Nội dung của 10 thí nghiệm vật lý nổi tiếng khắp thế giới

Trong ngành vật lý, có nhiều thí nghiệm đơn giản nhưng kết quả đạt được rất lớn và là tiền đề cho rất nhiều lý thuyết vật lý khác. Theo cuộc thăm dò của các nhà khoa học Mỹ về thí nghiệm đẹp nhất trong lịch sử từ trước đến nay, xếp theo thứ tự về thời gian
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nội dung của 10 thí nghiệm vật lý nổi tiếng khắp thế giới Nội dung của 10 thí nghiệm vật lý nổi tiếng khắp thế giớiTrong ngành vật lý, có nhiều thí nghiệm đơn giản nhưng kết quả đạt được rất lớnvà là tiền đề cho rất nhiều lý thuyết vật lý khác. Theo cuộc thăm d ò của các nhàkhoa học Mỹ về thí nghiệm đẹp nhất trong lịch sử từ trước đến nay, xếp theo thứtự về thời gian1/ Đo đường kính Trái Đất của EratosthenesThí nghiệm được tiến hành cách đây khoảng 2.300 năm, tại thành phố Awan củaAi Cập, Eratosthenes, một người thủ thư ở Alexandria đã xác định được thời điểmmà ánh sáng mặt trời chiếu thẳng đứng xuống bề mặt đất. Có nghĩa là hình chiếucủa một chiếc cọc thẳng đứng trùng với chân cọc.Sau đó một năm, ông đã đo bóng của một chiếc cọc đặt ở Alexandria (Ai Cập), vàphát hiện ra rằng ánh nắng Mặt Trời nghiêng 7 độ so với phương thẳng đứng.Trái Đất là hình cầu nên chu vi của nó tương ứng với một góc 360 độ. Nếu haithành phố (Awan và Alexandria) cách nhau một góc 7 độ, thì góc đó phải tươngứng với khoảng cách giữa hai thành phố ấy (với giả định rằng cả hai thành phốcùng nằm trên đường xích đạo). Dựa vào mối liên hệ này, Eratosthenes đã tính rachu vi của Trái Đất là 250.000 stadia.Đến nay, người ta vẫn chưa biết chính xác 1 stadia theo chuẩn Hy Lạp là baonhiêu mét, nên chưa thể có kết luận về độ chính xác trong thí nghiệm củaEratosthenes. Tuy nhiên, phương pháp của ông hoàn hợp lý về mặt logic. Nó chothấy Eratosthenes không những đã biết Trái Đất hình cầu, mà còn hiểu về chuyểnđộng của nó quanh Mặt Trời.2/ Vật rơi tự do của GalileiCho đến cuối thế kỷ 16, có một quan niệm khá phổ biến lúc bấy giờ là vật thểnặng sẽ rơi nhanh hơn vật thể nhẹ. Tuy nhiên, Galileo Galilei lại không tin vàođiều đó. Ông vốn là một thầy giáo dạy toán ở Đại học Pisa, Ý.Ông đã thực hiện một thí nghiệm tại Tháp nghi êng Pisa. Thí nghiệm này như sau:Các vật có khối lượng khác nhau được ông thả rơi tự do từ trên tháp xuống đất vàkết luận được rút ra từ thí nghiệm này là thời gian rơi của chúng là như nhau nếubỏ qua sức cản của không khí.3/ Các viên bi lăn trên mặt dốc của GalileiMột thí nghiệm của cũng rất nổi tiếng của Galileo Galilei là thí nghiệm xác địnhmột đại lượng có ảnh hưởng đến thời gian di chuyển của vật thể khi vật thể dichuyển đến gần mặt đất (gần tâm Trái Đất).Ông đã thiết kế một tấm ván dài 5,5 m, rộng 0,22 m và trên tấm ván đó cỏ xẻ mộtrãnh nhỏ. Tấm ván được dựng theo một độ dốc nhất định và các viên bi đồng đượcthả theo rãnh đó. Để đo thời gian di chuyển của những viên bi, ông dùng một chiếcđồng hồ nước có nguyên lý là khối lượng nước thu được sẽ chỉ ra thời gian tươngứng. Ông thấy rằng, càng xuống chân dốc, các viên bi chạy càng nhanh.Kết quả của thí nghiệm đã chỉ ra rằng, quãng đường đi tỷ lệ thuận với bình phươngcủa thời gian di chuyển, đó là do viên vi luôn chịu tác dụng của một đại lượng gọilà gia tốc tự do (g = 9,8 m/s²). Gia tốc này được gây ra bởi lực hấp dẫn của TráiĐất.4/ Tán sắc ánh sáng của NewtonTrước Isaac Newton người ta vẫn cho rằng ánh sáng là một dạng thuần khiết,không thể phân tách. Tuy nhiên, Newton đã chỉ ra sai lầm này, khi ông chiếu mộtchùm tia sáng Mặt Trời qua một lăng trụ kính rồi chiếu lên tường. Những gì thuđược từ thí nghiệm của Newton cho thấy ánh sáng trắng không hề nguy ên chất,mà nó là tổng hợp của một dải quang phổ 7 màu cơ bản: đỏ, da cam, vàng, xanh lácây, xanh nước biển, chàm, tím. Thí nghiệm này thể hiện hiện tượng tán sắc ánhsáng.5/ Sợi dây xoắn của CavendishMọi người đều biết rằng Newton là người tìm ra lực hấp dẫn. Ông đã chỉ ra rằnghai vật có khối lượng luôn hút nhau bằng một lực tỷ lệ thuận với khối lượng và tỷlệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng. Tuy nhiên, làm sao để chỉ chongười khác thấy lực hấp dẫn bằng thí nghiệm khi nó quá yếu?Vào năm 1797 - 1798, thí nghiệm này đã được thực hiện bởi nhà khoa học ngườiAnh Henry Cavendish. Ông đã sử dụng thiết bị thuê của người dân nông thôn.Thiết bị thuê là sự cân bằng độ xoắn, thực chất là một dây kéo căng hỗ trợ nhữngtrọng lượng hình cầu. Ông cho gắn hai viên bi kim loại vào hai đầu của một thanhgỗ, rồi dùng một sợi dây mảnh treo cả hệ thống lên, sao cho thanh gỗ nằm ngang.Sau đó, Cavendish đã dùng hai quả cầu bằng chì, mỗi quả nặng 170 kg, tịnh tiếnlại gần hai viên bi ở hai đầu gậy. Theo giả thuyết, lực hấp dẫn do hai quả cầu ch ìtác dụng vào hai viên bi sẽ làm cho cây gậy quay một góc nhỏ, và sợi dây sẽ bịxoắn một vài đoạn.Kết quả, thí nghiệm của Cavendish được xây dựng tinh vi đến mức nó phản ánhgần như chính xác giá trị của lực hấp dẫn. Ông cũng tính ra được một hằng số hấpdẫn gần đúng với hằng số mà chúng ta biết hiện nay. Thí nghiệm được biết như sựcân Trái Đất và sự xác định của lực hấp dẫn, cho phép tính toán khối lượng TráiĐất. Thậm chí Cavendish còn sử dụng nguyên lý thí nghiệm này để tính ra đượckhối lượng của Trái Đất là 6 × 1024 kg.6/ Giao thoa ánh sáng của ...