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
Extension Thuvienvatly.com cho Chrome

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Khi dòng điện tác dụng lên nam châm
08/06/2022
Khả năng khai thác lượng điện năng có vẻ vô tận là một trong những nền tảng của thế giới hiện đại. Công nghệ ấy
Nhận thức lịch sử về nam châm
28/05/2022
Vào năm 1600, một bác sĩ người Anh cho biết ngoài trọng lực, Trái Đất còn tác dụng những lực khác khi ông chỉ ra rằng hành
Photon là gì?
25/07/2021
Là hạt sơ cấp của ánh sáng, photon vừa bình dị vừa mang đầy những bất ngờ. Cái các nhà vật lí gọi là photon, thì những
Lược sử âm thanh
28/02/2021
Sóng âm: 13,7 tỉ năm trước Âm thanh có nguồn gốc từ rất xa xưa, chẳng bao lâu sau Vụ Nổ Lớn tĩnh lặng đến chán ngắt.
Đồng hồ nước Ktesibios
03/01/2021
Khoảng năm 250 tCN. “Đồng hồ nước Ktesibios quan trọng vì nó đã làm thay đổi mãi mãi sự hiểu biết của chúng ta về một
Tic-tac-toe
05/12/2020
Khoảng 1300 tCN   Các nhà khảo cổ có thể truy nguyên nguồn gốc của “trò chơi ba điểm một hàng” đến khoảng năm 1300
Sao neutron to bao nhiêu?
18/09/2020
Các nhà thiên văn vật lí đang kết hợp nhiều phương pháp để làm hé lộ các bí mật của một số vật thể lạ lùng nhất
Giải chi tiết mã đề 219 môn Vật Lý đề thi TN THPT 2020 (đợt 2)
04/09/2020

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

Đọc nhiều trong tháng

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