nặng so với tám con ngựa (mỗi bên). Nhưng bạn chớ quên rằng, khi phải kéo một tấn hàng hóa, ngựa
bỏ ra một lực nhỏ hơn 10.000N rất nhiều, tức là nó chỉ phải thắng các lực ma sát giữa bánh xe với trục, và giữa bánh xe với đường nhựa mà thôi. Mà lực ma sát này, trên đường nhựa, bằng khoảng 500 N (ở đây chúng ta cũng bỏ qua hiện tượng là khi tám con ngựa cùng kéo một vật nặng thì chúng bị mất đi 50% lực kéo). Do đó lực kéo 10.000 N của ngựa có thể kéo được một xe hàng 20 tấn. Và như vậy, khi kéo bán cầu ra, tám con ngựa ấy đúng là đã phải kéo một vật tương đương với một đầu máy xe lửa cỡ nhỏ không ở trên đường ray vậy! Người ta đã đo được là một con tuấn mã kéo xe với một lực cả thảy là 800N. Cho nên muốn kéo lật được các bán cầu Magdeburg ra (trong trường hợp lực kéo của các con ngựa bằng nhau) thì mỗi bên phải dùng 10.000/800 = 13 con ngựa. Chắc hẳn bạn đọc sẽ vô cùng kinh ngạc nếu biết rằng một số khớp xương trong cơ thể chúng ta sở dĩ không rời nhau ra, cũng là do một nguyên nhân như ở các bán cầu Magdeburg. Áp suất khí quyển đã siết chặt các xương lại với nhau, bởi vì khoảng trống giữa khớp xương không có không khí. Gương lõm diệu kỳ
Năm 212 trước Công nguyên, đoàn thuyền La Mã đang vây thành Syracuse (thuộc Hy Lạp), bỗng trên mặt thành xuất hiện vô số tấm gương phản chiếu ánh nắng mặt trời, khiến đoàn thuyền bốc cháy. Nhà bác học Hy Lạp Archimet đã lợi dụng hiệu ứng gương lõm để tập trung ánh sáng vào một điểm, thiêu cháy kẻ địch. Người xưa từng sử dụng gương lõm vào nhiều mục đích khác nhau, chủ yếu là trong các trò pháp thuật. Gương lõm vốn tạo được một thế ánh sáng không hắt bóng ở tiêu điểm của mình. Các thầy phù thuỷ và các nhà pháp thuật cho rằng chính ở tiêu điểm của gương lõm tập trung một nguồn năng lượng sinh học vô hình, và nếu mắt ai lọt được vào đúng tiêu điểm ấy thì người đó sẽ có khả năng thấu thị. Ở nhiều dân tộc có tục gọi hồn người đã khuất bằng chén hoặc chậu đồng lòng cong, mặt trong nhẵn bóng như gương - thực chất cũng là một dạng gương lõm. Năm 1950, trong một hang sâu ở Epire thuộc miền tây Hy Lạp, nhà khảo cổ Sotir Dakar tìm thấy một chiếc nồi đồng rất lớn, mặt trong nhẵn bóng, có niên đại khoảng 3.000 năm. Điều kỳ lạ là hễ đưa mắt đến sát mặt phẳng miệng nồi nhìn vào trong, người ta có thể thấy những hình ảnh huyền ảo rất lạ lùng, kỳ bí, đặc biệt là mỗi người lại nhìn thấy một hình ảnh khác nhau và cùng một người nhưng nhìn ở hai thời điểm khác nhau thì hình ảnh nhìn thấy cũng khác nhau. Đó là những hình ảnh quang cảnh hoặc người, thú vật nhưng ở thời kỳ thời rất xa xưa. Tính toán theo độ cong của đáy nồi, người ta xác định được tiêu điểm của mặt cong này nằm đúng tâm của mặt phẳng miệng nồi. Đáng tiếc là chẳng bao lâu sau, chiếc nồi này bị đánh cắp từ kho của một viện bảo tàng ở Hy Lạp và từ đó đến nay không ai biết gì về số phận của nó. Ở một số dân tộc, các nhà tiên tri lại sử dụng gương lõm để đoán hậu vận. Các pháp sư Ấn Độ thường dùng gương lõm mặt trong tráng vàng, nhưng cũng có người lại ưa dùng loại gương làm bằng sắt ròng. Sắt nguyên chất, tinh khiết đến 99,999% không bao giờ bị sét rỉ, khi được đánh kỹ thì cho độ bóng tuyệt hảo và gương sắt được gọi là "gương của hoàng đế Solomon", được đánh giá rất cao trong giới pháp sư chuyên phán hậu vậu cho mọi người. Người Nga cổ cũng sử dụng gương lõm dưới dạng chậu đồng hay chậu gốm tráng men để đoán đường tình duyên cho
những kẻ đang tìm ý trung nhân. Bình nguyên Naska với hàng triệu đường hào thẳng tắp, nhằng nhịt. Cũng có những loại gương lõm của người xưa mà công dụng của chúng cho tới nay vẫn còn là điều bí ẩn. Chẳng hạn những chiếc gương được tìm thấy rất nhiều ở gần khu vườn hình học Naska ở Peru. Những chiếc gương này có đường kính khoảng nửa mét, hơi cong, được làm bằng hợp kim vàng, bạc và đồng, mặt trong được đánh rất nhẵn. Vì mặt gương chỉ hơi lõm nên gương có tiêu cự đến vài kilomét. Do mặt gương rất bóng nên sức phản chiếu rất mạnh: ánh nắng mặt trời hắt ra từ gương có thể nhìn thấy rõ ở tiêu điểm, dù nơi đó cách mặt gương hàng cây số. Người ta không hiểu thổ dân da đỏ Inka cổ xưa dùng những tấm gương này làm gì. Căn cứ vào khả năng chiếu xa của chúng, có thể đoán họ dùng chúng như một công cụ truyền tín hiệu. Cũng có thể đó là một công cụ xác lập đường thẳng (tại bình nguyên Naska có hàng triệu đường hào cắt nhau nhằng nhịt, mỗi đường hào dài hàng chục đến hàng trăm kilom ét nhưng đều thẳng tuyệt đối). Không ít phát minh khoa học ra đời từ gương lõm. Nhà bác học người Anh Roger Bacon (1214-1294) từng sở hữu những tấm gương lõm "bách khoa". Người đương thời coi ông là "nhà phù thuỷ vĩ đại", song theo cách hiểu ngày nay, ông là một nhà thực nghiệm cần mẫn, suốt đời khám phá những bí ẩn của tự nhiên. Không chỉ là nhà vạn vật học, Bacon còn là nhà "vạn sự vật học" vì đã lao vào hầu hết mọi lĩnh vực của cả khoa học tự nhiên lẫn xã hội. Ông đã chế ra hai tấm gương lõm kỳ diệu, đem giảng dạy ở Đại học Oxford. Với tấm gương thứ nhất, người ta có thể đốt nến vào bất cứ thời điểm nào trong ngày, bằng cách đưa đầu ngọn nến vào đúng tiêu điểm của gương. Tấm gương thứ hai có khả năng giúp người sử dụng nhìn thấy quang cảnh của bất cứ nơi nào trên trái đất nếu mắt người nằm ở đúng vị trí cần thiết cách mặt gương một khoảng nhất định nào đó; nếu xê lệch gương sang góc khác và mắt người cũng di chuyển theo cách thích hợp thì sẽ nhìn thấy một quang cảnh khác. Cứ như toàn bộ quang cảnh trên bề mặt trái đất được phản ánh lên một tấm gương nào đó ở thượng tầng không khí rồi phản ánh ngược vào tấm gương kỳ diệu của Bacon. Tấm gương thứ nhất bị các giáo sư đồng nghiệp phản đối vì sinh viên suốt ngày chỉ chăm chỉ thực tập đốt nến mà không đoái hoài gì đến sách vở và các loại thí nghiệm khác. Tấm gương thứ hai thì bị giáo hội cáo buộc là một vật "tà
đạo". Kết quả là cả hai bị đập nát và Bacon bị tước quyền giảng dạy. Cũng do vụ rắc rối trên đây mà nhiều tài liệu, sách vở, những ghi chép... của Bacon bị đốt bỏ. Nhưng những gì còn lại đến ngày nay cũng cho biết rằng chính ông là người đầu tiên dự đoán sự ra đời của kính hiển vi, kính viễn vọng, động cơ cho ôtô, máy bay, tàu thuỷ. Hàng trăm năm trước khi Berthold Schwarz chế tạo ra thuốc súng, Bacon đã có những ghi chép về thành phần hoá học cũng như nguyên lý hoạt động của một loại chất có thể gây cháy nổ tương tự như thuốc súng về sau. Cũng chính nhờ vào kết quả những thực nghiệm về quang học của Bacon mà kính đeo mắt được ra đời vào năm 1287. Những ghi chép của Bacon còn cho thấy ông đã mường tượng được cấu trúc tế bào, hiểu được thực chất của quá trình thụ thai chính là sự kết hợp của tinh trùng và trứng. Ngoài ra, Bacon còn nắm được nguồn gốc một dạng năng lượng mà tính ra còn mạnh hơn gấp nhiều lần năng lượng nguyên tử! Nhờ đâu Bacon có được những hiểu biết sâu rộng như vậy, khi mà ông sống ở thế kỷ 13, trước vài trăm năm so với các nhà bác học hàng đầu thế giới như Giordano Bruno, Galileo Galilei, Leornado da Vinci, Isaac Newton, Albert Einstein... với những phát minh về sau mới trở thành tri thức của nhân loại? Các nhà bác học cho rằng đó là vì ông chế tạo ra được những dụng cụ khoa học đặc biệt hoặc được hưởng những dụng cụ như vậy từ một nguồn gốc bí ẩn nào đó. Một trong những loại dụng cụ đặc biệt ấy chính là gương lõm. Trong những ghi chép của Bacon còn lại đến ngày nay có một tài liệu cho biết ông đã "nhìn thấy bằng gương lõm một ngôi sao hình con ốc sên nằm ở khoảng giữa các chòm sao Pegas, Andromed và Kassiopei". Thật đáng kinh ngạc là 400 năm sau, vào thế kỷ 17, với những kính viễn vọng mạnh, các nhà thiên văn học châu Âu đã tìm ra tinh vân Andromed hình xoắn ốc ở đúng ngay vị trí này. Tại sao gương lõm lại có những khả năng đặc biệt như vậy? Chưa ai có thể giải đáp thấu triệt, nhưng đại để, cũng như gương phẳng, gương lõm phản xạ những năng lượng nhìn thấy được và không nhìn thấy được, thậm chí cả những bức xạ tinh tế của cơ thể con người, nhưng gương lõm có thể gia cường những dạng năng lượng này. Đặc biệt, chỉ gương lõm mới tạo ra được tiêu điểm - điểm hội tụ tất cả những tia phản xạ. Đây cũng chính là điểm mấu chốt của những gì được coi là khả năng
huyền bí, diệu kỳ của gương lõm. Năm 1667, các nhà khoa học ở viện hàn lâm khoa học Florentie đã làm một thí nghiệm sau: hướng mặt gương lõm về phía một khối băng lớn đặt ở khoảng cách khá xa và kết quả đo đạc cho thấy nhiệt độ ở tiêu điểm của gương lõm thấp hơn đáng kể so với nhiệt độ không khí xung quanh. Các viện sĩ kết luận rằng vật lạnh cũng phát ra bức xạ lạnh, tương tự như vật thể nóng phát ra bức xạ nhi ệt. Ngày nay chúng ta biết rằng không hề có cái gọi là "bức xạ lạnh". Căn cứ trên quy luật nhiệt động học, khoa học hiện đại chứng minh được rằng thực ra không phải "tia lạnh" hội tụ ở tiêu điểm gương lõm mà chính là do nhiệt ở điểm đó có xu hướng thoát ra môi trường xung quanh. Như vậy, gương lõm có đặc tính không chỉ của một ăngten thu mà còn của ăngten phát. Ngày nay, các ăngten thu phát sóng vô tuyến truyền thanh, truyền hình đều có dạng lòng chảo (ăngten parabol) là vì thế.