Lịch sử Điện từ học (Phần 16)

1930 - 1939

Mặc dù những năm 20 ầm ĩ đã kết thúc với sự công kích của Cuộc khủng hoảng lớn, nhưng tiến bộ của điện học và những công cụ mà nó làm cho có thể dường như không thể dừng lại trong thập niên 1930. “Điện là nhu cầu hiện đại của cuộc sống”, tổng thống Mĩ Franklin Roosevelt tuyên bố năm 1938.

Thập kỉ này chứng kiến sự xuất hiện của radio FM, do Edwin Armstrong phát minh làm một sự thay thế cho AM. Phần lớn của nước Mĩ và phần nhiều của châu Âu đã được kết nối qua radio; vào cuối thập niên 1930, cứ bốn trong năm hộ gia đình Mĩ có một máy radio.

Công dân bình dân ở các nước phát triển còn liên tục được khai sáng. Năm 1930, đèn flash thực hiện sự trình diễn của nó, thay thế bột flash cho các thợ nhiếp ảnh. Không bao lâu sau đó, các đèn hơi natri bắt đầu chiếu sáng đường phố của đất nước; sự gia tăng quyền sở hữu xe hơi làm tăng thêm nhu cầu nhiên liệu. Đèn hơi thủy ngân mang tính kinh tế hơn có mặt trên thị trường trong thời gian này, dạng đèn huỳnh quang. Năm 1934, dây tóc cuộn-cuộn được phát minh. Cùng với hai cải tiến đèn nóng sáng khác đã thực hiện hồi đầu thế kỉ - dây tóc tungsten và bóng đèn hơi argon-nitrogen – nó đã mang lại những bóng đèn sáng hơn, hiệu quả hơn cho các hộ gia đình và cho kinh doanh.

alt

Năm 1931, hai thiết bị khoa học ngoạn mục ra đời. Ở California, Ernest Lawrence xây dựng cyclotron đầu tiên, một máy gia tốc hạt dạng tròn sử dụng điện trường và từ trường để làm tăng năng lượng của các hạt tích điện. Các hạt này khi sau đó có thể bắn vào chất khác đang nghiên cứu để xác định cấu trúc nguyên tử của nó. Chiếc máy “vòng quay ngựa gỗ” rộng 4 inch ban đầu của ông, như tên ông gọi nó, là một cải tiến lớn so với các máy gia tốc thẳng có lúc bấy giờ. Từ lâu trước đó, ông đang chế tạo các mẫu lớn hơn, mạnh hơn nhiều trở thành nhà xưởng cho nghiên cứu cấp độ nguyên tử.

Trong khi đó, nửa thế giới ngoài kia ở Berlin, một sinh viên đại học hình thành trong đầu một công cụ sẽ tạo ra hình ảnh đưa những chiếc kính hiển vi bình thường vào hổ thẹn. Biết rằng sóng electron ngắn hơn 100.000 lần so với sóng ánh sáng, Ernest Ruska tiên đoán chúng có thể được sử dụng trong những chiếc kính hiển vi đặc biệt để mang lại những hình ảnh chi tiết hơn. Ông chế tạo ra thấu kính electron đầu tiên của ông vào năm 1931, sử dụng một nam châm điện để làm hội tụ một chùm electron. Trong vòng hai năm, ông đã thu thập một loạt thấu kính này để tạo ra chiếc kính hiển vi điện tử đầu tiên, cho phép các nhà khoa học nhìn thấy những thứ ở độ phóng đại 10 lần kính hiển vi ánh sáng. Kính hiển vi đầu tiên ngày nay có thể phóng to các vật lên hơn 1.000.000 lần kích thước nguyên mẫu của chúng.

Nhiều sự kiện liên quan đến từ học xuất hiện trong thời kì này. Các nam châm nhân tạo, được phát triển lần đầu tiên trong những năm 1920 với thép, tiến triển nhanh chóng trong thập niên 1930 với việc chế tạo ra của những hợp kim khác nhau, đáng chú ý nhất là alnico (nhôm, nickel và cobalt). Ưu việt hơn nhiều so với các nguyên bản bằng thép của chúng, nam châm alnico đưa đến những ứng dụng phức tạp hơn, trong đó có các công nghệ radio và truyền hình tốt hơn. Đồng thời, một số nhà phát minh đang phát triển dụng cụ ghi băng từ tính. Các dụng cụ này được sử dụng trong phát thanh lần đầu tiên vào giữa thập niên 1930 và sẽ giữ vai trò quan trọng trong Thế chiến thứ hai.

alt

Trong vũ đài lí thuyết, Walther Meissner và Robert Oschenfeld của nước Đức thực hiện một bước nhảy quan trọng trong lĩnh vực hãy còn bí ẩn của sự siêu dẫn với việc khám phá thấy các chất siêu dẫn đẩy từ trường ra. Tính chất này, trở nên nổi tiếng là hiệu ứng Meissner-Oschenfeld (thay đôi khỉ chỉ gọi là hiệu ứng Meissner) sẽ tiếp tục mê hoặc không biết bao nhiêu sinh viên đi quan sát các minh chứng của việc làm bay bỗng các nam châm. Khoảng thời gian này, từ trường của Trái đất là đối tượng chú ý của một người Đức khác, nhà vật lí Walter Elsasser. Ông đề xuất rằng từ trường của Trái đất là kết quả của các dòng sắt lỏng trong lõi của hành tinh.

Xem lại Phần 15

1930 - 1939
1930	Nam châm vĩnh cửu hợp kim đầu tiên của nhôm, nickel và cobalt (nam châm alnico) được tạo ra.
1931	Nhà vật lí Anh Alan Wilson áp dụng lí thuyết khe năng lượng giải thích hành trạng của các chất siêu dẫn và điện môi.
1931	Cyclotron đầu tiên, một máy gia tốc hạt tròn trong đó các hạt hạ nguyên tử được gia tốc bằng một điện trường tần số cao biến thiên trong một từ trường ổn định, được xây dựng.
1931	Nhà vật lí Đức Ernst Ruska, trong khi còn là sinh viên ở Berlin, xây dựng thấu kính electron đầu tiên, sử dụng một nam châm điện làm hội tụ một chùm electron giống hệt như một thấu kính làm hội tụ một chùm ánh sáng. Năm 1933, ông sử dụng một vài thấu kính electron ghép nối tiếp chế tạo ra kính hiển vi điện tử đầu tiên với độ xác định tốt hơn kính hiển vi ánh sáng.
1932	James Chadwick của nước Anh khám phá ra neutron, một hạt có khối lượng bằng như proton, nhưng không có điện tích.
1932	Nhà vật lí Mĩ Carl Anderson khám phá ra positron, một hạt có khối lượng bằng như electron, nhưng có điện tích dương thay vì điện tích âm.
1933	Walther Meissner và Robert Oschenfeld của nước Đức phát hiện ra khi một chất mất điện trở của nó khi nhiệt độ của nó giảm xuống dưới một nhiệt độ nhất định, thì từ trường bên trong chất đó bị đẩy ra hoàn toàn hoặc một phần. Là đặc trưng của tất cả các chất siêu dẫn, hiện tượng này trở nên nổi tiếng là hiệu ứng Meissner hoặc hiệu ứng Meissner-Oschenfeld.
1933	Đèn hơi natri đưa vào sử dụng chiếu sáng đường phố.
1934	Nhà phát minh người Đức Semi Joseph Begun xây dựng máy thu băng từ tính đầu tiên dùng trong phát thanh.
1934	Đèn huỳnh quang được giới thiệu ở châu Âu.
1934	Ở Mĩ, dây tóc cuộn dây quấn được phát minh ra, mang lại những bóng đèn điện sáng hơn và hiệu quả năng lượng hơn.
1935	Băng từ dùng cho ghi âm audio trở thành sản phẩm thương mại ở Đức sau khi đuợc giới thiệu ở Hội chợ Radio Berlin.
1936	Nhà vật lí Pháp Louis Néel phát triển khái niệm phản sắt từ, một dạng phụ thuộc nhiệt độ của từ tính trong đó các ion liền kề tự sắp xếp chúng theo dạng đối song nhau sao cho hầu như không có từ trường ngoài toàn thể nào có thể phát hiện ra.
1939	Walter Elsasser, nhà vật lí Mĩ gốc Đức, đề xuất rằng từ trường có thể quan sát được của Trái đất là kết quả của các dòng xoáy quay tròn trong nhân lỏng của hành tinh.