Năm 2002, tiến sĩ Robert Crease, thuộc khoa Triết học của Đại học New York (Mỹ), đã làm một cuộc thăm dò ý kiến của các nhà khoa học về "thí nghiệm đẹp nhất trong lịch sử". Kết quả, không phải những thí nghiệm hiện đại và phức tạp (về phân tích gene, về hạt hạ nguyên tử hay đo ánh sáng của các ngôi sao xa...) chỉ có thể thực hiện bởi một nhóm nghiên cứu, với chi phí lên tới hàng triệu USD được chọn là "đẹp" nhất, mà chính những thí nghiệm đơn giản như đo chu vi trái đất, tán xạ ánh sáng, vật rơi tự do... được người ta yêu thích hơn cả.
Vẻ đẹp của những thí nghiệm này có một ý nghĩa rất cổ điển: mô hình thí nghiệm đơn giản, logic đơn giản, nhưng kết quả đạt được lại rất lớn lao
Trong link này có nói đến các thí nghiệm khoa học khác nhau của Vật lý quang, điện....nữa
Bản tiếng Việt đã được đăng trên Vật lý VN và vnexpress, mình viết lại có chỉnh sử chút xíu.
Hạng 10
Trong các thành tựu khoa học thế kỷ 19, có lẽ hiếm có sự kiện nào gây chấn động mạnh hơn thí nghiệm về "con lắc nhà thờ Pathéon", thực hiện bởi nhà khoa học Pháp Jean-Bernard-Léon Foucault. Với thí nghiệm này, Foucault đã chỉ ra rằng, trái đất quay xung quanh trục của nó.
Đền thờ Panteon là đền thờ nổi tiếng ở Pháp, nơi chôn cất những người có cống hiến đặc biệt to lớn cho nước Pháp. Đền được xây vào năm 1758 và khánh thành năm 1790. Cho đến nay mới chỉ có 76 vĩ nhân của nước Pháp được thờ ở đây, thủ tục để được công nhận rất khó khăn, các Tổng thống đều không có tên. Trong đó có
+ Voltaire (1694-1778): nhà triết học và nhà văn;
+ Jean-Jacques Rousseau (1712-1778), nhà triết học và nhà văn
+ Louis Braille (1809-1852), người sáng tạo ra hệ thống chữ nổi cho người mù.
+ Victor Hugo (1802-1885): nhà văn
+ Lagrange (1736-1813), nhà toán học
+ Vợ chồng Pierre-Marie Curie: nhà Vật lý và Hóa học; được đưa vào năm 1995
+ Alexandre Dumas (1802-1870), nhà văn; được đưa vào năm 2002
Vào năm 1851, Foucault (trong chương trình Vật lý chúng ta biết nhiều đến Dòng điện Foucault của ông) đã sử dụng một sợi dây thép mảnh dài 68 mét để treo một quả cầu sắt nặng 31 kg lên nóc nhà thờ Pathéon ở Paris. Sau đó, ông đã dùng một lực ban đầu để đẩy quả cầu cho nó lắc đi lắc lại. Ở dưới đáy quả cầu, Foucault cho gắn một chiếc kim nhỏ. Mỗi khi con lắc di chuyển, chiếc kim này lại kẻ những vệt lên trên nền cát ẩm mà người ta đã cho trải trên nền nhà thờ trước đó.
Trước con mắt kinh ngạc của những người xem, vệt kim mà quả cầu để lại trên mặt cát liên tục thay đổi sau mỗi lần quả cầu lắc qua lắc lại. Tuy rằng tốc độ thay đổi rất chậm chạp, nhưng sau khoảng 30 giờ, con lắc đã đổi hướng đúng 1 vòng theo chiều kim đồng hồ. Với kết quả này, Foucault là người đầu tiên đã chỉ ra bằng thực nghiệm khoa học rằng, trái đất quay xung quanh trục của nó.
Paris nằm ở phương bắc, nên con lắc đã dịch chuyển theo chiều kim đồng hồ. Nếu thí nghiệm được thực hiện ở phương nam, con lắc sẽ chuyển động ngược với chiều kim đồng hồ. Thời gian để trục quay của con lắc đi hết một vòng cũng phụ thuộc vào từng khu vực địa lý, như ở Paris là 30 tiếng, và ở Nam Cực là 24 tiếng đồng hồ. Riêng ở xích đạo, trục quay của con lắc sẽ không chuyển dịch.
thay đổi nội dung bởi: chocolatenoir, ngày 03-08-2008 lúc 12:08 PM.
Những thành viên sau CẢM ƠN bạn chocolatenoir vì ĐỒNG Ý với ý kiến của bạn:
Ernest Rutherford, Nobel Hóa học 1908 là giáo sư ĐH Manchester nổi tiếng của Đại học Cambridge. Là khoa học lỗi lạc nhưng Ernest Rutherford còn được các học trò yêu mến và quý trọng. Đã có 22 nhà khoa học làm việc dưới sự lãnh đạo trực tiếp hay gián tiếp của ông đạt giải Nobel. Viết về người thầy của mình, nhà Vật lý Kapitsa, Nobel Vật lý 1978 đã nói "Ernest Rutherford là Người thầy vĩ đại. Lịch sử khoa học mách bảo chúng ta rằng một nhà khoa học lỗi lạc không nhất thiết là một người vĩ đại nhưng một người thầy vĩ đại thì chắc chắn là một con người vĩ đại"
Đến năm 1911, người ta vẫn cho rằng nguyên tử có cấu trúc "mềm": gồm các hạt tích điện dương đan xen với các electron, tạo thành một hỗn hơp. Đây là lý thuyết được đề xuất bới J.J Thomson, thầy của Rutherford và cũng là người tìm ra electron. Vào thời điểm đó giáo sư J.J Thomsonđ là lãnh đạo của Phòng thí nghiệm nổi tiếng Canvendish.
Ernest Rutherford tiến hành nhiều thí nghiệm về sự bức xạ của các hạt alpha tại trường Đại học Manchester. Khi cùng với những người trợ lý cho thực hiện thí nghiệm bắn các hạt alpha ( sau này chúng ta biết đó là hạt nhân helium mang điện tích dương gồm 2 protons và 2 neutrons) vào lá vàng mỏng, họ rất ngạc nhiên vì tuy phần lớn lượng hạt alpha đi xuyên qua lá vàng nhưng có nhiều hạt bị lệch góc (chứng tỏ nó đã va phải một cái gì đó) và nhất là khoảng 1% lượng hạt alpha đã phản ngược. Rõ ràng, nếu cấu trúc nguyên tử có dạng mềm như bánh nhân nho thì đã không thể có sự phản xạ này, mà các hạt alpha (là các hạt mang điện tích dương) sẽ dính vào các nguyên tử vàng. Điều đó cho thấy trong cấu trúc nguyên tử, ngoài các electron, phải có một hạt nhân rất cứng.
Rutherford đã kết luận là hầu hết khối lượng nguyên tử phải được tập trung trong một lõi kích thuớc rât nhỏ gọi là hạt nhân, với những điện tử khác chuyển động xung quanh nó trên những quỹ đạo khác nhau, ở giữa là những khoảng không trống rỗng.
thay đổi nội dung bởi: chocolatenoir, ngày 03-08-2008 lúc 12:00 PM.
Hạng 8
Thí nghiệm về các viên bi lăn trên mặt dốc của Galilei
Để kiểm chứng một đại lượng gọi là gia tốc, Galilei đã thiết kế một tấm ván dài 5,5 mét, rộng 22 cm. Sau đó, ông cho xẻ một rãnh ở giữa tấm ván... Dựng tấm ván dốc xuống, rồi thả các viên bi đồng chạy theo rãnh. Sau đó, ông dùng một chiếc đồng hồ nước để đo thời gian mà viên bi di chuyển trên một quãng đường nhất định (Galilei đã đo đường đi của viên bi và cân số nước do đồng hồ nhỏ ra để suy ra tỷ lệ giữa đường đi và thời gian di chuyển của vật thể).
Galilei khám phá ra rằng, càng xuống chân dốc, viên bi chạy càng nhanh: Quãng đường đi tỷ lệ thuận với bình phương của thời gian di chuyển. Lý do là viên bị luôn chịu tác dụng của một gia tốc (gây ra bởi lực hút của trái đất). Đó chính là gia tốc tự do (g=9,8 m/s2).
Hạng 7
Thí nghiệm đo đường kính trái đất của Erasthenes
Vào một ngày hạ chí cách đây khoảng 2.300 năm, tại thành phố Awan của Ai Cập, Erasthenes đã xác định được thời điểm mà ánh sáng mặt trời chiếu thẳng đứng xuống bề mặt đất. Có nghĩa là bóng của một chiếc cọc thẳng đứng trùng khớp với chân cọc.
Cùng thời điểm đó vào năm sau, ông đã đo bóng của một chiếc cọc đặt ở thành phố Alexandria (Hy Lạp), và phát hiện ra rằng, ánh nắng mặt trời nghiêng 7 độ so với phương thẳng đứng.
Ông giả định rằng trái đất là hình cầu, thì 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, Erasthenes đã tính ra chu vi 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 (có thể là chiều dài của một sân vận động?), nên chưa thể có kết luận về độ chính xác trong thí nghiệm của Erasthenes. Tuy nhiên, phương pháp của ông hoàn hợp lý về mặt logic. Nó cho thấy, Erasthenes không những đã biết trái đất hình cầu, mà còn hiểu về chuyển động của nó quanh mặt trời.
thay đổi nội dung bởi: chocolatenoir, ngày 03-08-2008 lúc 12:05 PM.
Hạng 6
Thí nghiệm xác định hằng số hấp dẫn của bằng "sợi dây xoắn" của Cavendish
Newton là người tìm ra lực hấp dẫn và đề xuất lý thuyết hấp dẫn. Newton đã chỉ ra rằng, hai vật 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 (vì nó quá yếu)?
Cuối thế kỷ 18, nhà khoa học người Anh Henry Cavendish đã làm một thí nghiệm như sau: 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 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 góc. Để tránh tác động của không khí, hệ thống đo đạc được để trong phòng kín và quan sát từ xa bằng kính viễn vọng.
Thí nghiệm của Henry Cavendish được tiến hành đơn giản nhưng tinh vi đến mức, nó phản ánh gần như chính xác giá trị của lực hấp dẫn. Ông cũng tính ra được hằng số hấp dẫn gần đúng với hằng số mà chúng ta biết hiện nay (tức G = 6.67 x 10-11 N.m2/kg2)[url]
http://en.wikipedia.org/wiki/Cavendish_experiment
Hạng 5
Thí nghiệm về sự giao thoa ánh sáng của Young
Không phải lúc nào Newton vĩ đại cũng luôn đúng. Ngày nay chúng ta biết rằng ánh sách mang lưỡng tính sóng-hạt. Trong một thời gian dài Newton đã dẫn các nhà khoa học vào một con đường sai lầm khi ông cho rằng ánh sáng được cấu thành từ hạt ánh sáng chứ không phải sóng. Tuy nhiên, năm 1803, nhà vật lý người Anh Thomas Young đã phản bác được quan điểm của Newton bằng thí nghiệm đơn giản sau:
Young khoét một lỗ ở cửa kính, rồi che lại bằng một miếng giấy dày, có châm một lỗ nhỏ như đầu kim. Sau đó, Young dùng một tấm gương để làm chệch hướng đi của tia sáng mảnh rọi qua lỗ nhỏ của miếng giấy. Tiếp theo, ông dùng một mảnh bìa cực mảnh (cỡ 0,1 milimét) đặt vào giữa tia sáng để tách nó ra làm hai. Khi hai tia sáng này chiếu lên tường, Young nhận thấy có các điểm sáng và điểm tối đan xen với nhau.
Young thấy rõ ràng là đây hiện tượng giao thoa của ánh sáng tương tự như các quy luật của sóng cơ học đã biết. Điểm sáng là nơi hai đỉnh sóng giao nhau, còn điểm tối là nơi một đỉnh sóng giao thoa với một lũng sóng để triệt tiêu nhau. Như vậy, ánh sáng phải có tính sóng.
thay đổi nội dung bởi: chocolatenoir, ngày 03-08-2008 lúc 12:27 PM.
Trước Newton, người ta vẫn cho rằng ánh sáng là một thể tinh khiết, không thể phân tách. Tuy nhiên, Newton đã chỉ ra rằng ánh sáng mặt trời khi đi qua một lăng kính thủy tinh và chiếu lên tường sẽ bị tách thành những màu sắc khác nhau. Dĩ nhiên thời ấy con nguowfi đã bỉết đến cầu vồng vazf cac sắc màu của nó nhưng học chỉ nghĩ đó là ngẫu nhiên. Newton đã chỉ ra rằng ánh sáng trắng không hề "nguyên chất", mà nó là tổng hợp của một dải quang phổ 7 màu cơ bản: đỏ, cam, vàng, xanh lá cây, xanh nước biển, chàm (xanh sậm), tím.
Hạng 3
Thí nghiệm về giọt dầu của Millikan
Trước thế kỷ 17, người ta đã từng biết đến các hiện tượng điện, như sự phóng điện của các đám mây, hay điện tích sinh ra do sự cọ sát giữa hai vật. Tuy nhiên, phải đến năm 1897, nhà vật lý người Anh J.J. Thomson 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.
Năm 1909, nhà vật lý người Mỹ Robert Millikan đã làm một thí nghiệm nổi tiếng, gọi là "thí nghiệm về giọt dầu" (oil-drop experiment). Trong thí nghiệm này, Millikan đã đặt một hiệu điện thế cực lớn (khoảng 10.000 V) giữa hai điện cực kim loại. Sau đó, ông dùng một máy phun, thả các giọt dầu rơi tự do giữa hai điện cực này.
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 rơnghen để ion hóa giọt dầu này, cấp cho nó một điện tích. Vì thế, giọt dầu này đã rơi nhanh hơn, vì ngoài trọng lực, nó còn chịu tác dụng của điện trường. Dựa vào khoảng thời gian chênh lệch khi hai giọt dầu rơi hết cùng một đoạn đường, Millikan đã tính ra điện tích của một hạt tích điện nhỏ nhất là 1 electron: e = 1,63 · 10-19 C.
Năm 1917, Millikan lặp lại thí nghiệm trên, và đã sửa điện tích của 1 electron là e = 1,59 · 10-19 C. Những đo đạc hiện nay dựa trên nguyên lý của Millikan cho kết quả là e = 1,602 · 10-19 C.
Hạng 2
Thí nghiệm của Galileo về sự rơi của các vật
Vào cuối thê kỷ 16, mọi ngưồi đều tin rằng vật nặng thì rơi nhanh hơn vật nhẹ đơn giản vì Aristote đã nói như vậy.
Galileo Galilei, lúc đó là giáo sư Toán của trường Pisa đã thả hai vật có khối lượgn khác nhua từ đỉnh tòa thám gnhiên nổi tiếng của thành phố Pisa xuống và chứng minh rằng vật nặng hay nhệ đều rơi xuống đất cùng một lúc. Tuy sau đó Galileo bị mất việc vì dã dám thách thức Aristote nhưng ông đã cho thấy sự quan trọng của việc lấy bản chất sự vật hiện tượng chứ không phải uy tín của một người làm thước đo cuối cùng trong khoa học.
Hạng 1
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.
thay đổi nội dung bởi: chocolatenoir, ngày 03-08-2008 lúc 12:58 PM.
Những thành viên sau CẢM ƠN bạn chocolatenoir vì ĐỒNG Ý với ý kiến của bạn:
aqhl, 
10 thí nghiệm khoa học đẹp nhất
Linear Mode
