Các phát minh thay đổi thế giới

Galileo Galilei (1564-1642)

Nơi sinh: Pisa, Italy

Galileo cũng được nhân loại coi là “Cha đẻ của khoa học hiện đại”. Galileo Galilei, thường được gọi là Galileo, là một nhà thiên văn học, nhà vật lý học và là nhà toán học. Ông được xếp vào hàng ngũ những nhà khoa học vĩ đại nhất mọi thời đại cùng với các nhà khoa học như Archimedes, Newton, và Einstein… Ông là người có vai trò quan trọng trong cuộc cách mạng khoa học.

Những thành tựu to lớn của ông phải kể đến là việc tạo ra kính thiên văn và cải tiến nó, giúp con người có thể quan sát các hiện tượng thiên văn như xác định các tuần của Sao Kim, phát hiện bốn vệ tinh lớn nhất của Sao Mộc (được đặt tên là các vệ tinh Galileo)…

Những kết quả thu được giúp khẳng định lý thuyết của Copernicus rằng “Mặt trời là trung tâm của hệ mặt trời”. Trong vật lý, Galileo đã phát hiện ra các nguyên tắc chuyển động quả lắc. Một thông tin thú vị nữa về Galileo, do một học trò của Galileo - Vincenzo Viviani, kể rằng Galileo đã thả những quả bóng bằng cùng vật liệu, nhưng có trọng lượng khác nhau, từ Tháp nghiêng Pisa để chứng minh rằng thời gian rơi của chúng không phụ thuộc vào trọng lượng.

Galileo cũng là người phát minh ra nhiệt kế và một thiết bị được gọi là cân bằng thủy tĩnh để xác định khối lượng riêng.

Blaise Pascal (1623-1662)

Nơi sinh: Clermont-Ferrand, Pháp.

Pascal là một nhà toán học, triết học và vật lý học. Ông nghiên cứu thủy động lực học và đã đưa ra thuyết gọi là “Định luật Pascal”. Định luật Pascal được phát biểu như sau: "Áp suất chất lỏng do ngoại lực tác dụng lên mặt thoáng được truyền nguyên vẹn tới mọi điểm trong lòng chất lỏng".

Ông còn nổi tiếng với một niềm tin rằng khoa học và tôn giáo có xung khắc; thực tế, ông tin rằng việc chứng minh các chân lý khoa học cần có sự giúp đỡ của Chúa trời, chứ không thể chỉ dựa vào nỗ lực của con người.

Trong toán học, ông đã có nhiều đóng góp to lớn, đặc biệt là việc tìm ra “Tam giác Pascal” để tính các hệ số trong khai triển nhị thức Newton. Pascal con dành tâm sức vào triết học và thần học. Ông đã viết hai tác phẩm nổi tiếng trong thời kỳ đó: “The Lettres provinciales” và”The Pensées”. Ngoài ra, ông còn quản lý việc xuất bản ít nhất là 6 tác phẩm văn học cổ điển Pháp nổi tiếng.

Tên của Pascal đã được đặt cho rất nhiều thứ, như: đơn vị đo áp suất là lực tác động lên mỗi đơn vị diện tích (tương đương với đơn vị N/ m2 (newton/mét vuông): 1 Pa = N/m2). Pascal còn là tên một ngôn ngữ lập trình với các phiên bản như TurboPascal và FreePascal.

Tất cả những điều này được ông thực hiện trong 39 năm ngắn ngủi của cuộc đời. Hai tháng sau sinh nhật lần thứ 39, ông đã qua đời.

Sir Isaac Newton (1643-1727)

Nơi sinh: Lincolnshire, Anh.

Người ta "nhớ" đến Newton nhiều nhất qua chi tiết "quả táo và định luật vạn vật hấp dẫn" đấy! Có người cho rằng quả táo rơi vào đầu Newton đúng lúc ông tìm ra "chân lý" sau khi đã ngồi "vắt óc" dưới gốc táo, nhưng cũng có ý kiến cho rằng lúc đó ông chỉ đơn giản đang tản bộ trong vườn và nhìn táo rụng đầy sân vườn từ đó nảy ra định luật vạn vật hấp dẫn.

Newton là một trong những thiên tài khoa học vĩ đại nhất của mọi thời đại. Ông là nhà vật lý, nhà thiên văn học, nhà triết học tự nhiên và nhà toán học kiệt xuất của nước Anh. Ông là người đã xây dựng những định luật cơ bản của cơ khí, mô tả về vạn vật hấp dẫn và áp dụng chúng để giải thích sự hoạt động của hệ mặt trời. Newton còn nổi tiếng với “Ba định luật Newton” về chuyển động.

Những lý thuyết đó của ông làm “hài lòng” tất cả các nhà khoa học trong hơn hai thế kỷ qua. Tuy những định luật này không đủ để giải thích nhiều khám phá trong vật lý ở thế kỉ thứ XX, nhưng chúng vẫn đưa ra lời giải thích hợp lý cho các hiện tượng vật lý mà con người hàng ngày bắt gặp. Những định luật đó được gọi là vật lý cổ điển, vật lý

Newton hay vật lý nói chung.

Ngoài ra, Newton cũng có nhiều đóng góp quan trọng và ứng dụng lâu dài cho vật lý quang học (như hiện tượng tán sắc ánh sáng, giải thích việc ánh sáng trắng qua lăng kính trở thành nhiều màu…) và toán học (như nhị thức Newton tổng quát, phép tính vi phân và tích phân…)

Benjamin Franklin (1706-1790)

Nơi sinh: Boston, Massachusetts, Hoa Kỳ
Benjamin Franklin bắt đầu quan tấm đến viện nghiên cứu điển tử vào khoảng năm 1746. Ông đã tìm hiểu và phát hiện hiện tượng: khi có điện tích dương và điện tích âm chuyển qua hai vật thì giữa chúng sẽ tồn tại một dòng điện. Franklin đã nghi ngờ sét là hiện tượng tích điện, và đã chứng minh diều này qua các thử nghiệm diều vào năm 1752.

Chính những thử nghiệm này đã giúp Franklin phát minh ra cột thu lôi, bảo về các tòa nhà cao tầng khỏi sự tấn công của sét. Với những thành tựu đạt được, ông đã được bầu làm thành viên Hội khoa học Hoàng gia, một tổ chức khoa học ở Anh, vào năm 1756. Ông cũng thu thập thông tin về thời tiết, nghiên cứu về biển và nhiều lĩnh vực khác.

Ông cũng là người đầu tiên đã vẽ biểu đồ của Gulf Stream ở Đại Tây Dương và nghiên cứu sự ảnh hưởng của Gulf Stream đến du lịch biển. Ông cũng tạo ra lò sưởi hoặc động giống như một lò không khí nóng. Khi thị lực của ông trở nên kém dần, ông đã phát minh ra kính hai tròng cho chính mình.

Charles Augustin de Coulomb (1736-1806)

Nơi sinh: Angoulême, Pháp.

Coulomb là kĩ sư và là nhà vật lý người Pháp, nổi tiếng trong lĩnh vực điện trường và từ trường. Sau khi giải quyết các vấn đề liên quan đến ma sát và lực xoắn, ông đã bắt đầu yêu thích nghiên cứu bộ môn khoa học này. Các đơn vị điện tích đã được đặt theo tên của ông – Coulomb.

Vào năm 1777, Coulomb đã khám phá ra sự cân bằng lực xoắn, được ông sử dụng để đo lực hút và đấy giữa các dòng điện và các cực của nam châm. Từ những kết quả thu được, ông đã đưa ra “Định luật Counlomb (Định luật Cu-lông)” về lực tĩnh điện. Định luật phát biển rằng: “Lực tương tác giữa hai điện tích điểm có phương nằm trên một đường thẳng nôi hai tích điểm, có chiều là chiều của lực hút nếu hai điện tích điểm cùng dấu và đẩy nếu hai điện tích điểm trái dấu, có độ lớn tỉ lệ thuận với tích các điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng”.

Lực tĩnh điện, do đó, được đặt tên là lực Coulomb. Cống hiến này của Coulomb đã đặt nền tảng quan trọng cho việc phát triển nghiên cứu về điện và từ tính.

Count Alessandro Volta (1745-1827)

Nơi sinh: Como, Italy.

Bá tước Alessandro Volta là nhà vật lý người Ý, là người đã phát triển ra “pin Volta” nổi tiếng với hai điện cực, một làm bằng kẽm, một làm bằng đồng. Pin Volta là thứ có thể tạo ra dòng điện liên tục đầu tiên trên thế giới. Volta được sinh ra tại Como ,yêu thích vật lý từ bé và ông đã trở thành giảng viên tại các trường công ở đỏ. Năm 1774, ông trở thành giáo sư vật lý trường Hoàng gia tại Como.

Một phát minh tiên phong khác của Volta đó là khẩu súng điều khiển từ xa, là nền tảng cho ý tưởng về điện tín, một hình thức liên lạc quan trọng đối với con người.
Để ghi nhận công lao to lớn của ông, người ta đã đặt tên ông cho đợn vị hiệu điện thế, điện áp - Volt.

André Marie Ampère (1775-1836)

Nơi sinh: Marseille, Pháp.
Ampère, André Marie là nhà toán học và vật lý người Pháp. Ông là người đã phát hiện ra hiện tượng vô cùng quan trọng trong lĩnh vực điện. Đó là: Hai dòng điện đặt song song, cùng hướng thì sẽ hút nhau, còn hai dòng điện song song ngược hướng sẽ đẩy nhau.

Thí nghiệm để dẫn tới kết luận trên được thực hiện từ năm 1820 đến năm 1825. Từ đó, Ampere đã đưa ra “Định luật Ampe”, xác định lực từ trường cảm ứng lên đoạn dây dẫn khi có dòng điện chạy qua, cho thấy mọi dòng điện đều sinh ra quanh nó một từ trường. Định luật này chính là cơ sở để chế tạo động cơ điện, ứng dụng vô cùng quan trọng trong quá trình phát triển của nhân loại.

Amadeo Avogadro (1776-1856)

Nơi sinh: Turin, Italy.

Avogadro là nhà hóa học, toán học và vật lý học người Ý. Những phát minh của ông là những đóng góp vô cùng to lớn đối với sự phát triển của Khoa học vật lý. Ông đã phát triển những giả thuyết quan trọng, đó “Định luật Avogadro”. Ông khẳng định: “ở cùng một điều kiện nhiệt độ và áp suất, những thể tích bằng nhau của mọi chất khí đều chứa số phân tử khí bằng nhau. Từ định luật này đã có những hệ quả quan trọng trong lĩnh vực hóa học và vật lý như thể tích mol phân tử, tỷ khối của các chất khí và tỉ lệ thể tích các chất khí trong phản ứng hóa học.

Augustin-Jean Fresnel (1788-1827)

Nơi sinh: Ville d'Avray, Pháp
Fresnel là một nhà vấy lý và kĩ sư nghiên cứu quang học. Những thí nghiệm của ông đã khẳng định vững chắc về lý thuyết sóng ánh sáng. Ông thực hiện nhiều cuộc thí nghiệm về sự phân cực và nhiễm xạ của ánh sáng. Là một kĩ sư, ông còn tạo ra một loại thấu kính, ngày nay gọi là ống kính Fresnel, để thay thế gương trong các ngọn đèn hải đăng. Thấu kính có bề mặt được ghép lại từ các phần của mặt cầu, làm giảm độ dày của thấu kính, do đó giảm trọng lượng và độ tiêu hao ánh sáng do sự hấp thụ của thủy tinh làm kính.

Georg Ohm (1789-1854)

Nơi sinh: Munich, Đức.
Georg Simon Ohm là nhà vật lý người Đức, đã phát hiện ra mối liên hệ giữa điện áp, chiều và điện trở trong mạch điện. Sau khi ông qua đời, đơn vị của điện trở đã được đặt theo tên của ông, “Ohm - Ôm”. Ông còn là tác giả của “Định luật Ôm” nổi tiếng, được ông công bố vào cái thời mà dụng cu đo lường còn rất thô sơ, chưa có ampère kế, volt kế - năm 1827. Định luật phát biểu rằng “Cường độ dòng điện trong một đoạn mạch tỷ lệ thuận với điện áp ở hai đầu đoạn mạch và tỷ lệ nghịch với điện trở của đoạn mạch đó”. Trong sách vật lý cấp 2, chúng mình đã được học qua về định luật Ohm rồi đấy!

Christian Doppler (1803-1853)

Nơi sinh: Salzburg, Austria

Nhà toán học và vật lý người Áo, Christian Andreas, được biết đến với nghiên cứu quan trọng của côn về tần số âm thanh và bước sóng. Ông đã mô tả lại sự thay đổi rõ ràng của âm thanh khi một quan sát viên đến gần nguồn âm thanh: tần số sóng tăng, âm thanh trở nên chói hơn và khi đi xa sẽ tạo âm trầm hơn. Năm 1842 ông đã diễn tả hiện tượng đó bằng Toán, và đó là hiệu ứng Doppler.

Hiệu ứng này ta có thể bắt gặp ngay trong đời sống hàng ngày. Chẳng hạn như, tiếng còi xe cấp cứu sẽ chói hơn khi nó tiến đến gần ta, giảm dần (tức là trầm hơn) khi xe vượt qua và nhỏ đi khi xe chạy xa. Một ứng dụng quan trọng từ hiệu ứng này đó là việc chế tạo ra “súng bắn tốc độ”. Sử dụng cơ chế radar và hiệu ứng Doppler, phát ra một bước sóng radio có tần số xác định rồi thu nhận tần số sóng radio phản xạ ngược trở lại từ phương tiện giao thông đang di chuyển, từ đó tính ra được vận tốc của phương tiện giao thông.

Ernst Mach (1838-1916)

Nơi sinh: Brno, Áo.

Đây là nhà vật lý học, nhà triết học người Áo, người đã tiến hành những nghiên cứu vô cùng quan trọng về sự di chuyển động ở tốc độ siêu âm. Để vinh danh ông, người ta đã gọi số Mach là tỷ lệ giữa tốc độ của một vật thể bay và tốc độ âm thanh trong không khí xung quanh. (Một vật thể ở tốc độ Mach 1 tức là nó đang chuyển động với vận tốc của âm thanh, Mach 2 là vận tốc gấp đôi vận tốc âm thanh… Vận tốc này giảm khi nhiệt độ không khí giảm)

Heinrich Hertz (1857-1894)

Nơi sinh: Bonn, Đức.

Nhà vật lý người Đức Heinrich Hertz là người có nhiều đóng góp quan trọng trong việc nghiên cứu các hiện tượng điện tử. Ông là người đã phát hiện ra sóng phát thanh và hiệu ứng quang điện. Ông là người đầu tiên chứng minh được sự tồn tại của sóng điện từ, phát minh ra một thiết bị có thể phát và thu sóng vô tuyến VHF hoặc UHF. Vào năm 1930, tên của ông được đặt cho đơn vị của tần số (SI hert – Hz), một phép đo số lần của cùng một hiện tượng lặp lại trên một đơn vị thời gian.

Albert Einstein (1879-1955)

Nơi sinh: Ulm, Đức (Quốc tịch: Hoa Kỳ)

Albert Einstein là nhà vật lý lý thuyết người Mỹ gốc Đức-Do Thái. Ông là nhà khoa học đại tài và có ảnh hưởng nhất của mọi thời đại. Albert Einstein được coi là cha đẻ của vật lý hiện đại, là nhà khoa học vĩ đại nhất thế kỉ XX và là một trí thức lỗi lạc nhất trong lịch sử. Năm 1921, ông nhận giải Nobel vật lý vì “Những đóng góp cho vật lý lý thuyết, và đặc biệt là sự khám phá về hiệu ứng quang điện”.

Hiệu ứng quang điện là một hiện tượng điện - lượng tử, trong đó các điện tử được thoát ra khỏi vật chất sau khi hấp thụ năng lượng từ các bức xạ điện từ. Thành tựu nổi bất nhất của nhà khoa học Mỹ chính là “Thuyết đương đối”. Thuyết này bao gồm thuyết tương đối hẹp và thuyết tương đối rộng, là cơ sở của ngành vũ trụ học. Ông còn đưa ra rất nhiều thuyết quan trong cho ngành vật lý: lý thuyết photon và lưỡng tính hạt sóng, thuyết lượng tử, chuyển động của nguyên tử trong chất rắn…

Hans Geiger (1883-1945)

Nơi sinh: Neustadt-an-der-Haardt, Đức.

Hans Geiger là nhà vật lý người Đức, nổi tiếng với các thành tựu trong vật lý hạt nhân. Ông đã phát triển bộ đếm Geiger (con được gọi là bộ đếm Geiger-Muller), là một công cụ để phát hiện ra tia gamma, hạt alpha và beta, hoặc các dạng khác của bức xạ ion hóa.

Những nhà thám hiểm sử dụng bộ đếm Geiger để tìm ra uranium, thori, và các nguyên tố phóng xạ khác. Những công cụ đó cũng được sử dụng trong khoa học và công nghiệp, chú yêu liên quan đến các đồng vị phóng xạ.

Niels Bohr (1885-1962)

Nơi sinh: Copenhagen, Đan Mạch

Bohr là nhà vật lý học người Đan Mạch, người đã nhận giải Nobel vật lý năm 1922 vì những đóng góp quan trọng trong việc nghiên cứu cấu trúc của nguyên tử và trong cơ học lượng tử. Đặc biệt là thuyết được ông đưa ra vào năm 1913, khẳng định các điện tử xung quanh hạt nhân nguyên tử chuyển động theo quỹ đạo cố định, và chỉ chuyển sang một quỹ đạo khác khi nó hấp thụ hoặc bức xạ năng lượng. Albert Einstein (nhà khoa học sẽ được nhắc tới sau đây) đã ca ngợi Bohr như là một trong những nhà khoa học vĩ đại nhất của mọi thời đại.

Erwin Schrödinger (1887-1961)

Nơi sinh: Erdberg de Vienna, Áo

Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödingerlà một nhà vật lý người Áo. Ông nổi tiếng với những đóng góp trong cơ học lượng tử, là người phát minh ra cơ học sóng (một hình thức của cơ học lượng tử). Năm 1933 ông đã được nhận giải Nobel nhờ phát minh ra phương trình Schrödinger vào năm 1926. Đây là một phương trình cơ bản của vật lý lượng tử mô tả sự biến đổi trạng thái lượng tử của một hệ vật lý theo thời gian, thay thế cho các định luật Newton và biến đổi Galileo trong cơ học cổ điển.

Charles Francis Richter (1900-1985)