|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
KHÁM PHÁ KHOA HỌC QUAN TRỌNG NHẤT
Sự can thiệp. Lịch sử và bản chất của khám phá khoa học
Cẩm nang / Những khám phá khoa học quan trọng nhất Vào thời cổ đại, khi quan sát hành vi của ánh sáng, họ cho rằng hai chùm sáng giao nhau sẽ tiếp tục đi theo con đường riêng của chúng như không có chuyện gì xảy ra. Những quan sát như vậy đã củng cố niềm tin vào tính hợp nhất, tính phi vật chất của ánh sáng. Nhưng đây thực sự là những gì xảy ra? Newton ông là người đầu tiên thiết lập một thí nghiệm quan sát sự tương tác, hay như các nhà quang học nói, sự giao thoa của các tia sáng với nhau. Ông đã tạo ra một khe hở không khí hình nêm bằng cách đặt một thấu kính mỏng (mặt lồi xuống dưới) trên một tấm kính phẳng. Sau đó, nhà khoa học chiếu sáng khoảng trống, đầu tiên bằng ánh sáng trắng, sau đó lần lượt bằng các tia màu chính khác. Newton lưu ý rằng các tia, phản xạ từ ranh giới thủy tinh của nêm không khí, rõ ràng đã tương tác với nhau. Khi chiếu bằng ánh sáng trắng, ở khe hở xuất hiện các vòng màu và ánh kim xen kẽ. Khi các tia màu đi qua khe hở thu được trước đó bằng lăng kính, các vòng sáng và tối xuất hiện trong đó. Newton rời bỏ những thí nghiệm này mà không có những kết luận chi tiết theo thông lệ của ông. Rõ ràng, nhà khoa học đã quyết định rằng có những hiện tượng ẩn cần nghiên cứu thêm mà ông không thể thực hiện được. Chỉ đến thế kỷ XNUMX, hai nhà nghiên cứu lỗi lạc là Jung và Fresnel mới đến với khoa học và “hoàn thiện” việc xây dựng quang học cổ điển do Newton đặt ra. Thomas Young (1773–1829), nhà khoa học đa năng, bác sĩ chuyên nghiệp, một người có nhiều sở thích đa dạng - vận động viên thể dục dụng cụ và nhạc sĩ, đồng thời được biết đến là nhà Ai Cập học. Có một câu chuyện thú vị liên quan đến anh ta. Năm mười bốn tuổi, Thomas được yêu cầu lặp lại một vài cụm từ bằng tiếng Anh để xem anh ấy có thể viết tốt không. Chàng trai ở lại phòng thi lâu hơn bình thường. Người thầy mới của Thomas Young sẵn sàng cười nhạo sự bất tài. Tuy nhiên, khi sinh viên đưa cho anh ta một tờ giấy, những cụm từ đã cho không chỉ được viết lại mà còn được dịch sang chín (!) Ngôn ngữ khác nhau. Trong công trình đầu tiên của mình về quang học, Jung đã chỉ ra rằng thấu kính của mắt người là một thấu kính có độ cong thay đổi được. Các cơ đặc biệt kéo dài và nén thủy tinh thể, cho phép bạn có được hình ảnh sắc nét của cả vật thể ở xa và vật thể ở gần trên võng mạc. Jung chỉ mới XNUMX tuổi khi thực hiện cuộc kiểm tra quang học này. Hiệp hội Hoàng gia ngay lập tức bầu anh ta làm thành viên. Đối với đầu óc phê phán của Jung, lý thuyết của Newton dường như hoàn toàn không thỏa đáng. Đặc biệt không thể chấp nhận được, ông coi sự không đổi của tốc độ của các hạt ánh sáng, bất kể chúng được phát ra từ một nguồn nhỏ như than hồng đang cháy âm ỉ hay một nguồn khổng lồ như Mặt trời. Và trên hết, lý thuyết về "các cuộc tấn công" của Newton đối với ông dường như không rõ ràng và không đầy đủ, với sự giúp đỡ của Newton đã cố gắng giải thích màu sắc của các tấm mỏng. Sau khi tái tạo hiện tượng này và suy ngẫm về nó, Jung đã nảy ra một ý tưởng tuyệt vời về khả năng diễn giải hiện tượng này là sự chồng chất của ánh sáng phản xạ từ bề mặt thứ nhất của một tấm mỏng và ánh sáng truyền vào tấm, được phản xạ từ bề mặt thứ hai của nó và sau đó thoát qua đầu tiên. Sự chồng chất như vậy có thể dẫn đến làm suy yếu hoặc tăng cường ánh sáng đơn sắc tới. Người ta không biết chính xác làm thế nào mà Jung nảy ra ý tưởng về sự chồng chất của mình. Có khả năng điều này xảy ra là kết quả của việc nghiên cứu nhịp đập âm thanh, trong đó có sự tăng giảm định kỳ về âm thanh mà tai cảm nhận được. Có thể như vậy, trong bốn bài báo trình bày trước Hiệp hội Hoàng gia từ năm 1801 đến năm 1803, được kết hợp vài năm sau đó trong tác phẩm tổng kết "Khóa học về triết học tự nhiên và nghệ thuật cơ khí", xuất bản ở London năm 1807, Jung đưa ra kết quả nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm của mình. Ông trích dẫn nhiều lần từ câu XXIV của cuốn sách thứ ba về Newton's Principia, trong đó thủy triều dị thường được Halley quan sát thấy ở quần đảo Philippine được Newton giải thích là kết quả của sự chồng chất của sóng. Từ ví dụ cụ thể này, Jung đưa ra nguyên lý giao thoa chung. "Hãy tưởng tượng một loạt sóng giống hệt nhau chạy trên mặt hồ với tốc độ không đổi nhất định và đi vào một kênh hẹp dẫn đến cửa ra của hồ. Hãy tưởng tượng thêm rằng, vì một số lý do tương tự khác, một loạt sóng khác có cùng cường độ bị kích thích, đến cùng một kênh đó với cùng tốc độ đồng thời với hệ thống sóng đầu tiên. Cả hai hệ thống này sẽ không làm phiền hệ thống kia, nhưng hành động của chúng sẽ cộng lại: nếu chúng tiếp cận kênh theo cách sao cho các đỉnh của một hệ thống sóng trùng với các đỉnh của hệ thống kia, khi đó chúng cùng nhau tạo thành một tập hợp các sóng có cường độ lớn hơn, nhưng nếu các đỉnh của một hệ thống sóng này nằm ở vị trí xảy ra sự cố của một hệ thống khác, thì chúng sẽ lấp đầy chính xác những thất bại này và bề mặt của nước trong kênh sẽ vẫn còn ánh sáng, và tôi gọi sự chồng chập này là định luật giao thoa ánh sáng tổng quát. Để có được giao thoa, cả hai chùm sáng phải xuất phát từ cùng một nguồn (sao cho chúng có cùng chu kỳ), sau khi đi qua một đường khác, chúng phải rơi vào cùng một điểm và cũng đi gần như song song tại đó. Vì vậy, Jung tiếp tục, khi hai phần của ánh sáng có nguồn gốc chung đi vào mắt dọc theo các đường khác nhau, gần như theo cùng một hướng, thì chùm tia thu được cường độ tối đa, với điều kiện là sự khác biệt trong đường đi của các tia bằng bội số của một số độ dài nhất định và có cường độ tối thiểu trong trường hợp trung gian. Độ dài đặc trưng này là khác nhau đối với ánh sáng có màu sắc khác nhau. Năm 1802, Jung củng cố nguyên lý giao thoa của mình bằng thí nghiệm cổ điển "có hai lỗ", có thể bị ảnh hưởng bởi một thí nghiệm tương tự của Grimaldi, tuy nhiên, thí nghiệm này không dẫn đến việc phát hiện ra hiện tượng giao thoa do đặc thù của cách sắp đặt được sử dụng. Kinh nghiệm của Young được nhiều người biết đến: trong một màn hình trong suốt, hai lỗ cách đều nhau được đục bằng đầu một chiếc ghim, được chiếu sáng bởi ánh sáng mặt trời chiếu qua một lỗ nhỏ trên cửa sổ. Hai hình nón ánh sáng được hình thành phía sau một màn hình mờ, mở rộng do nhiễu xạ, chồng chéo một phần và trong phần chồng lấp, thay vì tăng độ chiếu sáng đồng đều, tạo thành một loạt các dải sáng tối xen kẽ. Nếu một lỗ bị đóng, thì các vân biến mất và chỉ xuất hiện các vòng nhiễu xạ từ lỗ kia. Các dải này cũng biến mất khi cả hai khẩu độ được chiếu sáng (như trường hợp trong thí nghiệm của Grimaldi) trực tiếp bằng ánh sáng mặt trời hoặc bằng nguồn sáng nhân tạo. Viện dẫn lý thuyết sóng, Jung giải thích hiện tượng này rất đơn giản. Các dải tối thu được ở đó, nhà khoa học cho biết, nơi các vết lõm của sóng đi qua một lỗ được đặt chồng lên các đỉnh của sóng đi qua một lỗ khác, do đó hiệu ứng của chúng triệt tiêu lẫn nhau; các vành sáng thu được khi hai đỉnh hoặc hai nốt sóng đi qua cả hai lỗ cộng lại với nhau. Trải nghiệm này cho phép Jung đo bước sóng của nhiều màu sắc khác nhau: ông thu được bước sóng 0,7 micron đối với ánh sáng đỏ và 0,42 micron đối với ánh sáng cực tím. Đây là những phép đo bước sóng ánh sáng đầu tiên trong lịch sử vật lý và độ chính xác đáng kinh ngạc của chúng cần được ghi nhận. Từ nguyên lý giao thoa của mình, Jung đã suy ra một số hệ quả khác nhau. Ông xem xét các hiện tượng tô màu các lớp mỏng. Nhà khoa học đã giải thích chúng đến từng chi tiết nhỏ nhất. Jung rút ra các định luật thực nghiệm do Newton tìm ra, và coi tần số ánh sáng của một màu nhất định là không thay đổi, giải thích sự nén chặt của các vòng trong thí nghiệm của Newton khi khe hở không khí giữa các thấu kính được thay thế bằng nước do tốc độ giảm. của ánh sáng trong môi trường chiết quang hơn. Thật thú vị khi lưu ý rằng Jung sở hữu thuật ngữ "quang học vật lý", được dùng để chỉ các nghiên cứu về "... nguồn sáng, tốc độ lan truyền của nó, sự gián đoạn và suy giảm của nó, sự phân tách của nó thành các màu khác nhau, ảnh hưởng của mật độ khí quyển khác nhau trên đó, hiện tượng khí tượng liên quan đến ánh sáng, tính chất đặc biệt của một số chất liên quan đến ánh sáng. Công trình của Young, đại diện cho đóng góp quan trọng nhất cho lý thuyết về hiện tượng quang học kể từ thời Newton, đã bị các nhà vật lý thời bấy giờ coi là không tin tưởng, và ở Anh, họ thậm chí còn bị chế giễu thô lỗ. Điều này một phần là do Jung đã cố gắng áp dụng nguyên lý giao thoa cho các hiện tượng không giao thoa rõ ràng, và một phần là do sự mơ hồ nhất định trong cách trình bày, điều mà ngày nay người ta vẫn còn cảm nhận được và điều này chắc hẳn còn được cảm nhận nhiều hơn vào thời điểm đó, và một phần, như Jung sau đó trách móc Laplace, thực tế là đôi khi Jung hài lòng với những thí nghiệm không đủ nghiêm ngặt và đôi khi hời hợt. Augustin Fresnel (1788–1827), một kỹ sư cầu đường, người bắt đầu quan tâm đến khoa học tương đối muộn, cũng xuất phát từ ý tưởng coi ánh sáng là chuyển động sóng của ether. “Thiên tài tốt bụng” của Fresnel, Viện sĩ Francois Arago, người đã kịp thời nhận thấy tài năng xuất chúng của nhà khoa học và giúp đỡ ông suốt đời, tuy nhiên đã viết trong hồi ký của mình: “Augustin Fresnel học chậm đến nỗi trong tám năm, ông hầu như không thể đọc được ... Anh ấy không bao giờ cảm thấy có khuynh hướng học ngôn ngữ, không thích kiến thức chỉ dựa trên trí nhớ và ghi nhớ những gì đã được chứng minh rõ ràng và thuyết phục. Lúc đầu, Fresnel làm việc ở vùng nông thôn hoang dã. Anh ấy không biết gì về các thí nghiệm của Jung, vì vậy anh ấy đã lặp lại chúng. Và Fresnel đã đưa ra lời giải thích về hiện tượng ánh sáng bị uốn cong quanh chướng ngại vật tương tự như của Jung. Sau đó, khi đang làm việc tại Paris, Fresnel đã nhận được các phương trình toán học mô tả chính xác các quá trình quang học xảy ra ở ranh giới của hai phương tiện quang học khác nhau. Các công thức Fresnel khác nhau thường được sử dụng trong công việc quang học đến mức chắc chắn chúng chiếm vị trí đầu tiên trong chỉ số này. Fresnel đề xuất tạo ra một hình ảnh giao thoa bằng cách hướng ánh sáng mặt trời lên một màn hình sử dụng hai gương đặt hơi nghiêng với nhau. Một nhà khoa học nổi tiếng, tác giả của nhiều sách giáo khoa đại học về vật lý, Robert Pohl đã đề xuất trước đông đảo khán giả cách tạo ra giao thoa bằng cách hướng ánh sáng vào một tấm mica mỏng. Ánh sáng do bản phản xạ đập vào màn lớn, trên màn quan sát thấy rõ các vân giao thoa. Hiện tượng giao thoa được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị gọi là giao thoa kế. Giao thoa kế có thể phục vụ nhiều mục đích khác nhau, ví dụ, để kiểm soát độ sạch của bề mặt kim loại. Tác giả: Samin D.K.
▪ Lý thuyết sinh học về quá trình lên men
Da nhân tạo để mô phỏng cảm ứng
15.04.2024 Cát vệ sinh cho mèo Petgugu Global
15.04.2024 Sự hấp dẫn của những người đàn ông biết quan tâm
14.04.2024
▪ Áo vest thông minh cho người mù ▪ Ổ đĩa quang gắn ngoài IO Data DVR-UW8DP2 ▪ Kỷ nguyên của graphene đang đến ▪ Cánh buồm mặt trời cho tàu vũ trụ
▪ phần của trang web Máy dò cường độ trường. Lựa chọn các bài viết ▪ Bài viết Quang phổ ánh sáng. Lịch sử và bản chất của khám phá khoa học ▪ bài viết Có bao nhiêu loài côn trùng tồn tại trong tự nhiên? đáp án chi tiết ▪ bài Trung hoa quế. Truyền thuyết, canh tác, phương pháp áp dụng ▪ bài viết Cảm biến cảm ứng trên ô tô. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Chúng tôi giới thiệu các bài viết thú vị razdela 
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này