PHẠM THỊ HỒNG NHUNG Johannes Kepler 2 Tycho Brahe và các sao siêu mới 3 Galileo và khoa học thực nghiệm 5 Việc viết cuốn Principia (Những nguyên lý) 6 Các định luật chất khí và khí cầu 8 Henry Cavendish và mật độ Trái Đất 10 Chai Leyden và chiếc diều của Franklin 11 Vận tốc ánh sáng 12 Albert Einstein 14 Sự phát triển của kính thiên văn 16 Nhìn thấy nguyên tử 17 Tia vũ trụ 19 Fraunhofer và quang phổ Mặt Trời 20 Lise Meitner và sự phân chia hạt nhân 22 TRANG 1 PHẠM THỊ HỒNG NHUNG Johannes Kepler Ngày nay, trẻ em cũng biết tên của các hành tinh, và việc du hành trong thái dương hệ không phải là chuyện không thể có. Thật khó mà tưởng tượng đã có thời người ta không biết gì về các hành tinh và chuyển động của chúng. Bước hiểu biết đầu tiên về chuyển động của các hành tinh xảy ra gần 400 năm trước, khi Johannes Kepler phân tích chuyển động của các hành tinh. Kepler có việc làm đầu tiên ở Graz, Áo, ở đó nhiệm vụ của ông vừa là một nhà thiên văn vừa là chiêm tinh gia. Ông đưa ra sơ đồ để giải thích chuyển động của 5 hành tinh đã biết dựa trên 5 vật thể hình học. Sơ đồ huyền bí này, trùng hơp ngẫu nhiên với điều đã biết vào thời bấy giờ, làm cho công chúng biết đến ông và dẫn đến sự hợp tác với Tycho Brahe vào năm 1600. 18 tháng sau cái chết của Brahe, Kepler sở hữu các số liệu của Brahe. Kepler đã bỏ ra gần 10 năm cố gắng để làm khớp các quan sát của Tycho về vị trí của sao Hỏa vào một quĩ đạo tròn, hay là một sự phối hợp nào dó của các vòng tròn. Ông đã đạt được sự phù hợp đến mưc sai số giữa tính toán và số liệu quan sát chỉ khoảng 8 phút góc. Góc này ứng với việc nhìn một đồng xu ở khoảng cách 56cm. Nhưng các phép đo của Tycho ít nhất tốt hơn hai lần, tương ứng với việc đồng xu đạt ở xa 112cm. Kepler rất tin tưởng vào độ chính xác của các quan sát của Tycho do đó ông biết rằng bản thân tính toán của ông là sai. Ông từ bỏ công trình của mình và bắt đầu lại nhiều lần, cuối cùng đạt được cái ngày nay chúng ta gọi là các định luật Kepler về chuyển động của các hành tinh. Kepler đã phát minh hai định luật đầu tiên trong khi cố gắng tìm hiểu quĩ đạo của sao Hoả. Hai định luật này xuất hiện trong tác phẩm Astronomia Nova (Thiên văn mới) của Kepler vào năm 1609. Định luật thứ ba xuất hiện vào năm 1609 trong cuốn Harmonices Mundi (Sự hài hoà của thế giới). Kepler là một trong những nhà khoa học kiệt xuất của thời bấy giờ với niềm tin là thế giới vận hành theo những qui luật có thể khám phá và tìm hiểu được. Kepler không phải là người duy nhất hưởng được lợi ích từ các phép đo chính xác của Tycho. Năm 1582, lịch mới xuất hiện gọi là lịch Gregorian đã được giáo hoàng Gregory XIII thiết lập một phần dựa trên các số liệu TRANG 2 PHẠM THỊ HỒNG NHUNG chính xác này. Nguyên tắc cơ bản của hệ thống lịch này hầu như không thay đổi từ đó đến nay. Bởi vì các định luật của Kepler dựa trên các định luật tổng quát hơn của tự nhiên, bao gồm định luật vạn vật hấp dẫn của Newton, chúng áp dụng được cho cả các hệ thống ngoài Thái Dương Hệ. Quỹ đạo của Mặt Trăng cũng tuân theo định luật Kepler. Quỹ đạo của các vật thể quay quanh Trái Đất cũng tuân theo định luật Kepler. Khi được đặt vào đúng quỹ đạo, các vệ tinh truyền thông sẽ giữ nguyên vị trí đối với Trái Đất (vệ tinh điạ tĩnh). Các đài truyền hình và các tivi có thể nhận tín hiệu bằng cách hướng antenna tới vệ tinh (Hình P.202). Tycho Brahe và các sao siêu mới Bạn có thể thấy được bao nhiêu sao trên trời vào một đêm trời quang bằng mắt trần? Liệu bạn có thể nhận ra cùng một ngôi sao vào đêm hôm sau, theo dõi đường đi của nó trên bầu trời, đêm này qua đêm khác không cần kính thiên văn ? Đó chính là việc làm của các nhà thiên văn ngày xưa, với một số kết quả đáng kinh ngạc. Nhà thiên văn Đan Mạch Tycho Brahe thường được coi là nhà thiên văn vĩ đại nhất của thời chưa có kính viễn vọng. Tiến hành quan sát đều đặn trong hơn 20 năm, Tycho đã tích luỹ được một kho tàng số liệu cực kỳ chính xác, những số liệu này đã đưa đến một trong những tiến bộ chủ yếu trong thiên văn học – các định luật Kepler. Tycho không nổi tiếng về lý thuyết thiên văn, mà về sự cẩn thận của ông khi thiết kế và sử dụng các dụng cụ. Các quan sát của ông về sao chổi và “sao mới” xuất hiện vào năm 1572 đã chứng tỏ rằng chúng ở xa hơn mặt trăng và do đó chứng tỏ rằng các lý thuyết trước đó về các thiên cầu bất động là không đúng. Nhiều năm sau các quan sát của Tycho về sao mới vào năm 1572, Frederick II, vua Na uy và Đan mạch, đã cấp cho Tycho một hòn đảo nhỏ tên là Ven (cách Copenhagen khoảng 25km) cùng với tiền bạc và các dụng cụ thiên văn. Tại đó Tycho đã thiết kế và dự đoán nhiều dụng cụ, và tập hợp được đủ người để tiến hành các quan sát thường kỳ. Mặc dù các dụng cụ của Tycho thường được trang trí và mạ TRANG 3 PHẠM THỊ HỒNG NHUNG vàng, chúng có lẽ là các dụng cụ được thiết kế cẩn thận và chính xác hơn bất cứ dụng cụ nào trước đó. Sau khi mất sự trợ cấp của triều đình, Tycho rời khỏi Ven vào năm 1597, đem theo các số liệu và các dụng cụ di chuyển được đến Praha vào năm 1599. Ở đó Tycho bắt đầu tập hợp một nhóm công sự mới, một người trong số họ là Johannes Kepler. Ngày nay chúng ta tin rằng “sao mới” của Tycho làsự xuất hiện của một sao siêu mới trong thiên hà của chúng ta. Sao siêu mới là một sao bừng sáng hơn hàng triệu lần độ sáng trước đó của nó và hàng ngàn lần sáng hơn các sao mới bình thường. Kepler cũng đã thấy một sao siêu mới, sao này xuất hiện 32 năm sau sao do Tycho quan sát. Tuy thế một sao siêu mới khác, có thể dễ dàng thấy được bằng mắt thường, đã xuất hiện vào năm 1987, gần 400 năm sau. Vào đêm 23 tháng hai năm 1987 tại đài thiên văn Carnergie trên núi Las Campas trong dãy Andes của Chilê, Ian Shelton đã khám phá ra vật thể sáng chói. Sao siêu mới này sáng chói trong khoảng 10 ngày, rồi tăng độ chói lên bằng vài sao trong chùm Gấu lớn. Sao đang bùng nổ, được trình bày chi tiết trong hình P.102 được đăt tên chính thức là Supernova 1987A. Sao này được các nhà thiên văn đặc biệt quan tâm bởi vì nó góp phần vào việc hiểu biết sự tiến hoá của các sao. Như chúng ta sẽ thấy, sự quan sát các sao siêu mới khổng lồ ở nơi xa xôi, cũng cung cấp thông tin về thế giới vi mô, về các thành phần cực nhỏ cấu tạo nên thế giới tự nhiên. Hình P.102 - Sao siêu mới 1986A nhìn bởi kính viễn vọng Hubble vào tháng 8, 1990. Sao siêu mới màu đỏ được bao quanh bởi một vòng màu vàng không rõ nguồn gốc. Hai ngôi sao xanh không có liên hệ với sao siêu mới. Hình P.103 - Là dụng cụ đo độ cao thiên thể thời xưa. Tycho Brahe đã dùng dụng cụ này để ghi nhận hơn 700 ngôi sao. Bức hình này hiện được lưu trữ ở thư viện quốc gia ở Paris, Pháp. TRANG 4 PHẠM THỊ HỒNG NHUNG Galileo và khoa học thực nghiệm Điều gì làm cho khoa hoc khác biệt với các hoạt động khác của con người? Có lẽ sự khác biệt chủ yếu là vai trò của các thí nghiệm có thể được lặp lại bởi các nhà khoa học khắp thế giới. Mặc dù trước đó người ta đã kiểm tra các ý tưởng bằng cách quan sát, Galileo Galilei là một trong những người đầu tiên làm cho thực nghiệm trở thành trung tâm của khoa học. Ảnh hưởng của Ông cho đến nay vẫn còn. Một phần lớn do kỹ năng văn chương của ông đã miêu tả các thí nghiệm, lý thuyết rõ ràng và đẹp đã đến mức phương pháp định lượng trở nên hấp dẫn và thời thượng. Galileo đóng một vai trò then chốt độc nhất trong lịch sử. Con đường xuyên phá của ông liên kết thực nghiệm với lý thuyết đã ảnh hưởng mọi tư duy khoa học về sau, và trong một chừng mực nào đó cả nhữg tư duy không thuộc về khoa học nữa. Thí nghiệm của Galileo về sự rơi của các vật là một nghiên cứu quan trọng đầu tiên về cách vận hành của tự nhiên. Công trình này minh hoạ quan điểm hiện đại và cách một người có thể rút ra các kết luận khoa học. Nó là ví dụ về điều đôi khi được gọi là phương pháp khoa học. Một thí nghiệm được tin là được thực hiện đầu tiên bởi Galileo vào năm 1604 đã được tái tạo vào năm 1975 bởi nhiếp ảnh gia Ben Rose. Mục đích của thí nghiệm hiện đại hoá này là đo quãng đường đi được của một quả bóng lăn trên mặt phẳng nghiêng trong những khoảng thời gian bằng nhau (0,55s). Hình P.302 là bản sao của dụng cụ mà Galileo đã dùng trong thí nghệm của mình. Galileo sống vào thời không có những đồng hồ chính xác và không thể có những khoảng thời gian chính xác cần thiết để thực hiện phép đo. Tuy nhiên, ông chỉ cần xác định những khoảng thời gian bằng nhau, không phải toàn bộ thời gian trôi qua. Galieo đặc biệt thích hợp với việc này, bởi vì ông cũng là một nhạc công. Thậm chí những người không học nhạc cũng có thể nhận ra những sự khác biệt nhỏ trong nhịp điệu. Trong thí nghiệm lặp lại thí nghiệm của Galileo, các khoảng thời gian được thiết lập bằng cách hát bài “Onward Christian Soldier” với khoảng hai nhịp TRANG 5 PHẠM THỊ HỒNG NHUNG mạnh mỗi giây. Tại một nhịp quả bóng được thả ra, và vị trí của quả bóng tại các nhịp kế tiếp được đánh dấu bằng phấn; để so sánh các vị trí ở chính xác 0,55s cũng đựơc chụp ảnh. Sau đó một sợi dây thun được căng qua tấm ván ở mỗi vạch phấn và được điều chỉnh sao cho tiếng kêu khi bóng đi qua dây thun rơi đúng vào nhịp của bài hát. Tỉ số giữa các quãng đường đo liên tiếp đã rất phù hợp với các số liệu của Galileo. Bạn có thể dễ dàng tự làm thí nghiệm này. Các kỹ thuật hiện đại tinh vi hơn bất cứ diều gì Galileo có thể hình dung. Ví dụ, phép chụp ảnh hoạt nghiệm, do Harold Edherton đi tiên phong, có thể đo các khoảng thời gian nhỏ đến 10 -6 s. Các kỹ thuật này đưa đến các kết quả về vận tốc và quãng đường không thể thu được bằng phương pháp khác. Việc viết cuốn Principia (Những nguyên lý) Khi về già, Newton nói rằng những năm đỉnh cao của ông là 1665 và 1666. Trong khi nạn dịch hạch tràn qua nước Anh, Newton lui về trang trại ở nông thôn. Ở đó ông phát minh ra giải tích, hoàn thành các công trình trước đó về lý thuyết hấp dẫn, và khám phá ra ánh sáng trắng là tập hợp của nhiều màu – tất cả chỉ trong vòng 18 tháng! Việc viết cuốn Principia bắt nguồn từ một cuộc tranh luận trong vật lý. Cuộc tranh luận là về bản chất của lực hấp dẫn và xảy ra vào tháng giêng năm 1684 giữa ba người: Christopher Wren (1632-1732), ngày nay được nhớ như là một kiến trúc sư chuyên về nhà thờ và các công trình công cộng, đặc biệt là nhà thờ St. Paul ở London; Robert Hooke, lúc bấy giờ là chủ tịch Hội hoàng gia; và Edmund Halley (1656-1742), một nhà toán học và thiên văn trẻ. Chính Halley là người vào năm 1705 đã dự đoán sự quay lại của sao chổi đã xuất hiện năm 1682, và sao chổi này, khi xuất hiện lại vào năm 1758, đã được đặt tên là sao chổi Halley. Wren đưa ra một giải thưởng cho một trong hai người kia nếu người đó có thể đưa ra bằng chứng rằng lực giữa mặt trời và các hành tinh tuân theo định luật tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách. Hooke khẳng định ông đã làm được điều đó, nhưng không thể đưa ra bằng chứng. Vì vậy Halley tìm kiếm sự giúp đỡ của Newton, lúc đó là một giáo sư ở đại học TRANG 6 PHẠM THỊ HỒNG NHUNG Cambridge. Trong chuyến viếng thăm, Halley hỏi Newton quỹ đạo của các hành tinh sẽ ra sao nếu lực hút bởi mặt trời tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách. Newton trả lời rằng các quỹ đạo đó sẽ là đường elip và nói thêm rằng ông đã tìm ra chứng minh toán học cho điều này. Newton không tìm ra bản thảo của chứng minh nhưng hứa sẽ tính toán lại và gởi cho Halley. Vào tháng mười một, Halley nhận được bản thảo từ Newton, và nó kích động ông đến nỗi ông đề nghị Newton công bố bằng cách gửi tới Hội hoàng gia. Newton làm điều đó dưới dạng một tiểu luận, De Motu, dưạ trên một phần các tính toán trước đó. Trong công trình này, ông chứng tỏ rằng nếu “một vật thể chuyển động theo hình elip thì lực hướng tâm sẽ tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách”. Đây là lời giải của vấn đề quỹ đạo các hành tinh, là câu trả lời thực sự đầu tiên cho câu hỏi “Lực hút của mặt trời với các hành tinh là cái gì?” Sau khi gởi De Motu tới Hội Hoàng gia, Halley, với sự hỗ trợ của hội, mời Newton viết một bản đầy đủ hơn. Newton hoàn thành tác phẩm này trong vòng 18 tháng, một thời gian cực kỳ ngắn ngủi cho một tác phẩm vĩ đại như vậy. Ấn bản đầu tiên của Principia xuất hiện vào ngày 5 tháng 7 năm 1687. Newton viết Principia cho một thiểu số có trình độ cao về khoa học và toán học. Ông cố gắng làm cho nó khó hiểu theo nhiều cách. Người ta nói rằng Newton đã khoe với một người bạn là ông đã viết Principia “thâm thuý” đến mức sao cho Ông sẽ không phải tranh luận với bất cứ ai có học vấn kém hơn. Trái với Galileo dùng ngôn ngữ thường ngày, Newton viết Principia bằng tiếng Latinh, ngôn ngữ quốc tế của giới học thuật thời bấy giờ. Newton không bao giờ cố gắng viết bản tiếng Anh, mặc dù ông sống thêm 40 năm nữa và đã tái bản cuốn sách có sửa chữa vào năm 1717 và 1723. Bản dịch tiếng Anh đầu tiên và cũng là duy nhất được xuất bản bởi Andrew Motte vào năm 1729. Hầu như người ta không biết gì về Mote và lý do tại sao ông dịch Principia ra tiếng Anh. Principia đã và vẫn là cuốn sách khó hiểu, đến nỗi một sử gia đã nói “không biết có cuốn sách nào tầm cỡ tương tự lại có ít độc giả như vậy”. Giống như hầu hết các công trình khoa học chủ chốt của mọi thời, cuốn sách này có những người ủng hộ mạnh mẽ cũng như những người chống đối kịch liệt. Tuy nhiên, các khái niệm của Newton đã được thừa nhận như là phần tổng quát của kiến thức khoa học vì tính chính xác và hữu ích của chúng. Ngày nay cơ học Newton vẫn còn quan trọng. Ví dụ, được trang bị máy tính hiện đại, vật lý Newton cho phép tính toán đường đi của các phi thuyền tới các hành tinh xa xôi. Vào những năm 1979 và 1980, phi thuyền Voyager đã gởi TRANG 7 PHẠM THỊ HỒNG NHUNG về các bức ảnh đầy ấn tượng về sao Thổ, sao Mộc, sao Thiên Vương và sao Hải Vương. Hình P.402 - Sao Thổ Hình P.403 - Hệ mặt trời của chúng ta Các định luật chất khí và khí cầu Hình P.601 - Khí cầu đầu tiên được thiết kế bởi hai anh em nhà Montgolfier - Joseph Michel và Jacques Étienne Montgolfier Chuyến bay đầu tiên của loài người xảy ra ở khu ngoại ô Paris vào ngày 21 tháng 11 năm 1783, khi hai hành khách bay một chuyến bay dài 25 phút trong một khí cầu không khí nóng thiết kế bởi Joseph và Etienne Montgolfier. Hai anh em này đã thử nghiệm với khí cầu trong nhiều năm. Benjamin Franklin, lúc đó là đai sứ Mỹ ở Pháp, là một trong những nhân chứng chính thức của chuyến bay đầu tiên naỳ. Khi được hỏi liệu việc bay có công dụng gì không, ông đã trả lời “Công dụng của một đứa bé mới sinh là gì?” Vài ngày sau chuyến bay đầu tiên của Montgolfier, J.A.C. Charles, trong một khí cầu do chính ông thiết kế, đã bay lên cùng với một bạn đồng hành. Cuối chuyến bay người bạn cùng đi ra khỏi giỏ khí cầu, và một mình Charles bay lên tới độ cao 3000m trong khoảng 10 phút, tiến hành các phép đo nhiệt độ và áp suất dọc theo đường bay. Theo nguyên lý Archimedes, một khí cầu bay lên nếu nó có mật độ nhỏ hơn mật độ của không khí nó chiếm chỗ. Do đó khí cầu cần dùng khí có mật dộ rất thấp để có thể mang người lên không trung. Mặc dù anh em Montgolfier biết về sự khám phá ra Hydro của Cavendish vào năm 1766, họ chọn dùng không khí nóng, vì lý do kinh tế. Giáo sư Charles, vói sự khuyến khích của Franklin, đã chọn khí Hydro. (Hydro là khí có mật độ nhỏ nhất). Một khí TRANG 8 PHẠM THỊ HỒNG NHUNG cầu dùng khí Hydro sẽ có lực nâng lớn hơn nhiều khí cầu dùng không khí nóng có cùng kích thước. Trong vài năm sau khí cầu được phát minh, có nhiều tranh cãi về lợi ích thực sự của Hydro so với không khí nóng, làm thúc đẩy việc nghiên cứu các chất khí. Ví dụ, công trình đầu tiên về giãn nở nhiệt của chất khí là bởi Charles vào năm 1687, một vài năm sau khi Ông bay chuyến bay bằng khí cầu Hydro lần đầu tiên. Tuy nhiên công trình của ông không được xuất bản. Một nhà khí cầu khác, Gay-Lussac, là một trong những người đầu tiên đã bay bằng khí cầu vì mục đích khoa học. Ông là một nhà hoá học tích cực và đã có hai khám phá qua trọng về chất khí. Ông độc lập nghiên cứu sự giãn nở của khí và xuất bản kết quả vào năm 1802, 15 năm sau công trình của Charles. Trong bài báo của ông, Gay-Lussac đề cập đến công trình trước đó của Charles, nêu ra rằng Charles đã thu được kết quả không đúng đối với khí ẩm. Định luật giãn nở chất khí được đặt tên theo cả Gay-Lussac và Charles. Suốt một trăm năm kế tiếp, khí cầu đã phát triển trong thể thao, quân sự và thương mại, đạt đến đỉnh cao với phát minh khí cầu sườn cứng bởi hầu tước Fredinand von Zeppelin vào cuối thế kỷ 19. Khí cầu của Zepplein đã trở thành những tàu chở khách hạng sang trên không trung. Chiếc Zeppelin (Hình P.602) - làm bởi các khung cứng, nhẹ, phủ bằng vải. Bên trong là các túi Hydro đóng kín và khoang hành khách. Buồng lai treo bên dưới có cầu thang và phòng điều khiển. Chiếc Hinderburg, một chiếc Zeppelin đựợc chế tạo vào năm 1936, là khí cầu bay lớn nhất. Nó dài 200m, đường kính 60m, và chứa 190000m 3 Hydro. Nó có thể chở 72 hành khách với tốc độ 80dặm/giờ. Chiếc Hinderburg đã bay thành công hơn 50 chuyến, bao gồm 36 chuyến vượt Đại Tây Dương, trước khi nó bị nổ khi đáp xuống ở Lakehurst, New Jersey, năm 1937. Nó là chiếc Zeppelin cuối cùng được chế tạo. Khí cầu thường thấy ngày nay là những khí cầu thề thao nhiều màu sắc, dùng không khí nóng. Sau thời của Montgolfier cho đến năm 1950, hầu hết các khí cầu dùng Hydro hoặc Heli, hai chất khí nhẹ nhất. Chi phí quá cao cho các khí nà y làm cho các cá nhân khó có thể có khí cầu. Vào ngày 10 tháng 10 năm 1960, kỷ nguyên của khí cầu dùng không khí nóng hiện đại bắt đầu khi Ed Youst bay một chiếc khí cầu không khí nóng, dùng lò đốt bằng Propane, do chính ông thiết kế. Những lò đốt này, chính là trái tim của khí cầu hiện đại, có thể cung cấp nhiều triệu Btu mỗi giờ (một Btu =2,7 MW) làm cho nhiệt độ ở đỉnh khí cầu lên đến gần 100 0 C. Khí cầu không khí nóng phải tương đối lớn bởi vì ngay cả khi rất nóng, không khí cũng chỉ hơi nhẹ hơn không khí ngoài khí quyển. Một chiếc khí cầu tiêu biểu cho ba hoặc bốn người có thể tích khoảng 2200m 3 . TRANG 9 PHẠM THỊ HỒNG NHUNG Henry Cavendish và mật độ Trái Đất Giống như hầu hết các nhà khoa học thế kỷ 18, Henry Cavendish (1731- 1810) bị ảnh hưởng bởi các câu hỏi nêu ra trong các cuốn sách Principia và Optics của Newton. Ảnh hưởng này đưa ông tới việc nghiên cứu lực hấp dẫn. Bởi vì lực hấp dẫn giữa các vật bình thường rất nhỏ, Cavendish phải dùng một cân đặc biệt, dựa trên thiết kế của Michell, để đo chúng. Một cân xoắn(Hình P.501) tạo bởi hai khối lượng nhỏ cân bằng trên một thanh mỏng treo bởi một dây mảnh. Hai khối lượng lớn (quả cầu chì) được bố trí đối xứng ở hai đầu thanh để tạo lực quay. Lực hồi phục tạo bởi đây xoắn. Trong bài báo vào năm 1798 , Thí nghiệm để xác định mật độ Trái Đất, có hình vẽ cân xoắn dùng trong thí nghiệm của ông. Theo chính lời của Cavendish, “Thiết bị rất đơn giản; nó gồm một tay đòn bằng gỗ đài 6 feet có độ bền đều và rất nhe. Tay đòn này được treo ở vị trí ngang, bằng một dây mảnh dài 40 inches, và ở mỗi đầu treo một quả chì đường kính 2 inches; toàn bộ được đặt trong một cái hộp gỗ để chắn gió. Một lực rất nhỏ, như lực hút của quả cầu là đủ để làm dây xoắn làm cho tay đòn lệch đi có thể thấy được. Bằng cách dùng hai quả cầu chì đặt lần lượt ở mỗi phía, có thể đo được góc lệch.” Bằng cách cải tiến thiết bị của Michel và cẩn thận tới mức cao nhất, Cavendish đã đo được mật độ quả đất và tính được tỉ trọng của nó là 5,58. Cavendish đánh giá sai số phép đo của mình là khoảng 7%. Kết quả của ông tương ứng với giá trị: G = (6,70± 0,48) x10 –11 Nm 2 /kg 2 Giá trị này ít sai biệt so với giá trị hiện nay G =6,673 x10 –11 Nm 2 /kg 2 Ngày nay người ta vẫn còn quan tâm đến mật độ quả đất. Các sự thay đổi cục bộ của mật độ quả đất có thể chứa thông tin về các mỏ khoáng và mỏ dầu. Do đó, các nhà địa chất đã phát triển các đụng cụ để đo gia tốc trọng truờng với độ chính xác rất cao. Một loại thiết bị dùng cân lò xo cực nhạy. Sự thay đổi trọng lượng của một vật, tức là sự thay đổi của g, sẽ được nhận ra. Một thiết bị khác đùng con lắc. Khi gia tốc trong trường thay đổi, chu kỳ của nó sẽ thay đổi. Đo sự thay đổi chu kỳ này, người ta sẽ tính đựợc sự thay đổi của gia tốc trọng trường. TRANG 10 [...]... với cơ thể bạn Các nhà sinh vật học đã ước tính khoảng 2 phần trăm biến dị di truyền là do sự biến đổi trong cấu trúc phân tử của vật liệu di truyền gây ra bởi tia vũ trụ Bởi vì năng lượng cực lớn của các tia vũ trụ, chúng được dùng như một nguồn bắn phá trong thời kỳ đầu của vật lí hạt cơ bản Tuy nhiên vật lí hạt cơ bản hiện nay chủ yếu dùng các hạt từ máy gia tốc có khả năng gia tốc các hạt từ dải... từ tiếng Hy Lạp Helios có nghĩa là Mặt Trời) Những nghiên cứu sau này về quang phổ các sao cho thấy Mặt Trời và các ngôi sao cùng làm bằng một loại vật chất Nói cách khác, Mặt Trời là một ngôi sao Nghiên cứu quang phổ vẫn còn là nguồn thông tin chủ yếu về các vật thể thiên văn Ví dụ, các chất khí ion hoá có quang phổ hơi khác so với các chất khí không bị ion hoá, do đó nghiên cứu quang phổ có thể rút... năm 1919 theo một cách mà chưa một nhà khoa học nào từng có Năm đó đã chứng kiến sự xác nhận hùng hồn dự đoán của ông về sự bẻ cong tia sáng trong trường hấp dẫn; từ đó, ông là nhà khoa học của công chúng Hầu hết các độc giả không biết thuyết tương đối là gì Dù sao, sự xác nhận của các nhà thiên văn Anh trong nhật thực toàn phần vào năm 1919, tên gọi hấp dẫn của lý thuyết, và tính cách của tác giả đã... văn Keck Trong hình là thiên hà NGC 1232 ở cách Trái Đất 65 triệu năm ánh sáng Khi hoàn tất, kính thiên văn Keck có thể quan sát được các ngôi sao cách chúng ta 10 tỷ năm ánh sáng Ánh sáng từ những vật thể xa xôi như vậy có thể cung cấp manh mối về việc tạo thành thiên hà của chúng ta Bằng cách biết được quá khứ, chúng ta có thể biết được về nguồn gốc của các sao hiện tại và của cả vũ trụ nữa Nhìn... tư, trong đó chứa phương trình nổi tiếng E =mc2 Einstein tiếp tục phát triển lý thuyết tương đối rộng, xuất bản công trình đầu tiên vào năm 1915 Năm 1921, sau khi thuyết tương đối rộng đựọc kiểm chứng, Ông nhận giải Nobel vật lí nhờ những đóng góp vào vật lí lý thuyêt và về cách giải thích của ông về tương tác ánh sáng với vật chất TRANG 14 PHẠM THỊ HỒNG NHUNG Những huyền thoại nói rằng Eisnstein là... trí của các hành tinh và các sao (Hãy nhớ lại các quan sát của Tycho Brahe từ 1570 đến 1600, hầu như không dùng đến kính thiên văn) Mặc dù Galilieo không phải là người đầu tiên dùng kính thiên văn, ông là người đầu tiên dùng kính thiên văn để nghiên cứu một cách có hệ thống về các thiên thể Ông đã xuất bản công trình vào năm 1610 với nhan đề “Sứ giả sao” Trong đó đã mô tả các quan sát của ông về Mặt... được mức độ ion TRANG 21 PHẠM THỊ HỒNG NHUNG hoá của một ngôi sao Từ đó có thể ước tính được nhiệt độ của các ngôi sao hay của các đám mây bụi Sự dịch chuyển Dopler của các vạch phổ cung cấp thông tin về chuyển động của các vật ngoài không gian Hình ảnh của chúng ta về vũ trụ trên qui mô lớn của các thiên hà hay ở qui mô rất nhỏ như nguyên tử dựa vào một phần lớn từ quan sát và phân tích quang phổ Lise... bằng một loại vật chất riêng? Manh mối đầu tiên của câu trả lời có được vào năm 1814 từ việc phân tích quang phổ mặt trời của Josheph Fraunhofer Fraunhofer là một người thợ kính lành nghề cũng như là một nhà vật lí Ông đã tìm ra phương pháp tạo dáng chính xác các thấu kính và biết cách tạo ra các kính quang học có chất lượng hơn những người đi trước Fraunhofer muốn xác định chiết suất của các loại thủy... HỒNG NHUNG Các thay đổi nhỏ của gia tốc trọng trường có thể được đùng để vẽ bản đồ Các máy đo gia tốc trọng trường hiện đại có thể đó các thay đổi cỡ 10 -6m/s2 Hình P.502 trình bày một bản đồ điễn tả sự biến thiên trọng trường ở Nam Carolina Các đường vòng ứng vói các mức thay đổi của gia tốc trong truờng cỡ 5x10-5 m/s2 Một nhà địa chất được huấn luyện có thể dùng bản đồ này đề tìm ra thông tin về mỏ và... việc độc lập với các câu hỏi căn bản, một cách làm việc đặc trưng cho toàn bộ sự nghiệp của ông Năm 1905 ông xuất bản ba bài báo quan trọng Bài báo đầu tiên là về thuyết tương đối hẹp Bài thứ hai giải thích chuyển động Brown và xác lập quan điểm phân tử đối với vật chất Bài thứ ba, về bản chất của ánh sáng và tương tác của nó với vật chất, là một phần nền tảng của cơ học lượng tử Về sau trong cùng . dụng các dụng cụ. Các quan sát của ông về sao chổi và “sao mới” xuất hiện vào năm 1572 đã chứng tỏ rằng chúng ở xa hơn mặt trăng và do đó chứng tỏ rằng các lý thuyết trước đó về các thiên. tàng số liệu cực kỳ chính xác, những số liệu này đã đưa đến một trong những tiến bộ chủ yếu trong thiên văn học – các định luật Kepler. Tycho không nổi tiếng về lý thuyết thiên văn, mà về sự. nghiệm với lý thuyết đã ảnh hưởng mọi tư duy khoa học về sau, và trong một chừng mực nào đó cả nhữg tư duy không thuộc về khoa học nữa. Thí nghiệm của Galileo về sự rơi của các vật là một