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 ba, 17 Tháng sáu 2008, 09:58 PM
 
I) ĐÔI ĐIỀU VỀ NHÀ KHOA HỌC ROBERT HOOKE:
Robert Hooke, FRS (Fellow of Royal Society - thành viên của hiệp hội hoàng gia), sinh ngày 18 tháng 7 năm 1635, mất ngày 3 tháng 3 năm 1703, là một nhà học giả người Anh có vai trò quan trọng trong cuộc cách mạng khoa học, trong cả sự nghiệp nghiên cứu lẫn lý thuyết. Cha ông là John Hooke, là cha phó trong nhà thờ All Saints ở Freshwater.

1) Tiểu sử:
Sinh ra ở Freshwater trên Isle of Wight, Robert Hooke được học hành từ rất sớm và đến khoảng năm 13 tuổi thì ông được học ở trường Westminster dưới sự dẫn dắt của Giáo sự Busby.Hooke ngay từ khi còn nhỏ đã có niềm đam mê mãnh liệt đối với khoa học, đặc biệt là sinh học. Cũng giống như 3 người anh của ông (đều là mục sư), Robert mong muốn học hành thành tài để tham gia vào nhà thờ của cha ông. Tuy vậy, Hooke liên tục phải chịu đựng sự chứng đau đầu hành hạ trong thời gian học tập. Cha mẹ ông, sợ rằng ông không thể trưởng thành được, nên đã bắt ông từ bỏ con đường học vấn của mình và để ông tự sáng chế một mình. Năm 1653, Hooke được vào dàn hợp xướng của nhà thờ thánh Christ tại Oxford. Ở đó, ông đã gặp nhà hóa học (và vật lý học) Robert Boyle, và trở thành người phụ tá của ông ta. Và rất có thể Hooke mới là người đã chính thức phát biểu định luật Boyle còn Boyle thì không phải là nhà toán học.

2) Sự nghiệp:
Năm 1660, ông khám phá ra định luật Hooke về biến dạng đàn hồi, định luật là mô tả sự biến dạng co dãn về cơ của lò xo. Năm 1662, ông có một một gặp với tư cách là người phụ trách thí nghiệm ở Hiệp hội hoàng gia vừa được thành lập, và ông có trách nhiệm trình diễn những thí nghiệm đó trước toàn thể mọi người trong hiệp hội ở buổi gặp mặt đó.
Năm 1665, ông cho xuất bản cuốn sách có tựa đề là Micrographia (Phép khảo sát bằng kính hiển vi). Cuốn sách này bao gồm số lượng vật quan sát bằng kính hiển vi và kính thiên văn, và vài vật quan sát nguyên bản trong sinh học. Hooke đã tạo ra nhóm tế bào sinh học và gọi như vậy là vì sự quan sát của ông về tế bào thực vật nhắc ông nhớ tới cái am nhỏ của thầy tu gọi là "cellula". Ông thường công nhận những phát hiện của ông về tế bào, bởi vì mặc dù kính hiển vi của ông rất đơn giản, nghiên cứu bởi nhà khoa học người Anh Brian J. Ford, nó đã cho Hooke thấy được những tế bào. Vả lại, Ford cho thấy rằng Hooke là người sử dụng thấu kính đơn cực mạnh nhiều hơn những thấu kính khác để tạo ra vô số đề tài. Hooke còn nhận ra được rằng đoạn lời mở đầu ở đầu cuốn sách chứa đựng cách để chế tạo một chiếc kính hiển vi, và thiết kế của Hooke đã được một người Đức - cha đẻ của ngành vi sinh vật - Anton van Leeuwenhoek, sử dụng.
Năm năm trước khi Isaac Newton phổ biến tác phẩm “Nguyên Lý” trong đó có nói về lực vạn vật hấp dẫn, Robert Hooke đã trình bày một bài về lực hấp dẫn trong vũ trụ. Tới khi tác phẩm của Newton ra đời, Hooke cho rằng Newton đã dùng kiến thức của mình mà không nói rõ ra. Vì vậy giữa hai nhà khoa học này đã xảy ra sự xích mích chua chát. Thực ra Newton đã lập ra công thức cho lý thuyết của ông 10 năm trước khi tác phẩm “Nguyên Lý” được xuất bản. Vào năm 1676, Robert Hooke phổ biến định luật đàn hồi theo đó độ dãn của lò xo thì tỉ lệ với sức kéo. Cách đây nhiêù năm , cuộc đối đầu giữa Isaac Newton và Robert Hooke đã được đưa ra ánh sáng ( và rất có sức hút ) Newton , cuối cùng tránh được một cuộc đối đầu mới khi không chấp nhận xuất bản tác phẩm kính quang học trước cái chết cuả Hooke . Ông ta đã chết năm 1703 và thuyết quang học đã được xuất bản ngay năm 1704 kèm theo 2 chuyên luận toán học.Nhưng sự đối lập lớn nhất giữa Hooke và Newton là về nghịch đảo bình phương , Hooke không còn sở hữu định luật này , nhưng ông ta đã đề xuất ra sự nhận thức rõ ràng của vấn đề . Những ý kiến của ông Hooke thì hoàn toàn độc lập với ý kiến của Newton và Hooke cứ nài nỉ về quyền ưu tiên bằng cách buộc tội ông Newton là đã ăn cắp ý tưởng cuả Hooke . Nhưng ông Newton cho rằng đă không được biết những nghiên cứu tìm tòi cuả Hooke và không có đọc những công trình về sức hút của ông ta . Nhưng ngày nay , chúng ta biết rằng ông Newton đã noí dối , không phải vì ăn cắp bản quyền cuả Hooke mà là vì ông rất ghét Hooke .
Chiếc kính hiển vi được làm thủ công từ da thuộc và dụng cụ bằng vàng mà Hooke sử dụng để quan sát cho cuốn "Micrographia", được chế tạo bởi Christopher Cock ở Luân Đôn và được trưng bày tại Viện bảo tàng quốc gia về Thuốc và Sức khỏe tại Washington, DC. Và cũng trong năm 1665, ông đã gặp giáo sư môn hình học tại trường đại học Gresham. Hooke còn đạt được danh tiếng như là người lập bản đồ địa hình thành phố Luân Đôn và là phụ tá chính của Christopher Wren, giúp đỡ xây dựng lại thành phố Luân Đôn sau cơn đại hỏa hoạn năm 1666. Ông thiết kế Monument, Viện quan sát hoàng gia Greenwich và bệnh viện hoàng gia Bethlem đầy tai tiếng (còn được biết đến với cái tên "Bedlam")

3) Khi qua đời:
Ông mất tại Luân Đôn vào ngày 3 tháng 3 năm 1703. Ông đã tích lũy được một khoản tiền khổng lồ trong suốt thời gian ông làm việc ở Luân Đôn. Số tiền này được tìm thấy tại căn phòng của ông ở đại học Gresham sau khi ông mất. Và ông chưa từng kết hôn.

4)Không có chân dung:
Có vẻ như không có bất kì bức chân dung được xác nhận nào của ông còn tồn tại. Newton đã xúi giục người khác hủy bỏ hết tất cả những bức chân dung của ông tại Hiệp hội Hoàng gia. Năm 2003, nhà sử học Lisa Jardine đã cam đoan rằng những bức chân dung vừa được phát hiện gần đây là chân dung của Robert Hooke. Tuy vậy, giả thuyết của giáo sư Jardine sớm bị giáo sư William Jensen (Đại học Cincinnati) và nhà nghiên cứu người Đức Andreas Pechtl (Đại học Johannes Gutenberg, Mainz) bác bỏ. Thực ra, những bức chân dung đó là của Jan Baptist van Helmont. Con dấu được Hooke dùng thể hiện chân dung hồ sơ cá nhân của đầu một người đàn ông, mà người ta tranh cãi rằng đó chính là chân dung của Hooke. Lời tuyên bố của cả hai vẫn còn đang tranh cãi. Hơn nữa, tranh in chìm ở đầu sách trong lần in năm 1728 cuốn bách khoa toàn thư của Chamber đã cho thấy như một tượng bán thân chi tiết đầy thú vị của Robert Hooke.

5) Kiến trúc sư Hooke:
Robert Hooke là một kiến trúc sư quan trọng. Ông là người vẽ bản đồ địa hình chính thức sau cơn Đại hỏa hoạn năm 1666, vẽ lại khoảng một nửa số mảnh đất trong thành phố. Cũng giống như bệnh viện hoàng gia Bethlem, những công trình kiến trúc khác được ông thiết kế bao gồm: Đại học Vật lý hoàng gia (1679); Hội trường Ragley ở Warwickshire; và nhà thờ xứ đạo ở Willen, Milton Keynes (Buckinghamshire lịch sử)
Sự cộng tác của Hooke với Christopher Wren đã đặc biệt sinh ra lợi nhuận và sinh ra Viện quan sát hoàng gia tại Greenwich, The Monument và thánh đường St Paul, những tòa nhà nguy nga này được dùng như là phương pháp xây dựng sáng chế bởi Hooke.

Trong lúc tái xây dựng lại thành phố sau cơn Đại hỏa hoạn, Hooke dự định tái thiết kế đường phố Luân Đôn thành dạng kẻ sọc caro với những đại lộ lớn và những nhánh đường dọc theo 2 bên Champ-Élysées (dạng đường này sau đó được Liverpool và rất nhiều thành phố ở Mỹ áp dụng), nhưng đã bị ngăn cản bởi vấn đề của quyền sở hữu tài sản. Rất nhiều tư
clip_image003.jpgsản đã lén lút thay đổi đường ranh giới và tranh cãi nổ ra khắp nơi. Vậy là đường phố Luân Đôn lại được xây lại theo kiểu trung cỗ cũ ban đầu.

6) Phương tiện truyền thông đại chúng:
Robert Hooke là một trong những nhân vật có thật có địa vị cao được đề cập đến trong cuốn tiểu thuyết phiêu lưu lịch sử The Baroque Cycle của tiểu thuyết gia người Mỹ Meal Stephenson; kĩ năng của Hooke trong khoa học và nghệ thuật giải phẫu được dùng làm hiệu quả tuyệt vời thông qua chiếc xe đạp.


(Nhà thờ ở Willen, Milton Keynes)

II. ĐỊNH LUẬT HOOKE:

1.Thí nghiệm: Dùng một lò xo và một số quả cân giống nhau rồi bố trí thí nghiệm như ở hình 12.2. Khi chưa treo quả cầu vào lò xo, lò xo chưa bị giãn và có độ dài tự nhiên clip_image004.gif(h.12.2a), khi treo quả cân (gọi là tải) có trọng lượng clip_image005.gifvào lò xo, lò xo giãn ra đến một mức nào đó thì dừng lại (h.12.2b).

Theo định luật III NiuTơn thì lực mà quả cân kéo lò xo và lực của lò xo kéo quả cân luôn có độ lớn bằng nhau và bằng clip_image006.gif.

Khi quả cân đứng yên ta có clip_image007.gif.

Treo tiếp 1, 2 quả cân vào lò xo (h.12.2c,d). ở mỗi lần, ta đo chiều dài clip_image008.gifcủa lò xo khi có tải và clip_image004.gifkhi bỏ tải rồi tính độ giãn clip_image009.gif. Sau đó ghi các kết quả vào một bảng.Tù đó nêu lên những nhận xét và đưa ra kết luận.

2.Giới hạn đàn hồi của lò xo:
Thí nghiệm còn cho thấy, nếu trọng lượng của tải vượt quá một giá trị nào đó thì độ giãn của lò xo sẽ không còn tỉ lệ với trọng lượng của tải và khi bỏ tải đi thì lò xo không co được về đến chiều dài ban đầu nữa. ta nói, lò xo đã bị kéo giãn quá giới hạn đàn hồi của nó.

3. Định luật Hooke:
Khi nghiên cứu mối liên hệ giữa độ lớn của lực đàn hồi với độ biến dạng (độ dãn hãy độ nén) (h.12.3) của lò xo ta có định luật Húc:

Trong
giới hạn đàn hồi, độ lớn của lực đàn hồi của lò xo tỉ lệ thuận với độ biến dạng của lò xo.

clip_image010.gif (12.1)

Hệ số tỉ lệ clip_image011.gifgọi là độ cứng hay hệ số đàn hồi của lò xo. Khi cùng chịu một ngoại lực gây biến dạng, lò xo nào càng cứng thì càng ít bị biến dang, do đó hệ số clip_image011.gifcàng lớn.

Ta có đơn vị của độ cứng là N/m.

clip_image013.jpg

4. Chú ý:
a) Đối với dây cao su hay dây thép, lực đàn hồi chỉ xuất hiện khi bị ngoại lực kéo dãn. Vì thế trong trường hợp này lực đàn hồi được gọi là lực căng, lực căng có điểm đặt và hướng giống như lực đàn hồi của lò xo bị dãn.
b) Đối với các mặt tiếp xúc bị biến dạng khi ép vào nhau thì lực đàn hồi có phương vuông góc với mặt tiếp xúc.

5. Một số kiến thức thêm:

Liên hệ lực đàn hồi theo biến dạng. Đa số lò xo tuân theo liên hệ tuyến tính giữa lực đàn hồi và biến dạng (định luật Hooke). Hệ số đàn hồi của lò xo được định nghĩa là hằng số k: (N/m) hay (Nm/radian) Với P hay C là lực (với lò xo kéo/nén) hay mômen lực (với lò xo quay); f hay θ là độ co giãn hay góc quay. Nghịch đảo độ cứng, 1/k, là độ dẻo. Thực tế nhiều ứng dụng đòi hỏi các lò xo có liên hệ giữa lực và biến dạng không tuyến tính. Bảng dưới tóm tắt các trường hợp cơ bản. Tuyến tính Các lò xo có đặc tính gần với định luật Hooke nhất là các lò xo xoắn ốc với rất nhiều vòng xoắn, dùng trong các thiết bị đo hay trong đồng hồ. Gần tuyến tính Đây là các lò xo thông dụng trong công nghiệp, tuân thủ gần đúng định luật Hooke ở những biến dạng nhỏ hay trên các đoạn nhỏ chứ không trên toàn bộ lò xo. Các lò xo sản xuất đại trà, dù cùng lô sản xuất, cũng có thể có tính chất thay đổi mạnh từ cái này đến cái kia, với độ cứng có thể thay đổi đến 20%. Tuyến tính lệch Để làm biến dạng loại lò xo này, lực tác động cần vượt qua một ngưỡng nhất định. Sau ngưỡng đó, biến dạng là gần tuyến tính với lực. Phi tuyến dương tính Đối với dạng này, biến dạng lớn đòi hỏi lực lớn hơn là quan hệ tuyến tính. Trung tính hay Âm tính Các lò xo kiểu này có thể là tấm sắt bị hút bởi nam châm.

Trong trường lực của nam châm, khi tấm sắt bị đẩy ra xa, lực hút giảm. Biến đổi Loại lò xo này có thể được ứng dụng trong các phím bấm. Chúng tạo nên các tín hiệu bấm chính xác, và cảm giác giác sử dụng thuận tiện. Không hồi phục Loại lò xo này giữ nhiều trạng thái nghỉ, và chuyển từ trạng thái này sang trạng thái kia khi biến dạng vượt qua một giới hạn nhất định. Trong giới hạn, biến dạng vẫn có thể hồi phục.


 
Từ khoá:
Thêm chú thích: Robert Hooke