250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 41)

Máy phát tĩnh điện Von Guericke

1660

Otto von Guericke (1602–1686), Robert Jemison Van de Graaff (1901–1967)

Nhà sinh lí học thần kinh Arnold Trehub viết, “Phát minh quan trọng nhất trong hai nghìn năm qua phải là một phát minh hạt giống có hệ quả rộng nhất và ý nghĩa nhất. Theo quan điểm của tôi, đó chính là phát minh của Otto von Guericke về một chiếc máy phát tĩnh điện.” Mặc dù các hiện tượng điện đã được biết tới vào năm 1660, song có vẻ như Von Guericke đã chế tạo được tiền thân của chiếc máy đầu tiên phát ra điện. Máy phát tĩnh điện của ông sử dụng một quả cầu làm bằng lưu huỳnh có thể quay tròn và cọ xát bằng tay. (Các nhà sử học không rõ liệu dụng cụ của ông có quay được liên tục hay không, đây là đặc điểm quan trọng để gán cho phát minh của ông là một chiếc máy.)

Tổng quát hơn, máy phát tĩnh điện tạo ra tĩnh điện bằng cách biến đổi công cơ học hành điện năng. Về cuối thế kỉ mười chín, các máy phát tĩnh điện đã giữ một vai trò then chốt trong nghiên cứu về cấu trúc của vật chất. Vào năm 1929, một máy phát tĩnh điện gọi là máy phát Van de Graaff (VG) đã được thiết kế và chế tạo bởi nhà vật lí Mĩ Robert Van de Graaff, và nó đã được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu vật lí hạt nhân. Tác giả William Gurstelle viết, “To nhất, sáng nhất, thịnh nộ nhất, và phóng điện rực rỡ nhất, không phải từ các máy tĩnh điện kiểu Wimshurst [xem Chai Leyden]… hay cuộn Tesla. Chúng xuất hiện từ một cặp máy hình trụ cao bằng thính phòng… gọi là máy phát Van De Graaff, [chúng] tạo ra những đợt thác tia lửa điện, mùi khét điện, và điện trường mạnh…”

Máy phát Van de Graff sử dụng một bộ nguồn điện tử tích điện cho một dây cu-roa để tích lũy điện thế cao, thường là trên một quả cầu kim loại rỗng. Để sử dụng VG trong máy gia tốc hạt, người ta dùng hiệu điện thế gia tốc một nguồn ion (hạt tích điện). Thực tế VG tạo ra được điện áp có thể điều khiển chính xác đã cho phép VG được dùng trong các nghiên cứu về phản ứng hạt nhân trong quá trình thiết kế bom nguyên tử.

Theo năm tháng, các máy gia tốc tĩnh điện đã được dùng trong điều trị ung thư, sản xuất chất bán dẫn (qua việc cấy ion), cho chùm tia hiển vi điện tử, khử trùng thực phẩm, và gia tốc proton trong các thí nghiệm vật lí hạt nhân.

Von Guericke có lẽ đã phát minh máy phát tĩnh điện đầu tiên, một phiên bản của nó được khắc họa trên bia mộ của Hubert-François Gravelot (khoảng 1750).

Máy phát Van de Graaff cách điện-không khí lớn nhất thế giới, vốn do Van de Graaff thiết kế cho các thí nghiệm năng lượng nguyên tử ngày xưa và hiện đang hoạt động tại Bảo tàng Khoa học Boston.

XEM THÊM. Pin Baghdad (250 tCN), De Magnete (1600), Chai Leyden (1744), Cánh diều của Ben Franklin (1752), Cây điện Lichtenberg (1777), Định luật Tĩnh điện Coulomb (1785), Pin (1800), Cuộn Tesla (1891), Electron (1897), Thang Jacob (1931), Bom nguyên tử Little Boy (1945), Chứng kiến Nguyên tử Độc thân (1955).

250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí | Clifford A. Pickover
Bản dịch của Thuvienvatly.com
<< Phàn trước | Phần tiếp theo >>