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

1/ Đo đường kính Trái Đất của Eratosthenes

Thí nghiệm được tiến hành cách đây khoảng 2.300 năm, tại thành phố Awan của
Ai Cập, Eratosthenes, một người thủ thư ở Alexandria đã xác định được thời điểm
mà ánh sáng mặt trời chiếu thẳng đứng xuống bề mặt đất. Có nghĩa là hình chiếu
của 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), và
phát 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 hai
thành phố (Awan và Alexandria) cách nhau một góc 7 độ, thì góc đó phải tương
ứng với khoảng cách giữa hai thành phố ấy (với giả định rằng cả hai thành phố
cùng nằm trên đường xích đạo). Dựa vào mối liên hệ này, Eratosthenes đã tính ra
chu vi của Trái Đất là 250.000 stadia.

Đến nay, người ta vẫn chưa biết chính xác 1 stadia theo chuẩn Hy Lạp là bao
nhiêu mét, nên chưa thể có kết luận về độ chính xác trong thí nghiệm của
Eratosthenes. Tuy nhiên, phương pháp của ông hoàn hợp lý về mặt logic. Nó cho
thấy Eratosthenes không những đã biết Trái Đất hình cầu, mà còn hiểu về chuyển
động của nó quanh Mặt Trời. 2/ Vật rơi tự do của Galilei


Trước 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 một
chùm tia sáng Mặt Trời qua một lăng trụ kính rồi chiếu lên tường. Những gì thu
được từ thí nghiệm của Newton cho thấy ánh sáng trắng không hề "nguyên chất",
mà nó là tổng hợp của một dải quang phổ 7 màu cơ bản: đỏ, da cam, vàng, xanh lá
cây, xanh nước biển, chàm, tím. Thí nghiệm này thể hiện hiện tượng tán sắc ánh
sáng. 5/ "Sợi dây xoắn" của Cavendish

Mọi người đều biết rằng Newton là người tìm ra lực hấp dẫn. Ông đã chỉ ra rằng
hai vật có khối lượng luôn hút nhau bằng một lực tỷ lệ thuận với khối lượng và tỷ
lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng. Tuy nhiên, làm sao để chỉ cho
người 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 người
Anh 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 những
trọng lượng hình cầu. Ông cho gắn hai viên bi kim loại vào hai đầu của một thanh
gỗ, 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 tiến
lại gần hai viên bi ở hai đầu gậy. Theo giả thuyết, lực hấp dẫn do hai quả cầu chì
tác dụng vào hai viên bi sẽ làm cho cây gậy quay một góc nhỏ, và sợi dây sẽ bị
xoắn một vài đoạn.

Kết quả, thí nghiệm của Cavendish được xây dựng tinh vi đến mức nó phản ánh
gần như chính xác giá trị của lực hấp dẫn. Ông cũng tính ra được một hằng số hấp
dẫn gần đúng với hằng số mà chúng ta biết hiện nay. Thí nghiệm được biết như sự

chứng kiến, quả cầu đã để lại những vệt của đường đi khác nhau sau mỗi chu kỳ
chuyển động. Thực ra, mặt phẳng cát có vệt đường đi đó đã chuyển động chậm
chạp và việc này đã chỉ ra rằng Trái Đất quay tròn xung quanh trục của nó. Tại
đường vĩ độ đi qua thành phố Paris, đường chuyển động của con lắc đã thực hiện
một vòng quay thuận chiều kim đồng hồ cứ sau 30 giờ. Tại Nam Bán Cầu, đường
đi đó ngược chiều kim đồng hồ, và tại xích đạo, nó không quay tròn chút nào. Tại
Nam Cực, những nhà khoa học ngày nay đã xác nhận chu kỳ của đường đi của con
lắc là 24 giờ.

Như vậy, với thí nghiệm này, Foucault đã chỉ ra rằng, Trái Đất tự quay xung
quanh trục của nó. 8/ Giọt dầu của Millikan

Từ thời xa xưa, các nhà khoa học đã nghiên cứu về điện, một hiện tượng đến từ
bầu trời như là những tia chớp hoặc có thể tạo ra đơn giản khi bạn chải tóc bằng
lược. Vào năm 1897, nhà vật lý người Anh J. J. Thomson đã mới phát hiện ra một
loại hạt tích điện, gọi là điện tử (electron). Có điều ngay cả Thomson cũng đã
không xác định được giá trị điện tích của electron. Sau đó, thí nghiệm về những
hạt này đã được nhà khoa học Mỹ Robert Milikan thực hiện vào năm 1909 để đo
sự tích nạp của chúng. Sử dụng một máy phun hương thơm, Milikan đã phun các
giọt dầu vào một hộp trong suốt. Đáy và đỉnh hộp làm bằng kim loại được nối với
nguồn pin với một đầu là âm (-) và một đầu là dương (+). Trong thí nghiệm này,
Millikan đã đặt một hiệu điện thế cực lớn (khoảng 10.000 V) giữa hai điện cực
kim loại đó.

Milikan quan sát từng giọt rơi một và sự thay đổi điện áp rồi ghi chú lại tất cả
những hiệu ứng. Ban đầu, giọt dầu không tích điện, nên nó rơi dưới tác dụng của
trọng lực. Tuy nhiên sau đó, Millikan đã dùng một chùm tia Roentgen để ion hóa


10/ Hiện tượng giao thoa của hai chùm electron

Vào năm 1924, nhà vật lý người Pháp Louis de Broglie đề xướng rằng electron và
những những hạt vật chất khác cũng có những thuộc tính sóng như bước sóng và
tần số. Về sau, có một thí nghiệm về tính chất sóng của electron đã được thực hiện
bởi Clinton Joseph Davisson và Lester Halbert Germer ở Phòng thí nghiệm Bells.
Để giải thích ý tưởng cho bản thân mình và những người khác, các nhà vật lý đã
lặp đi lặp lại thí nghiệm giống của của Young về sự giao thoa ánh sáng nhưng thay
chùm ánh sáng bằng chùm tia electron. Theo định luật, những dòng hạt này sau
khi được chia làm hai sẽ giao thoa với nhau, để lại những phần sáng và tối như đã
thấy ở thí nghiệm giao thoa ánh sáng của Young.

Đến nay, người ta vẫn không biết chắc thí nghiệm trên được thực hiện lần đầu tiên
ở đâu, và ai là tác giả. Theo ông Peter Rodger, biên tập viên khoa học của tạp chí
Physics Today, thì lần đầu tiên ông đọc được một bài viết về thí nghiệm này là
năm 1961, và tác giả là nhà vật lý Claus Joensson ở Đại học Tueblingen (Tây
Đức). Tuy nhiên, có lẽ thí nghiệm trên đã được thực hiện trước đó, có điều, đây là
thời kỳ mà người ta tập trung nhiều vào các chương trình khoa học lớn, và đã
không có ai để ý đến nó. Mãi đến khi người ta lật lại lịch sử các thí nghiệm khoa
học và cảm nhận được "vẻ đẹp" của các chùm electron thì họ không biết được ai là
người đầu tiên chứng minh được tính sóng của chúng nữa.
from : internet(st lâu lắm rồi)