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 âm và Ai Cập học.
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.
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:
Lịch sử vật lý - Nguyễn Thị Thiếp (ĐHSP TPHCM - 2004)
Lịch sử vật lý học - Đào Văn Phúc (NXB Giáo Dục - 2003)
![[Sách] Sóng - Các nguyên lí của ánh sáng, điện và từ học](/bai-viet/images/2011/08/song-nguyenli.bmp)
