Con người chiến thắng bóng tối doc

Con người chiến thắngbóng tối Sự ra đời của bóng đèn điện vào thế kỷ 19 được coi là một trong những phát minh quan trọng nhất đưa nhân loại đến cuộc sống phồn vinh.. Người ta vẫn cho rằn

Con người chiến thắng

bóng tối

Sự ra đời của bóng đèn điện vào thế kỷ 19 được coi là một trong những phát minh quan trọng nhất đưa nhân loại đến cuộc sống phồn vinh.

Ngay từ năm 1852, tại cuộc Triển lãm thế giới ở London, người ta đã trưng bày một loại bình ắc-quy khổng lồ để chạy đèn hồ quang, đây là một nguồn sáng mới dù loại đèn hồ quang này rất tốn kém và có nhiều nhược điểm Chỉ đến khi bóng đèn điện ra đời thì ánh sáng nhân tạo mới có điều kiện được sử dụng rộng rãi

Nhờ có đèn điện nên mọi người có thể thắp sáng ngôi nhà của mình với giá

rẻ, ổn định và không nguy hiểm như nến Nhờ có đèn điện người ta có thể làm việc, nghiên cứu cả ban đêm từ đó sản lượng và tri thức tăng nhanh gấp bội, làm cho con người có thêm sự khác biệt với động vật vì con người giờ đây có thể tự quyết định về chu kỳ ngày và đêm của mình

Người tạo nên dấu ấn lịch sử này là nhà sáng chế, phát minh Thomas Alva Edison (1847 - 1931), người đã vươn lên từ cậu bé bán báo thành một triệu phú

Edison sinh ra ở Ohio, ông làm việc một thời gian về điện tín thuộc công ty hỏa xa, tại đây ông đã có một số cải tiến đối với lĩnh vực điện tín, năm 1876 ông thành lập một hãng riêng ở Menlo Park ở New York Hãng này đi sâu vào lĩnh vực

“sáng chế phát minh theo đơn đặt hàng’’ Edison được coi là một nhà nghiên cứu hiện đại, ông không quan tâm đến cảm hứng bất chợt mà đặc biệt quan tâm tới việc thực nghiệm một cách có hệ thống các giải pháp mới khác nhau với một đội

ngũ cộng sự đông đảo làm việc trong các phòng thí nghiệm Ông đặt ra chỉ tiêu: Cứ

10 ngày thì có một phát minh loại nhỏ và sau sáu tháng phải có một phát minh lớn hơn

Bản thân Edison thích coi mình là một “nhà sáng chế công nghiệp” và ông gọi

doanh nghiệp của mình là “nhà máy sáng chế’’ Ông không chú trọng tới những vấn

đề thuộc về bản chất tự nhiên, mà đặc biệt quan tâm tạo ra những sản phẩm xuất phát từ những tri thức khoa học mới nhất thời đó để phát triển kinh tế

Người ta vẫn cho rằng bóng đèn điện được phát minh vào năm 1879, thời điểm Edison đã thử nghiệm 6.000 chất liệu khác nhau để làm dây đốt trong đèn điện và cuối cùng ông đã quyết định dùng sợi carbon, nhưng trước đó đã có một số người khác dùng chất liệu này vì thế đã xảy ra tranh chấp bản quyền Khả năng dẫn điện của carbon kém nên khi cho điện chạy qua dây dẫn carbon trong một bình thủy tinh chân không, thì dây sẽ phát ra ánh sáng: nguồn sáng đầu tiên này ước khoảng 25 Watt

Trước đó cũng từng diễn ra những thử nghiệm với dây đốt điện, thí dụ

Heinrich Göbel, một chuyên gia cơ khí và quang học người Đức di cư sang Mỹ, đã làm thí nghiệm này trước Edison Nhưng Edison đã tạo ra bước đột phá: ông tổ chức biểu diễn ở Menlo Park để cho đèn điện chiếu sáng liên tục 40 giờ đồng hồ, chứng minh cho cả thế giới thấy đã đến lúc kết thúc giai đoạn thử nghiệm đối với bóng đèn điện và đưa vào sử dụng trong thực tiễn

Edison nhận thức được rằng nếu thiếu một hạ tầng cơ sở để truyền dẫn điện thì chiếc bóng đèn điện của ông cũng trở nên vô nghĩa Việc phát minh ra bóng đèn điện đã làm tăng lập tức việc tiêu thụ máy phát điện bằng hơi nước cùng với

dynamo Tuy nhiên mãi sau khi xây dựng các nhà máy điện và lắp đặt hệ thống dây dẫn thì mới tạo được bước đột phá đối với việc sử dụng ánh sáng điện ở các thành phố lớn

Edison nung nấu mơ ước điện khí hóa New York, một dự án mà ông tham dự ngay

từ đầu Đến năm 1882 ông đã cho xây dựng đường cáp ngầm và nhà máy điện lớn đầu tiên với sáu máy phát điện bằng hơi nước Ngay trong năm đó đã có 59 khách

hàng đầu tiên được cung cấp điện và chỉ một năm sau con số này tăng lên 513 Đến cuối năm 1886 nhóm doanh nghiệp của Edison đã có tới 3.000 nhân viên với số vốn là 10 triệu đôla, tập đoàn của Edison là một trong những tập đoàn lớn nhất thế giới thời đó

Ngay từ đầu sáng chế của Edison đã bị áp lực cạnh tranh rất lớn của đèn thắp bằng khí đốt Vào thời đó đèn chiếu sáng bằng khí đốt đã có chỗ đứng khá vững chắc ở các thành phố lớn dù có một số nhược điểm: dễ gây cháy, nổ, đốt khi cháy tiêu hao một lượng lớn oxy, làm nóng khu vực xung quanh nên các rạp hát dùng đèn khí đốt thường làm khán giả thấy mệt mỏi, buồn nôn và đau đầu Thời đó nhà hát kịch ở Boston là một trong những công trình lớn đầu tiên được Edison trang bị toàn bộ bằng đèn điện, sau đó một số khách sạn lớn cũng là khách hàng đầu tiên của ông Ít lâu sau là giới nhà giầu, tiếp theo là các nhà máy cũng có nhu cầu lắp hệ thống đèn điện

Để thu hút lượng khách hàng sử dụng đèn điện ngày càng nhiều để cạnh

tranh với đèn khí đốt, các doanh nghiệp điện ở một số thành phố kéo đường dây điện đến từng hộ gia đình và thậm chí cho dùng miễn phí bóng đèn điện đầu tiên Ánh sáng điện không những chỉ ở các nhà máy, trường đại học và ngay cả trên

đường phố Số lượng bóng điện được sản xuất thời đó là minh chứng cho sự thành công của ngành sản xuất điện chiếu sáng Sản lượng bóng đèn điện của “công ty điện phổ thông (Allgemeine Electricitätsgesellschaft)’’ hồi đó là công ty sản xuất bóng điện vào loại hàng đầu đã tăng từ 60.000 bóng trong năm 1885 lên trên

300.000 bóng chỉ trong vòng hai năm

Sản xuất, học tập và sinh hoạt vào ban đêm trở nên tiện lợi hơn và ít tốn kém Bóng đèn điện có một chức năng rất quan trọng là trong quá trình phát triển bóng đèn điện luôn là kẻ đi tiên phong trong sự nghiệp điện khí hóa, tạo nên một hạ tầng

cơ sở mà sau này hạ tầng cơ sở đó đã được tiếp tục phát triển để sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau: Nơi nào có nhà máy điện thì người ta sẽ không chỉ dùng điện để phục vụ chiếu sáng mà còn dùng điện để chạy các loại máy móc thiết bị điện khác như ra đời hệ thống xe điện Chi phí cho giao thông bằng xe điện rẻ chỉ bằng một nửa so với sử dụng hệ thống giao thông do ngựa kéo Sau này người ta

còn dùng điện để sưởi ấm, nấu nướng Nếu không có điện thì làm sao có được các quầy bán hàng tự động, có hệ thống biển quảng cáo bằng sánh sáng và cũng sẽ không có truyền hình cũng như computer

Nếu thấy được ánh sáng điện có ý nghĩa như thế nào đối với sự phát triển phồn vinh ngày nay thì người ta ít nhiều có thể thông cảm với ai đó còn nuối tiếc chiếc bóng đèn điện ngày nào Bóng đèn điện sẽ biến mất và sẽ bị thay thế bởi loại bóng tiết kiệm năng lượng, từ đó cũng biến mất điều từng tạo nên cuộc sống hiện đại, tạo nên cuộc sống phồn vinh của chúng ta ngày nay Chúng ta đã coi sự hiện diện của cái bóng điện trong cuộc sống là điều hoàn toàn đương nhiên, không thể thiếu được Theo triết gia người Pháp Gaston Bachelard thì “Ngọn đèn điện không chỉ là một sản phẩm, mà đã trở thành trung tâm của ngôi nhà, là linh hồn canh giữ nơi sinh sống của mỗi người chúng ta Khó có thể tưởng tượng về một ngôi nhà mà không có bóng đèn cũng như có bóng đèn mà không có ngôi nhà.’’

Không khó để trở thành nhà lực sĩ

của Jules Verne

Bạn có nhớ nhà đại lực sĩ Matiphu trong truyện của Jules Verne, và trường hợp lạ lùng khi chàng ta dùng hai cánh tay khổng lồ giữ được cả một chiếc tàu thủy không lao xuống dưới? Vậy mà điều đó lại chẳng phải quá thần

kỳ, ngay cả một cậu bé cũng có thể làm được điều đó

Đây là đoạn tiểu thuyết mô tả kỳ công trên: "Con tàu Torabocolo đã được mang ra khỏi cái trụ đỡ hai bên và đang được chuẩn bị hạ thủy Chỉ cần tháo dây cáp cột tàu ra là nó bắt đầu trượt xuống dưới Đã có 6 người tò mò đến xem Đúng lúc ấy, người ta thấy xuất hiện một chiếc du thuyền đang chạy men theo đoạn bờ nhô ra và tiến về phía mọi người Chiếc du thuyền này muốn vào bến và như vậy buộc lòng phải đi ngang qua xưởng đóng tàu là nơi đang chuẩn bị hạ thủy chiếc Torabocolo Khi thấy chiếc du thuyền ra hiệu, lập tức người ta đình ngay việc hạ thủy con tàu để tránh những tai nạn bất ngờ Cho con thuyền đi vào sông đào rồi hãy tiếp tục công việc cũng chẳng sao Bằng không một bên nằm chắn ngang, một bên thì lao nhanh tới, nhất định thế nào cũng xô vào nhau, và thuyền chắc sẽ bị đắm

… Bỗng có tiếng kêu thất thanh; tàu Torabocolo đã chuyển mình và bắt đầu lao xuống đúng lúc con thuyền đi ngang qua, cả hai sắp xô vào nhau Chẳng còn thời gian và cũng không còn khả năng nào ngăn được sự va chạm ấy nữa rồi Chiếc Torabocolo trượt rất nhanh xuống dưới theo đường dốc… Một làn khói trắng bốc

ra do cọ sát mạnh, đang cuộn lại ở phía trước mũi tàu, còn phía lái của nó đã chạm tới nước

Bỗng một người xuất hiện Anh ta chụp lấy chiếc dây neo buộc ở trước mũi tàu ghì xuống đất và cố giữ chặt nó Đoạn anh ta nhanh nhẹn quấn nó vào một cái ống sắt đã đóng chặt xuống đất và dùng hết sức mạnh giữ chặt dây trong gần 10 giây Cuối cùng, chiếc dây neo bị đứt tung Nhưng 10 giây này cũng đã đủ: Chiếc Torabocolo khi xuống hẳn tới nước chỉ hơi chạm nhẹ phải chiếc du thuyền và lướt lên phía trước"

Thế là chiếc du thuyền đã thoát nạn Và người cứu nguy cho nó chính là Matiphu

Jules Verne hẳn sẽ lấy làm ngạc nhiên nếu có người mách cho ông rằng hoàn thành một kỳ công như thế không cần đến một người khổng lồ Bất kỳ người nào, chỉ cần nhanh trí một tý cũng có thể làm được cái việc phi thường ấy

Cơ học dạy rằng một sợi dây quấn vào một trụ tròn thì khi nó trượt, lực ma sát đạt tới một giá trị rất lớn Số vòng dây càng nhiều thì lực ma sát càng lớn; lực

ma sát tăng theo quy tắc sau: Nếu số vòng dây tăng theo cấp số cộng thì lực ma sát

sẽ tăng theo cấp số nhân Cho nên ngay một em bé yếu, khi giữ chặt một đầu dây quấn độ 3-4 vòng vào một trục cố định, cũng đủ sức làm cân bằng một lực rất lớn đặt vào đầu kia của dây

Ở các bến tàu thủy, ta thấy khi tàu cập bến thường có các em bé chuyên làm việc hãm những chiếc tàu chở hàng trăm hành khách Đó không phải là nhờ sức mạnh kỳ diệu, mà là do lực ma sát của sợi dây quấn vào cọc đã làm được công việc ấy

Nhà toán học nổi tiếng của thế kỷ 18 là Euler đã tìm được hệ thức giữa lực

ma sát và số vòng quấn của dây vào cọc Dưới đây là công thức đó để các bạn có thể hiểu sâu hơn:

F= f.ekα

Trong đó:

f là sức kéo của ta dùng để chống lại lực F;

e là con số 2,728… (cơ số của logarit tự nhiên);

k là hệ số ma sát giữa dây và trục tròn;

α biểu diễn “góc quấn”, nghĩa là tỷ số của độ dài của cung chắn bởi phần dây đã quấn trên bán kính của cung ấy

Thử áp dụng công thức này vào trường hợp Jules Verne đã mô tả F lúc này là lực kéo chiếc tàu trượt theo một cái cầu bắc nghiêng

Trọng lượng của tàu là 500.000 N Giả sử độ nghiêng của tàu là 1/10, như vậy không phải toàn bộ con tàu mà chỉ có 1/10 trọng lượng của nó tác dụng lên dây, nghĩa là chỉ có 50.000 N tác dụng lên dây mà thôi Tiếp tục giả sử nếu k = 1/3 Góc α xác định được ngay, nếu cho rằng Matiphu quấn cả thảy 3 vòng quanh trục, α

sẽ bằng 6 π

Thay các giá trị này vào công thức Euler, ta được phương trình:

50.000 = f 2,726π.1/3

Từ đó tính ra: f = 93 N

Thế là, để hoàn thành cái kỳ công tuyệt vời đó, người “khổng lồ” chỉ cần kéo dây bằng một lực gần 100 N thôi

Bạn đừng nghĩ rằng con số 100 N chỉ là con số lý thuyết, chứ thực tế thì cần phải dùng một lực lớn hơn thế nhiều Song ngược lại, có khi kết quả tính được ở đây còn quá lớn nữa cơ đấy: Khi ta dùng dây gai và trục gỗ thì hệ số ma sát sẽ rất lớn, nghĩa là sức người bỏ ra chẳng đáng là bao Giá như có một cái dây thật chắc chắn, có thể chịu được sức kéo của một con tàu, thì lúc bấy giờ ngay một cậu bé yếu đuối, nếu quấn độ 3, 4 vòng dây vào trục thì còn thể làm được những việc tuyệt vời hơn cả nhà đại lực sĩ của Jules Verne