Vật Lý Vui – Q.1 – Ch. I – Một Phần Ngàn Giây (Nguyên tác: Ia. I. PÊRENMAN)

Một Phần Ngàn Giây

Đối với chúng ta là những người đã quen đo thời gian theo tầm độ của loài người thì một phần ngàn giây cũng chẳng khác gì số không. Những khoảng thời gian ngắn như thế, mãi tới gần đây mới gặp trong thực tế. Thời xưa khi loài người còn xác định thời gian theo độ cao của Mặt trời hay theo chiều dài của bóng nắng thi không thể nói gi đến độ chính xác dù chỉ tới một phút (h. 4)- bấy giờ người ta coi phút là một khoảng thời gian quá nhỏ bé không đáng phải đo. Người thời cổ sống rất nhàn hạ, họ chẳng cần chia các đồng hồ của họ (đồng hồ Mặt trời, đồng hồ nước, đồng hồ cát) đến phút làm gì (h. 5). Mãi đến đầu thế kỷ XVIII trên mặt đồng hồ mới thấy có kim phút. Và từ đầu thế kỷ XIX mới thấy có kim giây.

Photobucket

Hình 4 — Xác định thời gian ban ngày theo vị trí của Mặt trời trên bầu trời (bên trái) và theo chiều dài của bóng nắng (bên phải).

Vậy thì chúng ta có thể làm được gì trong một phần ngàn giây. Xin trả lời: cỏ thể làm được nhiều lắm. Thực vậy. trong khoảng thời gian ấy xe lửa có thể dời đi được vài ba centimét âm thanh thi đã đi được tới 33cm, máy bay bay được gần nửa mét, Trái đất đi được 30 m trong chuyển động quanh Mặt trời còn ánh sáng thì đi được 300 km.

Những sinh vật nhỏ bé ở xung quanh ta, nếu chúng biết suy nghĩ thì chắc chắn chúng sẽ không coi một phần ngàn giây là một khoảng thời gian không đáng kể. Đối với loài côn trùng, khoảng thời gian đó chúng có thể hoàn toàn cảm giác được. Con muỗi trong một giây đập cánh được từ 500 đến 600 lần cả lên xuống, vậy trong một phần ngàn giây nó vừa đủ nâng cánh lên hoặc hạ cánh xuống một lần.

Photobucket

Hình 5 — Bên trái là một chiếc đồng hồ nước dùng thời cổ. Bên phải là chiếc đồng hồ quả quít thời cổ. cả hai đều không có kim phút.

Con người không thế cử động chân tay nhanh như côn trùng. Chuyển động nhanh nhất của chúng ta là cái chớp mắt. hay nháy mắt. theo nghĩa đen của nó. Mắt chớp nhanh đến nỗi ta không kịp nhận ra hiện tượng mắt bị che đi trong khoảnh khắc. Tuy nhiên, chắc không mấy người biết rằng cái chuyển động « nháy mắt » mà người ta quen dùng để ví một sự nhanh không tường tượng được ấy lại xẩy ra khá chậm, nếu đo nó bằng phần ngàn giây. Những phép đo chính xác cho biết một cái chớp mắt có ba giai đoạn: mi mắt cụp xuống (từ 75 đến 90 phần ngàn giây), mi mắt đã cụp xuống đứng yên không động đậy (từ 130 đến 170 phần ngàn giây) và mi mắt nâng lên (khoảng 170 phần ngàn giây). Đấy, các bạn xem, một cái « nháy mắt» hiểu theo nghĩa đen của nó lại là một khoảng thời gian khá lớn đủ để mi mắt nghỉ ngơi một chút. Và giá như chung ta có thể cảm giác một cách phân biệt những ấn tượng kéo dài trong một phần ngàn giây, thì trong « một nháy mắt » ta sẽ nhận ra được hai chuyển động chậm chạp của mí mắt xen giữa là một khoảng thời gian « giải lao » của nó.

Nếu như hệ thần kinh của ta có cấu tạo như thế thì ta sẽ thấy thế giới bao quanh ta biến đổi đi đến thành kỳ dị. Những hình ảnh kỳ lạ mà bấy giờ mắt ta sẽ nhìn thấy đã được nhà văn người Anh là Oenxơ mô tả trong câu chuyện « Một chất thuốc gia tốc mới nhất». Nhân vật chính của câu chuyện đã uống một liều thuốc hoang đường tác dụng đến hệ thần kinh làm cho các giác quan tri giác được các hiện tượng xảy ra nhanh. Dưới đây là một vài thí dụ trong chuyện đó:

« — Từ bé đến giờ đã khi nào anh trông thấy chiếc rèm cửa khép vào cửa sổ theo kiểu như thế chưa?

Tôi nhìn vào chiếc rèm cửa và thấy nó như đứng ngay đờ ra và một góc của nó bị gió gập lại cũng vẫn nguyên thế.

—           Tôi chưa bao giờ trông thấy như thế cả, — tôi nói — Thật kỳ lạ!

—   Còn cái này nữa? — anh ta vừa nói vừa xòe bàn tay đang cầm cái cốc ra.

Tòi chắc mẩm cái cốc sẽ vỡ tan tành, nhưng nó vẫn không nhúc nhích: nó treo lơ lửng trong không khi.

Chắc anh biết chứ — Ghípbéc nói — một vật rơi thì trong giây đầu tiên nó đi xuống được 5m. Và cái cốc hiện đang đi trên đoạn đường 5m ấy, — nhưng, anh biết đấy, mới chưa hết một phần trăm giây (Phải hiểu rằng trong 1/100 giây đầu tiên rơi, vật không đi được 1/100 của 5m mà chi đi được 1 /10 000 của 5m (theo công thức S = 1/2gt2) nghĩa là một nửa milimét, còn trong 1/1 000 giây đầu tiên thi chỉ đi được cả thảy l/100mm.). Sự việc này có thể làm cho anh hiểu rõ « thuốc gia tốc » của tôi công hiệu biết là nhường nào.

Cái cốc từ từ rơi xuống. Ghípbéc khoa tay xung quanh cái cốc, đưa tay lên phía trên rồi lại đưa xuống phía dưới.

Tôi nhìn qua cửa sổ. Một người đi xe đạp không nhúc nhích đã đuổi kịp một cái xe cũng chẳng chuyển động được lấy một đốt (Một đốt (pouce) là một đơn vị chiều dài bằng 1/12 của chân (pied). Một chân bằng 0, 324m (N.D.).). Đằng sau xe đạp, một đám bụi đường cũng đứng yên.

… Chúng tôi chú ý tới một chiếc xe ngựa đứng trơ ra như đá. Vành bánh xe, chân ngựa, ngọn roi và hàm dưới của anh đảnh xe ngựa (anh ta vừa bắt đàu ngáp) — tất cả những cái đó đều có chuyển động tuy rất chậm, còn tất cả các bộ phận khác trong đoàn người vụng về ấy đều ngay ra như phỗng. Những người ngồi trong xe tuyệt nhiên không nhúc nhích chẳng khác gi những pho tượng.

… Một hành khách đang loay hoay gấp một tờ báo trước gió cũng ngay đờ ra. Nhưng đối với chúng tôi thì làm gì có cơn gió ấy cơ chứ.

… Tất cả những điều tôi vừa nói, vừa nghĩ vừa làm từ lúc “liều thuốc gia tốc” ngấm vào cơ thể tôi, chỉ là một nháy mắt đối với tất cả những người khác và đối với toàn vũ trụ».

Chắc chắn rằng bạn đọc rất thích biết khoảng thời gian nhỏ nhất mà các phương tiện khoa học hiện nay đo được là bao nhiêu? Ngay từ đầu thế kỷ này, khoảng thời gian ấy đã là một phần vạn giây; còn bây giờ nhà vật lý trong phòng thí nghiệm có thể đo được một phần trăm triệu giây. Khoảng thời gian ấy so với một giây cũng ví như một giây so với 3000 năm vậy.

(Xem tiếp kỳ sau: Kính Lúp Thời Gian)

Trả lời

Mời bạn điền thông tin vào ô dưới đây hoặc kích vào một biểu tượng để đăng nhập:

WordPress.com Logo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản WordPress.com Đăng xuất / Thay đổi )

Twitter picture

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Twitter Đăng xuất / Thay đổi )

Facebook photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Facebook Đăng xuất / Thay đổi )

Google+ photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Google+ Đăng xuất / Thay đổi )

Connecting to %s