Tìm hiểu nhanh vật lí hạt (Phần 19)

Lại là Maxwell

Vào lúc này, Maxwell vừa thống nhất thành công các hiện tượng điện và từ trong công trình Một Chuyên Luận Về Điện Và Từ (1873).

Các trường này đem lại khuôn khổ và bộ công cụ toán học để mô tả các đường sức mà Faraday đã trình bày trước đây trong nghiên cứu của ông. Maxwell chỉ ra rằng tốc độ của các dao động trong các trường gần một cách đáng ngờ với tốc độ đo được của ánh sáng – và ông phỏng đoán điều đó không hẳn là một sự trùng hợp.

Maxwell suy luận đúng đắn rằng ánh sáng quả thật là các dao động trong các trường này và lan truyền ở một tốc độ không đổi, chừng 300.000.000 mét trên giây. Tần số của các sóng ánh sáng (hay, tương đương, bước sóng) tương ứng với màu sắc của ánh sáng – màu đỏ là tần số thấp và bước sóng dài, màu tím là tần số cao và vì thế bước sóng ngắn. (Rutherford đã chỉ ra rằng tia X cũng là sóng điện từ với tần số cao hơn nhiều so với ánh sáng khả kiến.)

Trong khi đó, Lenard đang làm thí nghiệm với các chùm ánh sáng đơn sắc, sử dụng một lăng kính chia tách ánh sáng với một dải tần số nhỏ.

Lạ thay, Lenard tìm thấy rằng việc sử dụng ánh sáng cường độ mạnh hơn không nhất thiết có nghĩa là có nhiều electron hơn bị đánh bật ra khỏi kim loại – cái thật sự quan trọng là tần số của ánh sáng đó. Dưới một tần số nhất định, các electron sẽ không bị bật ra. “Hiệu ứng quang điện” này không thể giải thích được theo lí thuyết sóng cổ điển.

Chính một trong những bài báo nổi tiếng của Albert Einstein trong năm thần kì 1905 của ông đưa ra được lời giải thích.

Bằng cách đem sức mạnh lượng tử áp lên hiệu ứng quang điện của Lenard, Einstein đã kéo quan điểm khoa học về ánh sáng trở lại với chế độ tiểu thể. Ánh sáng được làm bằng các hạt – gọi là các photon.

TÌM HIỂU NHANH VẬT LÍ HẠT
Tom Whyntie & Oliver Pugh
Bản dịch của Thuvienvatly.com
<< Phần trước | Phần tiếp theo >>