10 Thí nghiệm vật lý nổi tiếng trên thế giới

10 thí nghiệm vật lý nổi tiếng
Đo đường kính Trái Đất của Eratosthenes
Thí nghiệm được tiến hành cách đây khoảng 2.300 năm, tại thành phố Awan của Ai Cập, Eratosthenes, một người thủ thư ở Alexandria đã xác định được thời điểm mà ánh sáng mặt trời chiếu thẳng đứng xuống bề mặt đất. Có nghĩa là hình chiếu của một chiếc cọc thẳng đứng trùng với chân cọc.
Sau đó một năm, ông đã đo bóng của một chiếc cọc đặt ở Alexandria (Ai Cập), và phát hiện ra rằng ánh nắng Mặt Trời nghiêng 7 độ so với phương thẳng đứng.
Trái Đất là hình cầu nên 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, Eratosthenes đã tính ra chu vi của 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, nên chưa thể có kết luận về độ chính xác trong thí nghiệm của Eratosthenes. Tuy nhiên, phương pháp của ông hoàn hợp lý về mặt logic. Nó cho thấy Eratosthenes không những đã biết Trái Đất hình cầu, mà còn hiểu về chuyển động của nó quanh Mặt Trời.
Vật rơi tự do của Galilei
Cho đến cuối thế kỷ 16, có một quan niệm khá phổ biến lúc bấy giờ là vật thể nặng sẽ rơi nhanh hơn vật thể nhẹ. Tuy nhiên, Galileo Galilei lại không tin vào điều đó. Ông vốn là một thầy giáo dạy toán ở Đại học Pisa, Ý.
Ông đã thực hiện một thí nghiệm tại Tháp nghiêng Pisa. Thí nghiệm này như sau: Các vật có khối lượng khác nhau được ông thả rơi tự do từ trên tháp xuống đất và kết luận được rút ra từ thí nghiệm này là thời gian rơi của chúng là như nhau nếu bỏ qua sức cản của không khí.
Các viên bi lăn trên mặt dốc của Galilei
Một thí nghiệm của cũng rất nổi tiếng của Galileo Galilei là thí nghiệm xác định một đại lượng có ảnh hưởng đến thời gian di chuyển của vật thể khi vật thể di chuyển đến gần mặt đất (gần tâm Trái Đất).
Ông đã thiết kế một tấm ván dài 5,5 m, rộng 0,22 m và trên tấm ván đó cỏ xẻ một rãnh nhỏ. Tấm ván được dựng theo một độ dốc nhất định và các viên bi đồng được thả theo rãnh đó. Để đo thời gian di chuyển của những viên bi, ông dùng một chiếc đồng hồ nước có nguyên lý là khối lượng nước thu được sẽ chỉ ra thời gian tương ứng. Ông thấy rằng, càng xuống chân dốc, các viên bi chạy càng nhanh.
Kết quả của thí nghiệm đã chỉ ra rằng, quãng đường đi tỷ lệ thuận với bình phương của thời gian di chuyển, đó là do viên vi luôn chịu tác dụng của một đại lượng gọi là gia tốc tự do (g = 9,8 m/s²). Gia tốc này được gây ra bởi lực hấp dẫn của Trái Đất.
Tán sắc ánh sáng của Newton
Trước Isaac Newton người ta vẫn cho rằng ánh sáng là một dạng thuần khiết, không thể phân tách. Tuy nhiên, Newton đã chỉ ra sai lầm này, khi ông chiếu một chùm tia sáng Mặt Trời qua một lăng trụ kính rồi chiếu lên tường. Những gì thu được từ thí nghiệm của Newton cho thấy ánh sáng trắng không hề "nguyên chất", mà nó là tổng hợp của một dải quang phổ 7 màu cơ bản: đỏ, da cam, vàng, xanh lá cây, xanh nước biển, chàm, tím. Thí nghiệm này thể hiện hiện tượng tán sắc ánh sáng.
"Sợi dây xoắn" của Cavendish
Mọi người đều biết rằng Newton là người tìm ra lực hấp dẫn. Ông đã chỉ ra rằng hai vật có khối lượng 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 khi nó quá yếu?
Vào năm 1797 - 1798, thí nghiệm này đã được thực hiện bởi nhà khoa học người Anh Henry Cavendish. Ông đã sử dụng thiết bị thuê của người dân nông thôn. Thiết bị thuê là sự cân bằng độ xoắn, thực chất là một dây kéo căng hỗ trợ những trọng lượng hình cầu. 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 bằng 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