Lịch sử Quang học Phần 6 ppt

Lịch sử Quang học -
Phần 6
1834 - 1866
Vào giữa những năm 1800, lí thuyết sóngánhsáng đã được xác lập chắc
chắn vàcác phépđo tốc độ ánh sáng ngày một chínhxác hơn.Tuy nhiên, sự hiểu
biết về bản chấtcủa ánhsáng, đặc biệt lànó truyền đinhư thế nàoqua những
khoảngkhônggian mênhmông,vẫn chưa cómột lời giảithích thỏađáng.Thật kìlạ,
chínhmột lĩnh vựcvật lí khácđã làm cách mạng hóa lí thuyết ánh sáng, đó là
nghiêncứu về điện học và từ học.
CameraDaguerre(khoảng1841)
Michael Faraday,một nhà hóa học và vật lí họcngườiAnh, là người đầu tiên
sử dụng từ trường để tạo ramột dòng điện,đưa ôngđến chỗ lí thuyết hóa rằnglực
từ và lực điện là những mặtkhác nhaucủa một lực. Ông còn cho rằng ánh sáng có
lẽ là một mặt khácnữa của lựcnày. JamesClerk Maxwell,nhà toán họcvà vật lí học
người Scotland, kế thừa các quanđiểmcủa Faradayvà nêu ramột lí thuyết điệntừ
thống nhất vàonăm 1865, lí thuyếttiên đoánsự tồn tại của một hiệntượng mới:
sóng điện từ.
Maxwelldự đoán rằng những sóng mớinày sẽ truyền đi ở tốc độ gần bằng
tốc độ của ánh sáng. Khôngtin rằngđây là một sự trùng hợp ngẫu nhiên, ông dự
đoán cácthí nghiệm sẽ cho thấy ánh sáng là một dạng sóngđiện từ.Bằng chứng
thực nghiệm cho những tiên đoáncủa Maxwellsẽ xuất hiện vào cuối thế kỉ.
Một phát triểnkhác trongsự nghiên cứuvề ánh sáng trong thời kì này là sự
ra đờicủa quangphổ, nghiên cứu quangphổ ánh sáng. Vàogiữa thế kỉ, cácnhà
khoa họcđã biết rằng quang phổ thu từ một nguồnsáng nhất định có chứa nhiều
thông tin về thành phần hóa học của nó. Các thí nghiệmdo nhà vật lí người Đức
Gustav Kirchhoffthực hiệncho thấy mỗi nguyên tố, khi bị nung nóngđến cháy
sáng,phát ra mộtmàu ánh sáng đặc trưng.Khi ánh sángđó bị tách thànhnhững
bướcsóng thành phần của nó khi đi qualăng kính, thìmỗi nguyên tố biểu hiệnmột
phổ đặc trưng. Điều này khiếnngườita có thể sử dụng phép phân tích phổ để nhận
dạng thành phần hóa họccủa các chất.
Năm 1861,Kirchhoff và mộtnhà vật lí khác, Robert Bunsen,chứng minh

rằng các nguyên tố chất khísẽ hấp thụ nhữngbước sóng ánh sáng đặcbiệt. Điều
này giải thích các vạch tối bí ẩn (các vạch Fraunhofer)trong quang phổ của mặt
trời vàcó nghĩa là người ta có thể nhận dạngthành phần hóahọc củanhững vật
thể ở xa như mặt trời vànhững ngôisao khác.
Năm 1839chứng kiến sự hìnhthành của ngành nhiếp ảnh với hai nhàtiên
phong.Họa sĩ người Pháp LouisDaguerređã cải tiến các kĩ thuật do JosephNiepce
pháttriển và khaisinh ra nhiếp ảnh,hay kĩ thuật“ảnh chụp Daguerre”, trên các
tấmbạc hoặc tấm đồng tráng bạc. Kĩ thuật này cho chất lượngảnhtốt, thời gian
phơisáng lâu vàmỗi lần phơi sáng chỉ có thể thực hiện một bản sao. Cũng thời
gian này, WilliamTalbot, một nhà hóahọc người Anh, phát minh ramột quá trình
nhiếpảnhkhác sử dụnggiấy đã xử lí với chất liệu nhạy sáng. Kết quả là một âm
bản nhiếp ảnh, cái sau đó có thể dùng để tạo ra nhiều bản in sao– mộttiện ích hết
sức lớn. Chất lượngảnhchụp không tốt như kiểuDaguerre và thời gian phơi sáng
lâu, nhưngTalbotđã cải tiến kĩ thuật của ông vào năm 1840, giảm đáng kể thời
gian phơi sáng. Mặc dù kiểuDaguerređược sử dụng trong nhiều nămtrời, những
cuối cùng thì âmbản nhiếp ảnh và kĩ thuật in saođã tự khẳng định là mộtphương
pháp nhiếp ảnh chủ đạo.
Kính hiển vi giữa những năm 1800và các phụ tùng
Trongnhững nămgiữa thế kỉ 19,các dụng cụ quang dùng cho kínhhiển vi và
kính thiên văntiếp tục đượccải tiến về chất lượng,số lượng và tính dễ sử dụng
của nhữngthiếtbị này.Trong khinhiều nhà thiên vănmài nhữngthấu kínhcủa
riêng họ và chế tạo những chiếc kínhthiên văn của riêng họ, thì các kính hiểnvi
chất lượng đã được sản xuấtthương mại. Vàothập niên 1850, ở Anhvà châu Âu,
mọingười đã cóthể lựa chọn rộngrãi việc sử dụng kính hiển vi. Kínhhiển vi
thương mại khôngđược sản xuất ở nước Mĩ trước nhữngnăm 1840, nhưngnền
công nghiệp mới nhanhchóng làmcho nhữngchiếc kính hiển vi chất lượng tốt tiện
nghihơn và phổ biến hơnđối với các nhà khoahọc người Mĩ. Sự cách tân đáng kể
nhất đốivới kính hiển vi trong thời gian này là kĩ thuật dầu nhũ tương. Do
GiovanniBattista Amici nghĩ ra vào năm1840, kĩ thuật tăngcường độ phân giải
bằngcách dìm vậtđang nghiên cứu trong một môi trường có chiết suất cao hơn

chiết suất củakhông khí.
1834 – 1866
183
8
CharlesWheatstone(Anh)mô tả lí thuyếtsự nhìn lập
thể và chiếc kínhnhìn nổi do ông phát minh ratrước Hội
Hoàng gia.
183
9
Kĩ thuật nhiếp ảnhthô của Niepce (1822)được trau
chuốt bởi người đồng nghiệp của ông, một họa sĩ tên gọi là
Louis-Jacques-Mandé Daguerre (Pháp).Daguerre đã chụp
đượcnhững hìnhảnh đẹp,sử dụng phim đồngtráng bạc đã
xử lí một hóa chất nhạysáng chất lượng tốt hơn.
183
9
WilliamTalbot (Anh) phát minhra một quá trình nhiếp
ảnhsử dụng giấy tráng mộthóa chất nhạy sáng.Phơi sáng
thôngqua một buồng tối,tạo ramột âm bản từ đó cóthể rọi
thành nhiềubản sao. Vào cuối nămnày, Talbot tình cờ phát
hiệnra hiện tượngảnh ngầm, sự sắp xếp không nhìn thấy của
các tinh thể bạc halide trên một miếng phim.Điều này làm
giảm đáng kể thời gian phơi sáng từ một giờ xuống còn ba
phút. Talbot đặt tên cho quá trìnhnhiếpảnhđã cải tiến là
calotype.
184
0
JohnHerschel(Anh) pháthiện các vạch phổ
Fraunhofertrong vùng hồngngoại, vùng phổ mà cha của ông,
William,đã phát hiện ra trước đó 40 năm.

184
0
PierreLouis Guinaud(Thụy Sĩ) phát triển một phương
phápchế tạo thủy tinhquangtính đồngnhất.
184
0
GiovanniBattista Amici (Italy) giới thiệukĩ thuật dầu
nhũ tương dànhcho kính hiển vi.Kĩ thuật này làmgiảm tối
thiểu sự quang saibằng cách dìm vậtđangnghiên cứu vào
một màng dầu.
184
2
AlexandreEdmondBecquerel(Pháp) chụp ảnhquang
phổ của mặt trời, sử dụng một khenhỏ, một lăng kính thủy
tinhflint, và một thấu kính để hội tụ ảnh lên trên mộtphim
chụpDaguerre.Ảnh chụp thể hiện các vạch phổ Fraunhofer
củaquang phổ mặt trời, từ vùng đỏ cho đến vùng tử ngoại.
184
2
ChristianJohannDoppler(Áo) đề xuất rằng tần số
quan sát đượccủa ánh sáng và sóng âmphụ thuộcvào nguồn
và người quansát chuyển động tương đối với nhau như thế
nào.
184
5
MichaelFaraday(Anh) địnhrõ một hiệu ứng quansát
thấy khi mặt phẳng của ánh sáng phân cựcđi qua thủy tinh
đặttrong một từ trường quayđi. Cuối cùngthì đâyđược gọi
làhiệu ứng Faraday.
184

5
WilliamRosse,bá tướcđệ tamxứ Rosse,hoàn tấtviệc
xây dựng chiếc kính thiên văn phản xạ quang học72-inch Lâu
đài Birrở Parsonstown,Ireland.
184
6
Trongmột bàigiảng trước công chúng,nhà vậtlí/hóa
học Michael Faraday (Anh), người xác lậprằng điện và từ là
hai mặt của cùng một lực, trìnhbày rằng ánhsáng có thể là
một dạng khác nữacủa lực này.
184
7
MariaMitchell(Mĩ) là ngườiđầu tiên phát hiện ra một
saochổi “thiênvăn”, mộtsao chổi chỉ có thể quan sát thấy
quakính thiên văn, chứ mắt trần không trông thấy.
184
9
Armand-Hippolyte-LouisFizeau(Pháp) là người đầu
tiên xác định bằng thựcnghiệmmột giá trị khá chính xáccho
tốcđộ ánhsáng. Thí nghiệm của ông sử dụng mộtbánh xe
quay và một gương cố địnhđặt cách đấy vài dặm để đo xem
ánhsáng truyền đi nhanhnhư thế nào từ nguồnsáng đến
gươngvà phản hồi trở lại.
184
9
HenryClifton Sorby (Anh)sử dụng kính hiển vi phân
cực lần đầutiên khảosát các mẫuđá.
184
9
David Brewster(Scotland)phát triển một môhình kính

nhìnnổi, dụng cụ dùngđể xemcác bảnin nổi sẽ trở nên phổ
biến trong các phòng hội họa thời kì Victoria.
185
0
Jean-Bernard-LeonFoucault(Pháp) đo tốc độ ánhsáng
là298.000 km/sbằngphương pháp gương quay.Cũng trong
nămnày, sử dụng phương pháp này, ông tìm thấy tốc độ ánh
sáng trong nước khác với tốc độ ánh sáng trong không khí.
185
4
GeorgeGabriel Stokes (Anh) nêu lí thuyếtgiải thích các
vạchphổ Fraunhofer trong quangphổ mặt trời. Stokes cho
rằng nhữngvạch phổ này là do bởi các nguyên tử có trong
những lớp ngoài cùngcủa mặttrời hấp thụ những bước sóng
nhất định, nhưngông không phát triển hoặc công bố lí thuyết
củamình.
185
5
GiovanniAmici trình diễn các thấu kính dìmtrong
nướcdùng cho kính hiểnvi.
185
5
David Alter(Mĩ) mô tả quangphổ của hydrogenvà
những chấtkhí khác.
195
9
ArmandFizeau(Pháp) xác định rằngtốc độ của ánh
sáng trong nước bị ảnhhưởng bởi dòng chảy.
185
9

JuliusPlücker và JohannHittorf (Đức) phát hiện thấy
tiacathode bị uốn cong dưới tác dụngcủa một namchâm.
186
1
JamesClerk Maxwelltạora bức ảnh chụp màu đầutiên
bằngcách chụp ảnh qua các bộ lọc màu đỏ, vàng và xanh lam,
sau đó kết hợp các ảnh lại với nhau.
186
1
RobertWilhelm Bunsenvà GustavKirchoff (Đức) kết
luận từ những thínghiệm của họ rằng cácvạch Fraunhofer
trong quagphổ mặt trời làdo sự hấp thụ ánh sáng bởi các
nguyên tử thuộc những nguyên tố khác nhaucó mặt trong
khí quyển của mặt trời.
186
5
JamesClerk Maxwellxác định bằngphương pháp toán
học rằng sóng điện từ truyền đi ở tốc độ củaánh sáng.Ông
khôngtin đâylà một sự trùnghợp nhẫu nhiên vàkết luận
rằng ánh sánglà một dạng sóngđiện từ. Kết quả này xác
nhận quan điểm củaMichael Faraday (1846)nhưng vẫn đòi
hỏi có bằngchứng thực nghiệm.