Thomas Young - người đặt nền móng cho thuyết sóng ánh sáng

Thomas Young (13 tháng 6, 1773 – 10 tháng 5, 1829) là một nhà bác học người Anh. Ông nổi tiếng vì đã góp một phần công sức trong việc giải mã các chữ tượng hình Ai Cập (cụ thể là hòn đá Rosetta) trước khi Jean-François Champollion phát triển công trình của mình. Ông được nhiều nhà khoa học ca tụng, trong đó có Herschel, Helmholtz, Maxwell, Einstein và nhiều người khác.

Young đã có nhiều đóng góp khoa học quý báu trong nhiều lĩnh vực như thị giác, ánh sáng, cơ học vật rắn, năng lượng, sinh lý học, ngôn ngữ học, sự hòa âmAi Cập học.

youngi

Thần đồng & đa tài

Young là người có trí tuệ phát triển đặc biệt, lên hai tuổi đã biết đọc, lên mười bốn tuổi đã nắm vững mưới ngoại ngữ. Ông có nhiều công trình nghiên cứu trong nhiều lĩnh vực khoa học: cơ học, âm học, quang học, nhiệt học, thiên văn học, công nghệ học, hàng hải, y học, thực vật học, động vật học. Ông cũng là một nhạc công giỏi và một diễn viên xiếc.  

Nhiệt học

Quan điểm khoa học của ông khác với quan điểm của những người đương thời, ông chống lại thuyết "chất nhiệt" và coi nhiệt là chuyển động của các hạt vật chất.

Thuyết chất nhiệt: Một lý thuyết cổ, được bảo vệ bởi Antoine Lavoisier, cho rằng nhiệt là một dịch thể đặc biệt (không màu sắc, không khối lượng), gọi là chất nhiệt, chảy từ vật này sang vật khác. Một vật càng chứa nhiều chất nhiệt thì nó càng nóng. Thuyết này sai ở chỗ chất nhiệt không thể đồng nhất với một đại lượng vật lý được bảo toàn. Về sau, nhiệt động học đã làm rõ nghĩa cho khái niệm nhiệt lượng trao đổi.

Quang học

Năm 1799, ông đã tham gia vào vũ đài chống lại thuyết hạt (ánh sáng), ông chỉ trích thuyết hạt ánh sáng và nêu ra rằng thuyết hạt không giải thích được hiện tượng ở mặt phân giới giữa hai môi trường. Vì tại sao cùng là hạt ánh sáng mà hạt này thì phản xạ, hạt kia lại xuyên qua mặt phân giới?

Năm 1801, ông nêu lên thuyết sóng ánh sáng dựa trên những giả thuyết như sau: "Ether là một chất rất loãng, chứa đầy trong vũ trụ. Khi một vật phát sáng, chúng gây ra trong ether một chuyển động sóng. Cảm giác về những màu sắc khác nhau phụ thuộc vào những tần số dao động khác nhau mà ánh sáng gây ra trên võng mạc."

Dựa trên những giả thuyết đó, ông cho rằng hiện tượng giao thoa ánh sáng cũng là một hiện tượng tương tự như hiện tượng giao thoa các sóng trên mặt nước. Thuật ngữ "giao thoa" được  young dùng lần đầu tiên trong khoa học. Tiếp theo đó, ông đã nêu ra nội dung của nguyên lý chồng chất sóng.

Năm 1802, dựa trên nguyên lý chồng chất sóng, ông đã tìm ra một định luật "đơn giản và tổng quát" của hiện tượng giao thoa là: Khi ánh sáng của cùng một nguồn sáng truyền đến  mắt ta bằng hai con đường khác nhau, ánh sáng sẽ mạnh nhất tại những điểm mà hiệu đường đi bằng bội số nguyên của "một độ dài nào đó". Độ dài đó khác nhau đối với những ánh sáng có màu sắc khác nhau.

Ông đã khẳng định định luật đó bằng thực nghiệm với giao thoa của hai sóng phát ra từ hai lỗ nhỏ rất gần nhau, sau này được thay bằng hai khe hẹp (khe Young).Thí nghiệm này đã trở thành kinh điển và được mô tả trong các sách giáo khoa. Bằng cách đo bề rộng của một vân giao thoa, ông đã xác định được giá trị của cái gọi là "độ dài nào đó". Đó là lần đầu tiên trong lịch sử vật lý, nhà khoa học đã xác định được bước sóng của ánh sáng đỏ λđò  = 0,7 μm,  ánh sáng tím λtím = 0,42 μm và vài ánh sáng khác.

young3

Thí nghiệm giao thoa ánh sáng với khe Young

Các nhà khoa học khác phản đối

Lý thuyết của Young mặc dù đã giải thích được hiện tượng giao thoa ánh sáng, nhưng đã không được mọi người chú ý. Nó bị các nhà khoa học công kích nặng nề, nhất là từ khi Malus (1775 - 1812) tìm ra sự phân cực ánh sáng vào năm 1808. Bởi vì thuyết sóng ánh sáng dựa trên quan niệm về sự truyền sóng trong một môi trường ether đàn hồi, sóng đó phải là sóng dọc. Mà nếu ánh sáng là sóng dọc thì không thể giải thích được sự phân cực ánh sáng. 

Young công nhận sự bất lực của thuyết sóng ánh sáng trong vấn đề này, song ông nói rằng: "Khi phát triển một lý thuyết khoa học, đôi khi cứ phải tiến lên và gạt sang một bên vài vấn đề chưa được giải quyết, với hy vọng rằng chúng sẽ được giải quyết trong những nghiên cứu sau này." Lý luận như vậy, tất nhiên lúc đó không thuyết phục được ai.

>> Đọc thêm: Lưỡng tính sóng - hạt của ánh sáng / Bản chất lưỡng tính của ánh sáng phản ánh trong các thành tựu Nobel

Điền Quang - thuvienvatly.com

Nguồn tham khảo:

   Wikipedia

   Lịch sử vật lý - Nguyễn Thị Thiếp (ĐHSP TPHCM - 2004)

   Lịch sử  vật lý học - Đào Văn Phúc (NXB Giáo Dục - 2003)

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Downlaod video thí nghiệm

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 26)
15/06/2019
Đồng hồ cát 1336 Ambrogio Lorenzetti (1290-1348) Tác giả người Pháp Jules Renard (1864-1910) từng viết rằng, “Tình yêu tựa như
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 25)
15/06/2019
Giải thích cầu vồng 1304 Abu Ali al-Hasan ibn al-Haytham (965–1039), Kamal al-Din al-Farisi (1267–khoảng 1320), Theodoric xứ Freiberg
Stephen Hawking đúng: Nghiên cứu mới cho thấy lỗ đen có thể bốc hơi
14/06/2019
Vào năm 1974, Stephen Hawking đã đưa ra một trong những dự đoán nổi tiếng nhất của ông: các lỗ đen cuối cùng sẽ bốc hơi
Vật lí học và chiến tranh - Từ mũi tên đồng đến bom nguyên tử (Phần 40)
13/06/2019
TÀU NGẦM Những tàu ngầm đầu tiên cũng đi vào hoạt động trong thời Nội Chiến. Thật ra, chiếc tàu ngầm đầu tiên đã
Vật lí học và chiến tranh - Từ mũi tên đồng đến bom nguyên tử (Phần 39)
13/06/2019
CƠ SỞ VẬT LÍ CỦA CHÂN VỊT Các chân vịt thời ấy có hai hoặc ba cánh quạt gắn với một trục quay. Khi chân vịt quay, nó
Cẩm nang thám hiểm vũ trụ (Phần 24)
12/06/2019
MỘC TINH: 43,3 PHÚT ÁNH SÁNG Mộc tinh là hành tinh lớn nhất trong Hệ Mặt Trời và là hành tinh thứ năm tính từ Mặt Trời ra.
Tương lai nhân loại - Michio Kaku (Phần 6)
12/06/2019
2. THỜI ĐẠI VÀNG CHO DU HÀNH VÀO KHÔNG GIAN Không giống như sự suy tàn của hạm đội hải quân Trung Quốc, kéo dài tụt hậu
Tương lai nhân loại - Michio Kaku (Phần 5)
12/06/2019
THẤT LẠC TRONG KHÔNG GIAN Tôi nhớ khoảnh khắc Neil Armstrong và Buzz Aldrin đặt chân lên mặt trăng. Đó là tháng 7 năm 1969, và khi

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com