Phiên bản in thân thiện
Ai đã tìm ra định luật vạn vật hấp dẫn? Ai đã tìm ra mối liên hệ giữa khối lượng và năng lượng? v.v... Có lẽ, trong chúng ta - những người yêu thích khoa học nói chung và vật lý nói riêng luôn đặt ra nhiều câu hỏi tương tự như thế. Tại sao chúng ta không tìm cách trả lời những câu hỏi này, hay trả lời thay cho những người khác. Đó là mục đích của phần thuật ngữ "Các nhà vật lý". Nơi các bạn cùng chia sẽ những câu trả lời "Ai?", "Khi nào?" ,"Làm thế nào?", "Vì sao?" v.v... liên quan đến vật lý.


Duyệt bảng chú giải thuật ngữ theo bảng chữ cái

riêng biệt | A | Ă | Â | B | C | D | Đ | E | Ê | F | G | H | I | J | K
L | M | N | O | Ô | Ơ | P | Q | R | S | T | U | Ư | V
W | X | Y | Z |
HÌnh đại diện Phạm Thị Ngọc Phương
Bởi Phạm Thị Ngọc Phương - Thứ hai, 16 Tháng sáu 2008, 10:24 PM
 

volta

Rất nhiều khoa học gia trong chuyên ngành dòng điện và từ trường đã có những phát minh quan trọng trong khoảng cuối thế kỷ 17 và đầu thế kỷ 18. Có thể bao gồm một số nhà vật lý học tiêu biểu như Charles Augustin de Coulomb (đơn vị điện tích), André Ampère (current-I), Georg Ohm (resistance-R), James Watt (công suất-W), and James Joule (nhiệt lượng-J) . Hoâm nay, nhoùm chuùng toâi xin giôùi thieäu veà 2 nhà khoa học người Ý Luigi Galvani và Alexandro Volta – nhöõng boä oùc vó ñaïi đã đặt nền móng cơ bản cho việc phát triển pin điện hoá (galvanic cells).

Nhà vật lý học Alexandre Volta sinh năm 1745 tại Côme (Italia, từ thuở nhỏ bị chê là không có năng khiếu gì, thình lình chứng tỏ là một đầu óc thông minh đáng kinh ngạc. Do lòng say mê Vật Lý thúc đẩy, ông đã đem lại cho chúng ta lọai pin điện mang tên ông. Ông viết nhiều tác phẩm mà 2 quyển chính là:”Các bức thơ nói về tính nhạy lửa của khí bốc từ các đầm lầy” và “Thư cho Banks nói về cấu tạo của Pin Volta”.

THỜI THƠ ẤU

“Nếu nó nói khó khăn thì ít ra nó cũng không nói những điều ngu xuẩn”

¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯

-“Ông ơi, tại sao thằng bé này vẫn chưa biết nói? Các anh nó có ai nói chậm như nó đâu!”.

Ngừơi chồng trấn an vợ:

-“Thôi, bà đừng khổ tâm như thế, Alexandre sau này chắc không được năng khiếu thiên phú gì đâu, nhưng tôi thấy mắt nó linh họat, và nếu nó nói khó khăn thì ít ra cũng không nói những điểu ngu xuẩn”.

Đúng thế, ở lứa tuổi má các cậu bé khác cắp sách đến trường, Alexandre Volta đã phải khó nhọc lắm mới nói được vài tiếng. Thế nhưng, kể từ ngày đó, Volta tiến bộ thật nhanh. Chẳng mấy chốc cậu bé biết đọc và rồi để lộ một óc hiếu ký hiếm thấy. Khác hẳn các em thần đồng khác chỉ có tính hiếu kỳ ngòai mặt, Volta có óc quan sát và biết suy nghĩ. Song trí tưởng tượng quá phong phú của cậu thường đẩy cậu vào các ảo tưởng của mấy chuyện ngụ ngôn và thi ca. Chính vì thế mà hồi 12 tuổi, cậu súyt chết đuối khi phóng mình xuống một đầm nước để tìm một mạch vàng mà mọi người quả quyết là có. Mồ côi cha, cậu cùng với me và các chị nương than tại nhà người cậu làm thầy tu tên Gattoni. Từ đấy, Volta tự xem như có bổn phận phải luôn luôn đứng đầu lớp. Mặc dầu hết sức say mê môn khoa học, cậu vẫn không chút xao nhãng các môn văn chương và triết học và ngòai ra còn sáng tác thơ bằng chữ LaTinh và chữ Pháp.

¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯
Luật sư hay thầy tu!

¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯
Ông cậu Gattoni có lần cho bíêt ý định của mình:

-“Chúng ta hãy cho Volta trở thành một luật sư”

Nhưng vị linh mục dòng Tên, Bonesi, thầy dạy của Gattoni, bác ngay:

-“Không được. Cậu bé đã được thương đế ban cho đủ mọi đức tính để trở thành một thầy tu”.

Nhưng cả hai người đều lâm. Thiên chức của Volta không đẩy cuộc đời cậu về các Pháp Án Tập cũng chẳng đưa cậu vào cuộc sống thanh bạch của nhà dòng.

Ngược lại, tính hiếu kỳ của tuổi trẻ đối với thế giới xung quanh và những thú vui của nó đã biến đổi, nơi con người cậu, thành một nhu cầu mãnh liệt đòi hỏi phải nắm lấy tất cả các bí mật của tạo hóa. Hồi thời Volta còn niên thiếu, thử hỏi khoa Vật Lý học đã tiến được đến đâu? Có lẽ cũng như ngành khoa học không gian cách đây một thế kỷ, nghĩa là hết sức thô sơ. Tuy nhiên, môn Từ học và Điện học- mà từ thời của Pline, các nhà bác học không hề để tâm đến, trừ vài trường hợp ngọai lệ- bỗng trở thành vấn đế thời sự. Sự tiếp tục các cuộc khảo cứu đã dẫn đến sự phát mịnh ra hiện tượng tọng điện( được chứng minh bằng thí nghiệm cái chai lừng danh của Leyde). Bose đã kích thích đuợc thúôc sung bằng một tia điện và Winckler sáng chế ra máy tính điện.

Volta được cái may mắn là tìm thấy nơi thầy tu Gattoni một ngừơi bạn và một người bảo hộ. Gattoni đã đặt dưới quyền sử dụng của nhà khảo cứu trẻ tuổi tất cả những phương tiện cần thiết đễ giúp chàng dồn mọi nỗ lực vào các cuộc tìm kiếm khoa học và cũyng đễ đọat những mảnh bằng. Thế nhưng, văn bằng không phải là điều mà Volta hằng mong ứơc…

¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯
Trực giác khoa học!

¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯
Sau những cố gắng hòai công nhằm hòa giải các thuýêt đã biết, nhà bác học trẻ tuổi chú tâm vào cá ứng dụng trực tiếp của điện học. Những vắn kiện nay vẫn còn nổi tíêng chứng tỏ hoạt động của chàng. Đó là những văn kiện liên lạc gởi cho nhà điện học Beccaria và nhà vạn vật học Spallanzani, được xem như những nhà chuyên môn vĩ đại nhất của thời họ trong hai lĩnh vực này. Còn lúc này Volta chỉ mới 24 tuổi!

Kể từ 1796 trở đi, các trực giác của thiên tài Volta nối tiếp nhau: Chính các trực giác này đã đóng một vai trò quyết định vào những cuộc khảo cứu và khám phá của những năm kế tiếp. Các khám phá này là kết quả của bếit bao kinh nghịệm rút từ các sự tHâu lượm mới mẻ trước.

Dẫu cho Alexandre Volta không sáng chế ra loại pin điện mang tên ông, ông cũng vẫn được xếp vào hàng đầu trong lịch sử Vật Lý nhờ phát minh “Bình phát cảm ứng điện vĩnh cửu” (1775) mà ông gọi là nguồn gốc các động cơ cảm ứng từ tương lai. Ngòai ra, nhân lọai còn mang ơn ông đã sáng chế ra khí nhiên kế, mà ngaỳ nay dùng để đo lượng oxygen có trong không khí; máy đọng điện (1782) và máy điện nghiệm. Cũng chính ông là người đầu tiên khám phá ra khí bốc từ các đầm lầy, mà ngày nay gọi là khí mêtan –CH4.

Trực giác khọa học đã dẫn ông đến các phát minh khoa học và khám phá ấy như thế nào?

¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯
Chiếc đùi ếch và phát minh vĩ đại

¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯

dui ech

Vào năm 1776, một bữa nọ Volta đị dạo bờ Đại hồ. Ông đang đưa mắt nhìn những cây sậy ýêu ớt mọc dưới mé nứơc thì thình lình những bọt khí xuất hiện dứơi bùn đập vào mắt ông. Liền đó ông liền nảy sinh ý tưởng rằng các bọt khí đó chắc phải là một chất gì đó cháy được. Rồi khi trở lại nơi đó, ông tìm cách hứng lấy một ít khí ấy và đưa đến gần ngọn lửa. Điều ông nghi ngờ đã thành sự thật.

Khám phá này cùng các ứng dụng của nó đã gây thêm tiếng tăm cho Alexandre Volta và sau đó ông đã được mời giữ chức giáo sư Vật Lý học thực nghiệm tại Đại học Parie, nơi đây ông đã dạy suốt 30 năm.

Lúc bấy giờ Louis Galvani (1737- 1798), một nhà sinh học, đang dạy môn giải phẫu học tại Đại học Bologne. Nhà bác học này không hề bỏ qua cuộc khảo cứu nào của Volta, vì chính ông cũng hết sức muốn tìm hiểu các hiện tựợng do điện gây ra nơi lòai thú. Ông nghiệm thấy rằng những con ếch bị giết do co rút bắp thịt khi có kim lọai chạm vào.Thí nghiệm của ông bắt đầu từ một ngày kia, sau khi tan lớp, Galvani đem nửa thân sau của một con ếch đã lột da với những dây thần kinh lưng, treo vào một lan can sắt của phòng học. Ông ta ngạc nhiên khi thấy mỗi lần chân ếch đong đưa đụng vào lan can sắt thì bắp thịt của chân ếch bị kích thích và co giật lại. Galvani cố ý đẩy chân ếch đụng vào lan can nhiều lần nữa và cứ mỗi lần đụng như vậy thì chân ếch vẫn có cử động co giật. Ông đóan là do điện sinh ra và chính bắp thịt chân con ếch tự sinh ra điện. Theo ông, trong con ếch luôn có hai thứ điện. Khi kim loai sắt và đồng chen vào thì trạng thái điện tích trong con vật bị xao động và sự co giật được nảy sinh. Ông còn cho bíêt rằng nếu kim lọai dung là kẽm và đồng sự kích thích sẽ mạnh hơn.

Volta thử lại thí nghiệm của Galvani và lúc đầu chấp nhận ý kíên trên. Nhưng về sau, chính Volta đã chứng minh sự lầm lẫn của Galvani. Theo Volta thì cơ thể con vật chỉ là một chất dẫn điện thường. Chứng điện sinh ra trong các kim lọai dị chất đã kích thích các dây thần kinh, và làm họat động các cơ. Nói cách khác con vật không thể vừa là chủ động vừa là bị động. Con vật chỉ bị động do điện sinh ra từ bên ngoài nó.

Và để chứng minh sự lầm lẫn của sự Galvani, Volta tạo ra điện với một thanh đồng và một thanh kẽm mà không cần có cơ thể con ếch.

Ngày 6/11/1801, ở Paris, Volta trình diện phát minh này với Napoleon Bonaparte.

Đệ nhất tổng tài Napoleon Bonaparte đón chào niềm nở nhà bác học Ý và mong muốn thấy sự họat động của cái vật kỳ lạ.

-“Kính ngài Đệ Nhật tổng tài, vật mà ngài thấy đây chỉ là một chuỗi dĩa nhỏ đồng và kẽm để chồng liên tục lên nhau với 1 mảnh tròn nhỏ thấm acid chen giữa. Tất cà đều bọc sáp bên ngòai để acid khỏi bay hơi.”

-“Thế còn hai đầu dây long thong này?”

-“Một dây gắn vào điã kẽm ở trên cùng và một dây gắn vào điã đồng ở dứơi chót.”

Và đây… vừa nói, Volta vừa chạm hai đầu dây gắn vào nhau thì một tia lửa điện văng ra.

-“Thật là huyền diệu!”- Napoleon nhiệt liệt tán thưởng.

Với hình dáng của một trụ đĩa chồng lên nhau chúng ta gọi đó là Pin ( Pile=chồng lên nhau thành một cột”

pin volta

Đây là máy phát điện đầu tiên của nhân lọai.

Cách biện luận của Volta mang đến kết quả hết sức hữu ích vì nhờ đó mới có hai phát minh rất quan trọng, thứ nhất là pin Volta và thứ nhì là nền tảng cho khoa điện sinh lý học.

Sau đó, Volta tự ép mình làm việc thật vất vả để hòan tất phát minh pin điện của mình. Ông bắt tay vào những thí nghiệm về các kim loại và hơn thế nữa, về một số lớn chất lỏng. Các thí nghiệm đã giúp ông thíêt lập nguyên lý theo đó các sức điện động công thêm vào nhau khi chúng được cấu tạo từng cặp kim loại ghép với nhau theo cùng một thứ tự. Vd: Đồng- Acid, Kẽm- Đồng, Acid- Kẽm,…

Danh từ pile/ pin gốc từ Latin “pilum” có nghai 4là cột trụ. Qủa thật pin Volta là cây cột trên đó người ta xây đắp cả tòa nhà của khoa Điện Học hiện đại ngày nay.

Ông đã được Hàn Lâm viện Pháp ân thưởng một huy chương vàng và từ bốn phương, các nhà thong thái ngỏ lời mời ông đến. Nhưng đáng quý hơn cả, đó là sự đóng góp to lớn của ông vào sự phát triển lâu dài của nhân loại

¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯
BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG PIN ĐIỆN HOÁ

¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯
1/ PIN VOLTA

Pin Volta có c ấ u t ạ o:

1 c ự c b ằ ng k ẽ m (Zn)

1 c ự c b ằ ng đ ồ ng (Cu)

Cùng nhúng vào dung d ị ch H2SO4.

Cơ chế xuất hiện suất điện động:

Thứ nhất , theo cơ chế phản ứng hoá học, Cu không tác dụng với H2SO4, mà chỉ có H+ đến lấy electron của cực Cu,nên Cu tích điện dương.

2H+ + 2eH2

Thứ hai , do tác dụng hoá học, các ion kẽm Zn2+ từ thanh kẽm đi vào dung dịch H2SO4 làm cho lớp dung dịch tiếp giáp thanh kẽm tích điện dương. Thanh kẽm thừa electron nên tích điện âm.

ZnZn2+ + 2e

Thứ ba , xét thanh kẽm, lớp tiếp giáp tích điện dương và thanh kẽm tích điện âm, nên đã hình thành điện trường hướng từ ngoài vào trong.

Nhận xét: Đây là điện trường cản, ion Zn2+ không chỉ không thể chuyển động ngược chiều điện trường mà còn có sự dịch chuyển ngược lại của ion Zn2+ từ dung dịch vào thanh kẽm
Cân bằng hoá học thiết lập khi số ion ra khỏi thanh kẽm bằng số ion đi vào thanh kẽm.
Theo thực nghiệm, hiệu điện thế điện hoá vào khoảng 1.1 V.

2/ PIN GALVANIpin cu-zn

Trước phản ứng

Sau phản ứng

Pin Galvani

1 c ự c b ằ ng đ ồ ng (Cu) nhúng vào dung d ị ch CuSO4

1 c ự c b ằ ng k ẽ m (Zn) nhng vo dung d ị ch ZnSO4

1 c ầ u mu ố i b ằ ng gi ấ y đ đ ược tẩm KNO3 hoặc KCl

B ả n ch ấ t dòng điện trong pin Galvani:

Thứ nhất, theo cơ chế phản ứng hoá học, ở thanh kẽm diễn ra sự oxi hoá, thanh kẽm tích điện dương

ZnZn2+ + 2e

Thứ hai, ở thanh đồng diễn ra sự khử, thanh đồng tích điện âm.

Cu2+ + 2eCu

Xuất hiện điện trường và suất điện động.

¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯
SỰ RA ĐI CỦA MỘT THIÊN TÀI

¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯
Năm 1823, cái chết đau đón của một đứa con đã gây cho ông xúc động qua 1mạnh khếin những ngày còn lại của ông trên cõi đời càng rút ngắn hơn. Vào hôm 5/03/1827, một ngôi sao sáng trên thế giới khoa học đã tắt lịm. Thiên tài Volta ra đi đã để lại cho thế hệ sau một hứơng đi mới, để thay đổi sâu rộng cả một thế giới mà ông không bao giờ ngờ tới cũng như không bao giờ có thể được chứng kiến.

¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯

MỘT SỐ MỐC THỜI GIAN QUAN TRỌNG TRONG CUỘC ĐỜI ALEXANDRO VOLTA

¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯
1774: ông trở thành giáo sư vật lý tại trường Khoa học hoàng gia ở Cosmo và trong những năm tiếp theo ông phát minh ra Electrophorus: thiết bị tạo ra dòng điện nhờ ma sát giữa đĩa và một bản kim loại.

1776-1777: ông tập trung nghiên cứu hoá học, nghiên cứu dòng điện trong chất khí và lập những thí nghiệm như sự phóng điện trong bình kín.

1779: ông trở thành giáo sư khoa vật lý trường đại học Pavia trong suốt 25 năm.

1800: Volta phát minh pin điện hoá (pin Volta), cha đẻ của pin hoá học hiện đại, tạo ra dòng điện ổn định.

Để tưởng nhớ phát minh vĩ đại, 1801, Napoleon đã phong Volta là bá tước, và tên ông được lấy làm đơn vị của hiệu điện thế.

¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯

 
Từ khoá:
1 Lời bình luận Thêm chú thích: Alexander Volta  
HÌnh đại diện Phạm Thị Ngọc Phương
Bởi Phạm Thị Ngọc Phương - Thứ hai, 16 Tháng sáu 2008, 10:24 PM
 

ANDRE MARIE AMPERE (1775 - 1836)

ampe

Ampere , nhà toán học và nhà vật lý học Pháp , sinh tại Poleymieux, gần thành phố Lyon ngày 22 tháng 1 năm 1775, là con một nhà buôn tơ lụa khá giả. Từ nhỏ, Ampere đã say mê đọc sách, tự học nhiều hơn là đi đến trường và có một trí nhớ ít ai sánh kịp. Năm 10 tuổi, Ampere đã thông thạo tiếng Latinh và năm 18 tuổi, đã học gần hết các tác phẩm về vật lý học, toán học, triết học xuất bản từ trước đến thời đó. Cũng năm này, cha ông bị Cách mạng xử tử, gia đình trờ nên sa sút, bản thân ông cũng bị tình nghi là chống cách mạng. Ampere phải kiếm sống một cách chật vật bằng tiền dạy học thuê và vẫn kiên trì nghiên cứu môn toán. Năm 1799, ông cưới vợ là Julie Caron. Ba năm sau, ông công bố công trình đầu tiên của mình về lãnh vực toán xác suất, đó là cuốn “Lý thuyết toán học trong chơi bạc “. Cuốn sách này bán rất chạy và ông được bổ nhiệm giáo sư toán học ở trường trung học Lyon mặc dù ông không có học vị, bằng cấp gì.

Tài năng của Ampere ngày càng bộc lộ, ông gắng sức làm việc và nghiên cứu, nhất là về vật lý học. Đặc biệt ông là một trong những người đã đặt nền móng cho ngành khoa học mới về các hiện tượng điện từ gọi là “Điện động lực học “. Năm 1820, ông nêu ra “giả thuyết Ampere”, quy các hiện tượng từ về các tương tác điện động lực học. Năm 1826, các kết quả nghiên cứu này được Ampere tổng kết trong công trình quan trọng mang tên “Lý thuyết toán học các hiện tượng điện động học, rút ra thuần túy bằng thí nghiệm”, lý thuyết của Ampere đã đưa ra khái niện cơ bản của điện học là dòng điện và hiệu điện thế tuy chưa thật rõ ràng. Ông còn phát hiện ra lực điện từ, tìm ra bản chất về các dòng điện trong phân tử, phát minh ra định luật về tương tác cơ học của các dòng điện tức là định luật Ampere và là người đầu tiên xây dựng lý thuyết về từ.

Ampere cũng là một nhà thực nghiệm tài ba. Ông đã thiết kế và tự chế tạo nhiều thiết bị thí nghiệm sau này là nền tảng của những dụng cụ đo điện như ampekế, vôn kế, ôm kế. Ông là cha đẻ của nam châm điện (cùng với Arago), xuyến từ…và còn nghiên cứu cả hóa học và triết học nữa. Những thành tựu này đã nâng Ampere lên địa vị viện sĩ Viện hàn lâm khoa học pháp, giáo sư trường Đại học Bách khoa Paris (1840), giáo sư triết học trường Đại học Văn khoa, thanh tra ngành đại học Pháp và giáo sư vật lý Pháp quốc tế học viện (College de France,1824)

Vào những năm cuối đời tuy đã già yếu, Ampere vẫn gắng sức biên soạn một bộ sách lớn là “Luận về triết học của khoa học”. Sách đang soạn dở dang thì Ampere bị đau phổi và mất tại thành phố Marseille ngày 10 tháng 7 năm 1836 hưởng thọ 61 tuổi. Các nhà bác học đương thời đã gọi Ampere là “Newton của điện học “ và tên ông được dùng để đặt cho đơn vị cường độ dòng điện .

 
Từ khoá:
Thêm chú thích: ANDRE MARIE AMPERE