Lịch sử các phát
minh Vật Lý





Lịch sử các phát minh vật
lý- P1
LỊCH SỬ CHUẨN HÓA
Cân và đo
Những đơn vị đo lường cổ thường được chuẩn hóa tùy theo địa phương và

thời đại. Theo truyền thuyết, ở nước Anh thời Trung Đại chúng được tính
theo kích thước cơ thể vua Anh thời ấy: đốt ngón tay (inch), độ dài từ mũi
đến hết bàn tay (yard) – hoặc theo hoạt động di chuyển: bước chân (foot) và
khoảng cách tương đương với một giờ đi bộ (mile). Ở Trung Hoa thời cổ thì
có các đơn vị khác như thốn (đốt), xích (thước), trượng, lý (dặm), lượng
(lạng), cân, canh, khắc (giờ), v.v
Bội số củacác đơn vị đo cũng khácnhau, nó cóthể theo hệ đếm thập phân
hoặc hệ 4, 7, 16, 20,24, 60 v.v. nên tính toánvà chuyểnđổi rất phiền phức, gây
thiệt hại kinh tế lớn.
Ý tưởng thống nhất một đơn vị đo lường cơ bản làdo nhà bác học AnhJohn
Wilkinsđề ra đầu tiên trong một tác phẩm xuấtbản năm 1668(hình trên). Năm
1675, nhà bác học Ý TitoLivio Burattini gọi nó là mét vàđịnh nghĩa bằngmột mẫu
chuẩn (nay đođược khoảng 993,9mm).
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
Sau một thời giandài giaothương cácsản phẩm công nghiệp cùng sự phát
triển khoahọc và kỹ thuật, nhiều chínhquyền thấyphải ápđặt trong thựctiễn một
hệ thốngđo lường chuẩn hóachặt chẽ. Với sự thiết lập hệ mét-thập phân ở nước
Pháp cách mạng tư sản thì châu Âu mới chấm dứtdần dần tìnhtrạngđolộn xộn.
Hệ nàyđược Vươngquốc HàLan dùngtừ 1816nhưng ngaytại Pháp thì bị bãibỏ
năm 1812khiNapoleonđổ vàchỉ tái lập saukhởi nghĩaParis 1830.
Hệ mét (1795)
Ở Pháp, nguyên tắc bắt buộcáp dụng cácđơn vị đo đã được ấn định trong
Công ướctheo sắc lệnh ngày 18tháng Nảy mầm nămthứ III của Nhànước Cộng
hòa, tức 7-4-1795.Sắc lệnh đó thiết lập hệ mét, ấn định danhmục cácđơn vị và lần
đầu tiên đã chínhthức dùngđịnh nghĩa 1 métbằng 1/40triệu độ dài kinhtuyến
Trái đất. Mặt khác lấyđơn vị khối lượng là kilogram.
Ngày 22tháng 6năm 1799, những mẫu chuẩn đầu tiên của mét và kilogram
đã đượcđặt ở Viện lưutrữ quốc gia Pháp, tại Sèvres, gần Paris.Cũng năm đó, ở
Pháp, đạo luậtngày 19 tháng Giá rét nămVII (tứcngày10-12-1799)quy định bắt
buộcáp dụng hệ mét. Quá trìnhchuyển sangsử dụng hệ mét trên thế giới tuy

nhiênđã tiến triển mấtgần hai thế kỷ.
Hệ đơn vị quốc tế SI (1960)
Năm 1832nhà báchọc Đức Gaussđưa ra hệ thống Gauss,rồi 30 năm sau, các
nhà vật lý AnhMaxwell etThomsonđưa ra hệ thống CGS,cả hai hệ nàyđều dựa
trên 3đơn vị cm, gram,giây. Năm 1946hệ thống MKSA rađời, dựa trên 3 đơn vị
mét,kilogram, giâyvà thêm ampe.Năm1954 thêm kenvin vàcanđela.
Năm 1960,hệ đơnvị đo lườngquốc tế SI (Systèmeinternationald’unités,
tức ISO 1000)đã xác định6đơn vị cơ bản trên, từ đó suy ra các đơnvị khác (thí dụ
vận tốcm/s, áp suất kg/m2).Năm 1971thêm đơnvị mol và vì vậy hiệnnay hệ SI
bao gồm 7đơn vị cơ bản ký hiệulà: m, kg,s, A, K, mol,cd. Cụ thể:
độ dài: mét (m);
khối lượng: kilogram(kg);
thời gian: giây (s);
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
cường độ dòngđiện: ampe (A);
nhiệt độ: kenvin(K, tương đương với°C tứcđộ Celsius, nhưngthangnhiệt kế
kenvinxuất pháttừ không độ tuyệt đốichứ khôngphải 0°C,0°C = 276,16°K);
lượng chất (mol);
cường độ sáng canđela(cd).
Các đơnvị đo lớn nhỏ hơn thìđược thống nhất tính theohệ thập phân (trừ
thời gian tính riêng theo hệ 60/24/7/365).
Tại khối Ănglo-Xắcxông,tới năm1980 nước Anhmới hoàntoàn chuyển đổi
xong sanghệ SI và cùng Canada, NamPhi, New Zeland,Úc là5 nước chuyển chậm
nhất.
Tuy nhiên những đơnvị truyền thống (ounce,karat, inch,galon ) vẫn được
dùngphổ biến ở một vài lĩnhvực riêngnhư kimloại đá quý, điệntử và bia,rượu,
sữa v.v.
TĨNH HỌC VÀ CƠ HỌC
Tĩnh học (thế kỷ XVI-XVII)
Nhà bác học xứ Flandre S. Stevin(1548-1620), tứcSimon deBruges, được

coi là ngườisáng tạoramôn tĩnh học thời nay. Tĩnh học là khoa học nghiên cứu sự
cân bằng của các vậtthể, cũng như các điều kiện tạo nên sự cânbằng đó. Thiên tài
đi trước Stevin là nhàbác học người Hy Lạp thời cổ đạiArchimède.
Trọng tâm (thế kỷ II tr. CN)
Archimède sinhra ở Syracusevào năm287 trước CN, ônglà người đầu tiên
đã xácđịnhđược trọngtâm của nhữngvật rắn đồngchất có hìnhdạng xác định
như hìnhtrụ, hìnhcầu và hìnhnêm. Archimède đã phát triển khái niệm đó trong
tác phẩm Sách về sự cân bằng.Ở đó, ông cũng đã trình bày một lý thuyếtđònbẩy
chặt chẽ nhất.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
Cân treo (khoảng 3500 tr. CN)
Khoảng3500 trước CN, để cân lúa mì hoặc vàng, người Ai Cập đã sử dụng
cân hai đĩa treo trên một tay đòn.
Cân thiên bình (thế kỷ X tr. CN)
Loại cân này có hai tay đòn không đềudo người Trung Quốc phát minhra
vào thế kỷ X trước CN, được những dându mụccưỡingựa mangđến phương Tây
khoảng gần trước khichúa Giêsura đời. Hiệnnó vẫn đang được sử dụng.
Cân Roberval (1670)
Năm1670, nhà toán học,vậtlývàcơ học PhápG. P.deRoberval(1602-1675)
đã giới thiệu một trong những phátminhcủa mình với Viện hàn lâmKhoa học
Paris.Đó là cái cân hai đĩa được đỡ bởi một đòn cânvà gắn với mộtđòn đỡ bởi hai
cọc cứngdẫn hướng cho chuyểnđộng của chúng.
Một thời giandài, cân Robervallà phổ biến nhất trong cácloại cân thương
mại. Nó đã được thay thế bởi cân Roberval bán tự động rồisau đó bởi cânđiện tử.
Cân nhanh nhất trên thế giới (1988)
Do tổ chức Pháp Savipharhiệu chỉnh,loại cân này, đượcgọi là RegulatorII,
là một hệ thống đo lườngmới có gắn với máy tính cho phép cân được hơnhai trăm
lần trong mộtphút. Vậy nên nó là loại cân nhanhnhất trên thế giới, có thể sử dụng
trong nhiều lĩnh vực cần chínhxác như trong công nghiệp dượchoặc công nghiệp
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -

chất nổ. Nhờ lắp máy vi tính vàlực kế điện tử tự động nên độ chính xáccủa cân
vào cỡ 1/10.000.
Thủy tĩnh học (Hydrostatics)
Nguyên lý Archimède
Archimède (287-212 tr. CN) là ngườiđầutiên đã phátbiểu nguyên lý vậtnổi
mang tên ông: toàn bộ vật nhúng trong một chất lưu (lỏng hoặc khí) ở cân bằng
trong đó sẽ chịu mộtlực đẩy thẳng đứng,hướng từ dưới lên trên, bằng trọng
lượng của chất lưu bị vật chiếm chỗ vàđặt tại trọngtâm phầnchấtlưubị chiếm
chỗ.
Ơreka!
Ta biếtrằng sau khitìm ra nguyên lý mangtên ông, Archimède đã thốt lên
“Ơreka!” (Tìmthấy rồi!) và chạy ra khỏi buồng tắm quên mặcquần. Những tình
tiết khác quanhkhám phá đó được biết đến ít hơn: người ta kể rằngtên bạo chúa
thành Syracuse,Hiéron II, một kẻ bảntính đa nghi,đã giao vàngròng chomột
người thợ kimhoàn để đúc và chạm một chiếc vương miện.Archimèdeđã được
giao nhiệm vụ kiểm tra công việc của người thợ thủ côngđó. Lúcbây giờ ông đã có
ý nhấnchìm vào trong một cái chậu đầy ắp nước trước hết là vương miện, rồi sau
đó là vàng và bạc cùng trọng lượngnhư trọng lượng của vương miện. Người ta kể
rằng saumỗi lầnnhúng như thế ông lại cân nước trào ra.
Cuối cùng ông đã phát hiện ra consố của lần cân đầunằm giữa các con số
của hailần cân sau,chứng tỏ rằngvươngmiện đã được làm từ một hỗn hợpcủa
vàng và bạc.Và thế làngười thợ kimhoàn, kẻ đã ăn cắp vàng ròngphải sửalại
vươngmiện.
Nghịch lý thủy tĩnh (1586)
Nhà toán học và vậtlý họcxứ FlandreS. Stevin, nhân viên thanh tra đê điều
của chínhphủ Hà Lanvà với chức đó, ông trực tiếp quantâm tới các lựcbên trong
các chất lỏngvà là người đầu tiên tiến hành nghiên cứukhoa học thực sự về chúng.
Năm 1586đã xuấthiện ba cuốnsách cơ học của ông.Ở đó ông đã trình bày
nghịch lý thủy tĩnh nổitiếng: áp suất của mộtchất lỏnglên đáy của bình chứa chỉ
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -

phụ thuộc vào độ cao so vớiđáy bình của chất lỏngvà khôngphụ thuộcvào hình
dạng bìnhchứa. Ngược lại, trọng lượng củachất lỏng chứa ở trong lạiphụ thuộc
vào hìnhdạng bình chứa.
Hệ thức cơ bản (1651-1654)
Năm 1663,đã xuấtbản cuốn “Khảo luậnvề sự cân bằng của các loại rượu”
của B.Pascal (1623-1662). Trong công trìnhviết giữa các năm 1651 và 1654 đó,
Pascal đã phát biểu lại theoý ông nghịch lý thủytĩnh do Stevin nêu lên: hiệu áp
suất lựcgiữa haiđiểm trong một chất lỏng ở trạng thái cân bằng thì bằngtrọng lực
của cột chấtlỏng cóđộ cao bằng hiệucácđộ cao của haiđiểm. Về sau từ đó suyra
nguyênlý bình thông nhau.
Định lý cơ bản
Vẫn xuất phát từ hệ thứccơ bản, Pascal đã rút ra định lýcơ bản của ông:
toànbộ phầnáp suất tăng ở một điểmtrong mộtchất lỏng không nén được ở cân
bằngđều được truyền nguyên vẹn sang tất cả các điểm của chất lỏng đó.
c
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
Lịch sử các phát minh
vật lý - P2
Sự rơi của các vật (1602)
Nhà vật lý và thiên văn Italia Galilée (1564-1642) đã chứng minh rằng các
vật rắn rơi với tốc độ không phụ thuộc vào trọng lượng của chúng, nếu ta bỏ
qua sức cản của không khí. Trong tác phẩm Về chuyển động xuất hiện năm
1602, Galilée đã chứng minh rằng khoảng rơi tỉ lệ với bình phương thời gian
và tốc độ rơi tỉ lệ với thời gian. Trong tác phẩm Thảo luận và những chứng
minh toán học liên quan tới hai khoa học mới, xuất hiện năm 1638, Galilée
đã phát biểu nguyên lý quán tính. Ông cũng đã nêu các định luật liên quan tới
chuyển động đều và chuyển động biến đổi đều.
Cơ học chất lỏng (thế kỷ XIX-XX)
Số Reynolds
Kỹ sư AnhO. Reynolds(1842-1912)đã tiến hành các nghiên cứu trongthủy

độnglựchọc. Đặcbiệt, ôngđã nghiêncứucácchế độ chảycủanhữngchất lưunhớt.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
Số Reynolds làmột hệ số không thứ nguyên biểuthị tỷ số giữa lựcquán tính và lực
nhớt.
Số Froude
Kỹ sư AnhW. Froude(1818-1879) là người đầutiên đã nghiên cứu bằng
thực nghiệm sức cản chuyển động của chất lỏng. Để thực hiện các- thí nghiệm của
mình, ôngđã chế rachiếc bể đầutiên để thử các môhình.
Số Mach
Nhà triết học vàvật lý Áo E. Mach(1838-1916)là ngườiđầu tiên đã chỉ ra
vai tròcủa tốc độ trong các dòngchảy khí độnglực. Chẳng hạn tốc độ của mộtcái
máy bayđược xác định bởi số Mach(M). nếu M> 1 thì máy baylà loại vượt âm,
nghĩa là nhanhhơn âmthanh (340m/strong không khí).
Hiện tượng hấp dẫn
Nguồn gốc các thuyết (Cổ đại)
Vào thế kỷ V trước CN,những người theo trườngphái Pythagore(nhà bác
học và triếthọc nổi tiếng Hy Lạp),cùng với Eudoxe deCnide, người Hylạp, đã hình
dungra một hệ các hìnhcầu đồngtâm, cócác trục quaynghiêng khác nhau và đi
qua một tâm chung: đó là Trái Đất.
C. Ptolémée(khoảng85-165sauCN), nhà thiên văn cuối cùng của thời Cổ đại,
đã hệ thống hóa hệ thống vũ trụ học đó.
Ta hãy nhắclại một sự kiện ít đượcbiết đến songlại rất đáng quantâm: 18
thế kỷ trước Copernic,Aristarque deSamos(310 - khoảng230 tr. CN), người Hy
Lạp, là người đầu tiênđã tưởngtượng ra hình ảnh nhật tâmcủa vũ trụ. Trái vớicác
lý thuyết thờiđó, theo ôngthì Trái Đất và các hànhtinh khác quay xungquanh Mặt
Trời chứ khôngphải ngược lại.Hơn nữa, ôngđã nhậnra chuyển động của Trái Đất
xungquanh mình nó.
Hệ thống Copernic (thế kỷ XVI)
N. Copernic(1473-1543), tiến sĩ luật, phụ tá linhmục và nhà thiên văn đam
mê người BaLan,từ đầuthế kỷXV đã xây nên một thuyết tinhnguyên học vốn đã

Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
làm cho ôngtrở nên nổi tiếng: trái đất quayxung quanh mình nó, và cũng như các
hành tinhkhác,nócòn quayxung quanh mặt trời.
Con người thậntrọng này hiểu rõGiáo hội. Chắc chắnông đã hìnhdung ra
những sư la óphản đối mà các nhà thần học không quênkích động,bởi vì chínhlý
thuyết của ônglàm tan biến niềm tin của họ rằng TráiĐất, và do vậy con người,
“hình ảnhcủa Chúa”, là trung tâmcủa vũ trụ. Ôngcũngđã không vội vãcông bố tác
phẩm “Về chuyển động quaycủa các thiênthể” của ông mà ôngđã phó thác cho
một người bạnlà G. Rhaethicus. Tác phẩmđã xuất hiện mấy ngày trước ngày mất
của Copernic, ngày 24tháng 5 năm 1543.
VẬT CHẤT
Chất khí (thế kỷ XVII)
Bác sĩ và nhà hóa họcxứ FlandreJ. B. V. Helmont(1577-1644) làngười đầu
tiên đã nhận rasự tồn tại của những chấtkhí khác nhau,như khí cacnonic,oxit
cacbon và oxi mà mãi saunày người ta mới xácđịnh được. Cho đến thế kỷ XVIIthì
những kiến thức về trạng thái vật chấtđó vẫn chỉ làthuần túy kinh nghiệm.
NgườiHy Lạp đã gọi “khônggian baola và mờ mịt vốn tồn tại trước buổi đầu
của sự vật” là khaos. VanHelmont dựa theo âm mà nó gọi là gaz (chất khí).
Không khí (thế kỷ XVII)
Đối với ngườiCổ đại thì không khí – cùngvới đất, nướcvà lửa – là mộttrong
bốn nguyên tố cơ bản của tự nhiên. Người đầu tiên khẳngđịnh rằng không khí là
một hỗnhợp là một học trò của Boyle(Xem Sự giãn nở của chất khí, ở phần dưới),
J. Mayow(1640-1679), nhà hóa họcvà sinh lý họcAnh.
Oxi và nito (thế kỷ XVIII)
Chínhvào năm 1777, trong một báo cáo khoa học (mãi năm1872mới được
công bố), A. L. deLavoisier(1743-1749),người sánglập ra ngànhhóa học hiện
đại – sauđó là công trình củanhà hóa họcAnh J.Priestley và củanhà hóa học Thụy
Điển C. W Scheele– đã gọi không khísống (nghĩa là không khí tạo ra một axit)là
oxi, còn không khí chết(nghĩa làkhông duy trì sự sống) là nitơ. Từ năm 1772,bác
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -

sĩ kiêmnhà vật lý D.Rutherford(1748-1819)đã ghi lại khámphá nitơ trongluận
án tiếnsĩ của mình.
Khí hiếm
Phân tích chính xác đầu tiên (1783)
Năm 1783,nhà hóa học AnhH. Cavendish(1731-1818)lần đầutiên đã tiến
hànhphân tích khôngkhí mộtcáchtươngđối chínhxác.Ông đã tìmthấy 20,8%oxi,
79,2%nitơ và xácđịnhsự có mặt củamột loại bọtchiếm khoảng 1% thể tích khí
đem phân tích. Bọtđó dường như vốn có một tính trơ lớn.
Argon (1894)
Năm 1894,hai nhà nghiên cứu Anh,W. Ramsay(1852-1916)và J. W.
Rayleigh (1842-1919), bằng cách phântích phổ đã phát hiện rasự có mặt một loại
khí trơ trongkhông khí. Họ đã gọi nó là argon.Argontrong tiếng HyLạp có nghĩa
là lười.
Heli (1895)
Năm 1895,Ramsayvà nhà hóa học ThụyĐiển P.T. Cleve (1840-1905)đã xác
định được sự có mặt của helitrong mộtloại quặng (cleveit).
Nhà thiên văn PhápJ.Janssen(1842-1907) đã phát hiệnra sự có mặt của
heli trong khí quyển trong thời giannhật thực ngày 18 tháng 8năm 1868.
Neon, kripton, xenon (1898)
Năm 1898,Ramsayvà nhà hóa học Anh M.W. Travers(1872-1966) đax tách
nước từ không khí cácchất khí hiếm khác: neon, kripton,xenon.
Rađon (1900)
Năm 1900,E. Dorn,người Đức, đã khámphá ra khí trơ cuối cùng,rađon,
trong cặn bã phóng xạ của rađi. Ranđon làmộtchất khínguy hiểm.Thực ra, năm
1986, ở Mỹ người ta đã phát hiện rarằng nó có thể gây ônhiễmcho cư dân trong
một số vùng. Hiệnnay, 12% các ngôi nhàriêngcủa người Mỹ bị nhiễm một lượng
rađon đủ khiến cho nhữngngười sốngtrong nhàbị cùng mộtmối nguy là nạnnhân
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
của bệnh ungthư phổi như khihọ hút nửa baothuốc lá mỗi ngày trong suốt cuộc
đời.

Nước (1781)
Bác sĩ Paracelse (1493-1541)là ngườiđầu tiên đã ghi nhận sự tồn tại của
hiđro.
Năm 1781,nhà hóa học AnhH. Cavendish(1731-1810)đã có ý tưởng đem
đốt đồng thời oxivà hiđro vớinhau.Ông đã đocác lượng khí đem đốtvà nhận xét
rằng chúng đã biến đổi thành một lượngnước có trọng lượngbằng tổngtrọng
lượng của hai chất khíđemđốt.
Lavoisier đã lặp lại và bổ sung cácthí nghiệm của Cavendish.Ông đã phân
tích nước thànhhai thànhphần. Ôngđã có ý tưởng làm nướcbay hơi và phân ly
hơi nước thành hai thành phầnmà ông đã cho kết hợp để tái tạo thành nước. Loại
thí nghiệm đó đã dẫn ông đến việcđưa ra một định luật nổi tiếng:định luật bảo
toànvật châts trongmột phảnứng hóa học.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -