Home > Khoa học > Vật lý > Lịch sử các phát minh vật lý (2)

Lịch sử các phát minh vật lý (2)

Saturday 24 July 2010

Sự rơi của các vật (1602)

Nhà vật lý và thiên văn Italia Galilée (1564-1642) đã chứng minh rằng các vật rắn rơi với tốc độ không phụ thuộc vào trọng lượng của chúng, nếu ta bỏ qua sức cản của không khí. Trong tác phẩm Về chuyển động xuất hiện năm 1602, Galilée đã chứng minh rằng khoảng rơi tỉ lệ với bình phương thời gian và tốc độ rơi tỉ lệ với thời gian. Trong tác phẩm Thảo luận và những chứng minh toán học liên quan tới hai khoa học mới, xuất hiện năm 1638, Galilée đã phát biểu nguyên lý quán tính. Ông cũng đã nêu các định luật liên quan tới chuyển động đều và chuyển động biến đổi đều.

Cơ học chất lỏng (thế kỷ XIX-XX)

Số Reynolds

Kỹ sư Anh O. Reynolds (1842-1912) đã tiến hành các nghiên cứu trong thủy động lực học. Đặc biệt, ông đã nghiên cứu các chế độ chảy của những chất lưu nhớt. Số Reynolds là một hệ số không thứ nguyên biểu thị tỷ số giữa lực quán tính và lực nhớt.

Số Froude

Kỹ sư Anh W. Froude (1818-1879) là người đầu tiên đã nghiên cứu bằng thực nghiệm sức cản chuyển động của chất lỏng. Để thực hiện các- thí nghiệm của mình, ông đã chế ra chiếc bể đầu tiên để thử các mô hình.

Số Mach

Nhà triết học và vật lý Áo E. Mach (1838-1916) là người đầu tiên đã chỉ ra vai trò của tốc độ trong các dòng chảy khí động lực. Chẳng hạn tốc độ của một cái máy bay được xác định bởi số Mach (M). nếu M > 1 thì máy bay là loại vượt âm, nghĩa là nhanh hơn âm thanh (340m/s trong không khí).

Hiện tượng hấp dẫn

Nguồn gốc các thuyết (Cổ đại)

Vào thế kỷ V trước CN, những người theo trường phái Pythagore (nhà bác học và triết học nổi tiếng Hy Lạp), cùng với Eudoxe de Cnide, người Hy lạp, đã hình dung ra một hệ các hình cầu đồng tâm, có các trục quay nghiêng khác nhau và đi qua một tâm chung: đó là Trái Đất.

C. Ptolémée (khoảng 85-165 sau CN), nhà thiên văn cuối cùng của thời Cổ đại, đã hệ thống hóa hệ thống vũ trụ học đó.

Ta hãy nhắc lại một sự kiện ít được biết đến song lại rất đáng quan tâm: 18 thế kỷ trước Copernic, Aristarque de Samos (310 - khoảng 230 tr. CN), người Hy Lạp, là người đầu tiên đã tưởng tượng ra hình ảnh nhật tâm của vũ trụ. Trái với các lý thuyết thời đó, theo ông thì Trái Đất và các hành tinh khác quay xung quanh Mặt Trời chứ không phải ngược lại. Hơn nữa, ông đã nhận ra chuyển động của Trái Đất xung quanh mình nó.

Hệ thống Copernic (thế kỷ XVI)

N. Copernic (1473-1543), tiến sĩ luật, phụ tá linh mục và nhà thiên văn đam mê người Ba Lan,từ đầu thế kỷXV đã xây nên một thuyết tinh nguyên học vốn đã làm cho ông trở nên nổi tiếng: trái đất quay xung quanh mình nó, và cũng như các hành tinh khác, nó còn quay xung quanh mặt trời.

Con người thận trọng này hiểu rõ Giáo hội. Chắc chắn ông đã hình dung ra những sư la ó phản đối mà các nhà thần học không quên kích động, bởi vì chính lý thuyết của ông làm tan biến niềm tin của họ rằng Trái Đất, và do vậy con người, “hình ảnh của Chúa”, là trung tâm của vũ trụ. Ông cũng đã không vội vã công bố tác phẩm “Về chuyển động quay của các thiên thể” của ông mà ông đã phó thác cho một người bạn là G. Rhaethicus. Tác phẩm đã xuất hiện mấy ngày trước ngày mất của Copernic, ngày 24 tháng 5 năm 1543.

VẬT CHẤT

Chất khí (thế kỷ XVII)

Bác sĩ và nhà hóa học xứ Flandre J. B. V. Helmont (1577-1644) là người đầu tiên đã nhận ra sự tồn tại của những chất khí khác nhau, như khí cacnonic, oxit cacbon và oxi mà mãi sau này người ta mới xác định được. Cho đến thế kỷ XVII thì những kiến thức về trạng thái vật chất đó vẫn chỉ là thuần túy kinh nghiệm.

Người Hy Lạp đã gọi “không gian bao la và mờ mịt vốn tồn tại trước buổi đầu của sự vật” là khaos. Van Helmont dựa theo âm mà nó gọi là gaz (chất khí).

Không khí (thế kỷ XVII)

Đối với người Cổ đại thì không khí – cùng với đất, nước và lửa – là một trong bốn nguyên tố cơ bản của tự nhiên. Người đầu tiên khẳng định rằng không khí là một hỗn hợp là một học trò của Boyle (Xem Sự giãn nở của chất khí, ở phần dưới), J. Mayow (1640-1679), nhà hóa học và sinh lý học Anh.

Oxi và nito (thế kỷ XVIII)

Chính vào năm 1777, trong một báo cáo khoa học (mãi năm 1872 mới được công bố), A. L. de Lavoisier (1743-1749), người sáng lập ra ngành hóa học hiện đại – sau đó là công trình của nhà hóa học Anh J. Priestley và của nhà hóa học Thụy Điển C. W Scheele – đã gọi không khí sống (nghĩa là không khí tạo ra một axit) là oxi, còn không khí chết (nghĩa là không duy trì sự sống) là nitơ. Từ năm 1772, bác sĩ kiêm nhà vật lý D. Rutherford (1748-1819) đã ghi lại khám phá nitơ trong luận án tiến sĩ của mình.

Khí hiếm

Phân tích chính xác đầu tiên (1783)

Năm 1783, nhà hóa học Anh H. Cavendish (1731-1818) lần đầu tiên đã tiến hành phân tích không khí một cách tương đối chính xác. Ông đã tìm thấy 20,8% oxi, 79,2% nitơ và xác định sự có mặt của một loại bọt chiếm khoảng 1% thể tích khí đem phân tích. Bọt đó dường như vốn có một tính trơ lớn.

Argon (1894)

Năm 1894, hai nhà nghiên cứu Anh, W. Ramsay (1852-1916) và J. W. Rayleigh (1842-1919), bằng cách phân tích phổ đã phát hiện ra sự có mặt một loại khí trơ trong không khí. Họ đã gọi nó là argon. Argon trong tiếng Hy Lạp có nghĩa là lười.

Heli (1895)

Năm 1895, Ramsay và nhà hóa học Thụy Điển P. T. Cleve (1840-1905) đã xác định được sự có mặt của heli trong một loại quặng (cleveit).

Nhà thiên văn Pháp J. Janssen (1842-1907) đã phát hiện ra sự có mặt của heli trong khí quyển trong thời gian nhật thực ngày 18 tháng 8 năm 1868.

Neon, kripton, xenon (1898)

Năm 1898, Ramsay và nhà hóa học Anh M. W. Travers (1872-1966) đax tách nước từ không khí các chất khí hiếm khác: neon, kripton, xenon.

Rađon (1900)

Năm 1900, E. Dorn, người Đức, đã khám phá ra khí trơ cuối cùng, rađon, trong cặn bã phóng xạ của rađi. Ranđon là một chất khí nguy hiểm. Thực ra, năm 1986, ở Mỹ người ta đã phát hiện ra rằng nó có thể gây ô nhiễm cho cư dân trong một số vùng. Hiện nay, 12% các ngôi nhà riêng của người Mỹ bị nhiễm một lượng rađon đủ khiến cho những người sống trong nhà bị cùng một mối nguy là nạn nhân của bệnh ung thư phổi như khi họ hút nửa bao thuốc lá mỗi ngày trong suốt cuộc đời.

Nước (1781)

Bác sĩ Paracelse (1493-1541) là người đầu tiên đã ghi nhận sự tồn tại của hiđro.

Năm 1781, nhà hóa học Anh H. Cavendish (1731-1810) đã có ý tưởng đem đốt đồng thời oxi và hiđro với nhau. Ông đã đo các lượng khí đem đốt và nhận xét rằng chúng đã biến đổi thành một lượng nước có trọng lượng bằng tổng trọng lượng của hai chất khí đem đốt.

Lavoisier đã lặp lại và bổ sung các thí nghiệm của Cavendish. Ông đã phân tích nước thành hai thành phần. Ông đã có ý tưởng làm nước bay hơi và phân ly hơi nước thành hai thành phần mà ông đã cho kết hợp để tái tạo thành nước. Loại thí nghiệm đó đã dẫn ông đến việc đưa ra một định luật nổi tiếng: định luật bảo toàn vật châts trong một phản ứng hóa học.

Trích sách “Thế giới phát minh” (Le Livre mondial des Inventions), do Valérie-Anne Giscard d’Estaing chủ biên, NXB Khoa học và Kỹ thuật, HN, 1994.