Có nhiều hiện tượng trong tự nhiên tưởng chừng đã quen thuộc với mỗi chúng ta, chúng ta nghe thấy, nhìn thấy hàng ngày nhưng có thể chúng ta chưa biết tại sao lại như thế! Dưới đây là 8 trong số các hiện tượng đó!
1. Tại sao bầu trời lại có màu xanh?
Nguyên nhân khiến bầu trời có màu xanh là do một hiện tượng mà chúng ta gọi là phân tán. Ánh sáng mặt trời khi đi qua lớp khí quyển trái đất bị cản lại, phản xạ ánh sáng đến mọi nơi. Nếu bạn đã từng quan sát ánh sáng đi qua lăng kính, bạn sẽ thấy ánh sáng phát ra từ mặt trời bao gồm nhiều màu sắc, mỗi màu lại có một bước sóng khác nhau. Ánh sáng màu xanh lam có bước sóng tương đối ngắn, nên các phân tử trong không khí phân tán nó đi xung quanh, làm nhuộm cả bầu trời thành màu xanh dương. Trong khi đó ánh sáng đỏ có bước sóng dài hơn, vì thế hoạt động mạnh hơn và không bị phân tán đi nhiều như thế. Điều này giải thích vào những buổi trong ngày khi mặt trời lên cao, ta thấy bầu trời luôn có màu xanh trong.
Vào buổi bình minh và hoàng hôn, ánh sáng mặt trời không chiếu thẳng mà phải đi một đường xa hơn để tới được mắt người. Lúc đó ánh sáng có bước sóng ngắn bị tán xạ đi và mắt người chỉ còn nhìn thấy ánh sáng có bước sóng dài, đó là lí do tại sao vào lúc hoàng hôn và bình minh ta thường thấy bầu trời có màu đỏ, cam và vàng.
2. Trái đất của chúng ta bao nhiêu tuổi?
Tuổi thọ của trái đất là một vấn đề gây tranh cãi qua nhiều thế kỷ. Trở lại năm 1654, một học giả tên là John Lightfoot, tác giả của các tính toán dựa trên "sách Kinh Thánh Sáng Thế", đã tuyên bố rằng trái đất được tạo vào lúc 9 giờ sáng (giờ Lưỡng Hà), ngày 26/10/4004 Trước Công nguyên. Cuối những năm 1700, nhà khoa học tên Comte de Buffo, từ thực nghiệm về sự nguội đi của địa cầu, ước tính trái đất khoảng 75.000 năm tuổi. Vào thế kỷ XIX, nhà vật lý học Lord Kelvin sử dụng các phương trình khác nhau để tính tuổi của trái đất là 20-40 triệu năm.
Nhưng trội hơn là các giả thiết vào những năm cuối thế kỷ XIX, đầu thế kỷ XX, bằng việc phát hiện tán xạ. Các nhà khoa học trái đất đã sử dụng các kiến thức đó để xác định tuổi của các tảng đá trên trái đất, cũng như các mẫu thiên thạch và đá được các phi hành gia mang về từ mặt trăng. Từ đó, các nhà khoa học có thể xác định được rằng trái đất đã hình thành khoảng 4,54 tỷ năm trước với 1% không chắc chắn.
3. Mặt trời có khi nào ngừng chiếu sáng?
Câu hỏi nhắc chúng ta liên tưởng đến bài hát "The End of The World" của Skeeter Davis. Trong lời bài hát nữ ca sỹ tự hỏi tại sao mặt trời vẫn còn chiếu sáng khi người cô yêu dường như đã rời bỏ cô. Ca từ trong bài hát là thực tại xung quanh chúng ta: cho dù mặt trời vẫn chiếu sáng hoặc chim vẫn hót trên cành cây - tất cả đều bền chặt hơn cảm xúc mong manh trong mỗi con người. Cho dù cô gái thất tình trong bài hát cảm thấy bất hạnh khi được sinh ra quá sớm - khoảng 5,5 tỷ năm - đều nhận được hay mất đi một vài thứ trong đời. Đó là thời điểm khi mặt trời, cũng như bao ngôi sao khác, là một lò phản ứng nhiệt hạch khổng lồ, sẽ bị cạn kiệt khí hydro trong lõi đến nỗi bốc cháy như nhiên liệu để tạo ra ánh sáng mặt trời và bắt đầu đốt cháy hydro ở các lớp xung quanh nó
Đó là sự khởi đầu của cái chết của mặt trời mà ở đó lõi của mặt trời sẽ bị co lại và các lớp bên ngoài của nó sẽ nới ra khủng khiếp, biến mặt trời thành một hành tinh đỏ khổng lồ. Ở vụ nổ cuối cùng, mặt trời sẽ "quay chín" hệ mặt trời bằng một vụ nổ nhiệt, biến ngay cả những vùng băng giá thường xuyên nhất của sao Diêm Vương và vành đai Kuiper (tên gọi trước đây là Neptune) thành một lò tắm hơi. Có khả năng các hành tinh trong hệ mặt trời (bao gồm cả trái đất) cũng sẽ bị cuốn vào hành tinh rực lửa này hoặc bị biến thành tro.
Trừ khi con người tìm được hành tinh khác để ẩn náu, không ai muốn ở lại để trải nghiệm địa ngục cuối cùng này. Mặt trời ở khoảng nửa tuổi thọ dự kiến của mình đã dần dần nóng lên, và một triệu năm sau tính từ thời điểm hiện tại, mặt trời sẽ sáng hơn bây giờ khoảng 10%. Sự gia tăng bức xạ mặt trời đó đủ đun sôi tất cả các đại dương trên hành tinh của chúng ta
4. Nam châm hoạt động như thế nào?
Nam châm là các vật có khả năng hút và đẩy vật bằng sắt hay thép non. Trong Từ học, nam châm là một vật có khả năng sinh một lực dùng để hút hay đẩy một từ vật hay một vật có độ cảm từ cao khi nằm gần nam châm. Lực phát sinh từ nam châm gọi là từ lực.Nam châm là một nguồn từ có hai cực: Bắc và Nam, và một từ trường tạo từ các đường sức đi từ cực Bắc đến cực Nam.
Bên trong một cục nam châm luôn có những hạt kim loại nhiễm từ nhỏ xíu. Mỗi hạt trong số chúng hoạt động như một nam châm cá thể. Trong một cục nam châm công nghiệp, những hạt này xếp thẳng hàng. Chính vì thế nếu cắt một cục nam châm ra làm đôi, ta có được hai cục nam châm riêng lẻ, và cứ thế mãi.
Một vật liệu kim loại có chất nền bằng sắt luôn chứa bên trong những hạt nhiễm từ (gọi là nam châm hóa) song chúng lại có định hướng khác nhau. Do vậy, từ tính chung bị triệt tiêu. Nếu ta sắp thẳng hàng những hạt này với một nam châm, sau một thời gian vật liệu đó sẽ bị nhiễm từ.
5. Tại sao lại có cầu vồng?
Cầu vồng là hiện tượng thiên nhiên tuyệt đẹp. Khi khoa học chưa phát triển, cầu vồng cũng đã khiến cho con người tin rằng khi cầu vồng xuất hiện ẩn chứa điều kỳ diệu và huyền bí. Trong sách Kinh Thánh Sáng Thế của Thiên Chúa Giáo có ghi chép lại rằng Thiên Chúa đặt cầu vồng trên bầu trời sau trận Đại Hồng Thủy và nói với ông Noah rằng "đây là dấu hiệu của một giao ước mới giữa Thiên Chúa và Trái Đất". Còn đối với người Hy Lạp cổ đại, họ cho rằng cầu vồng chính là nữ thần Iris. Và qua nhiều thế kỷ, các tư tưởng khoa học vĩ đại khác nhau từ Aristotle đến Rene Descartes đều tìm cách để lý giải cho hiện tượng cầu vồng tuyệt đẹp này
Về cơ bản, cầu vồng được tạo ra bởi những giọt nước lơ lửng trong không khí sau một trận mưa. Các giọt nước có mật độ lớn hơn mật độ của các phân tử không khí xung quanh, chúng ta biết rằng ánh sáng mặt trời đi thẳng nhưng sẽ bị lệch khi đi qua ranh giới các chất có mật độ khác nhau vì vậy khi ánh sáng mặt trời chiếu qua chúng, chúng giống như các lăng kính nhỏ, uốn cong ánh sáng. Đó là hiện tượng khúc xạ. Như vậy những giọt nước ở trong không khí có thể làm khúc xạ tia sáng Mặt trời, nhưng với điều kiện tia nắng phải bắt gặp giọt nước dưới một góc tương đối nhỏ, gọi là góc lệch của cầu vồng (khoảng 40 độ so với mặt đất). Điều đó giải thích tại sao ta lại nhìn thấy cầu vòng vào buổi sáng hoặc buổi chiều, chứ không bao giờ vào buổi trưa. Thật thú vị khi bạn nhìn thấy cầu vồng khi đang trên máy bay, bạn sẽ thấy nó có hình chiếc đĩa hơn là hình vòng cung.
6. Thuyết tương đối là gì?
Thuyết tương đối của Albert Einstein bao gồm 2 lý thuyết vật lý là thuyết tương đối hẹp và thuyết tương đối rộng. Einstein đưa ra một ví dụ rất thông minh để giải thích lý thuyết này: "Khi một người đàn ông ngồi cạnh một phụ nữ xinh đẹp trong 1 giờ đồng hồ thì cũng chẳng khác gì so với một phút. Nhưng để anh ta ngồi cạnh một đống lửa cháy lớn thì một phút đối với anh ta dài hơn bao giờ hết". Đó là thuyết tương đối.
Trước Einstein, con người đều tin rằng thời gian và không gian là cố định, không thể thay đổi vì đó là cách họ nhìn con người từ vị trí thuận lợi của con người trên mặt đất. Nhưng Einstein đã sử dụng toán học để chứng minh rằng các điểm tuyệt đối đều hoàn toàn là ảo giác. Ông giải thích, không gian và thời gian đều có thể trải qua những sự biến đổi: không gian có thể co lại, giãn ra hay bị uốn cong, và tỷ lệ mà tại đó thời gian trôi đi có thể thay đổi cũng như nếu có một đối tượng chịu tác động của một trường hấp dẫn mạnh hoặc đối tượng bị chuyển động rất nhanh.
Hệ thống định vị toàn cầu GPS có vệ tinh phụ thuộc vào sự đo lường chính xác thời gian để cung cấp vị trí bản đồ trên trái đất là một minh chứng. Các vệ tinh đang chuyển động rất nhanh quanh trái đất với vận tốc khoảng 14.000km/giờ và nếu các kỹ sư không gian không điều chỉnh giờ của chúng để bù lại khoảng tương đối thì trong vòng một ngày, Google Maps trên điện thoại sẽ đưa cho chúng ta các vị trí cách vị trí thực sự 9,86km.
7. Tại sao bọt bong bóng lại có hình cầu?
Thực tế, nếu bạn đã từng chơi trò thổi bong bóng xà phòng, thì bạn sẽ thấy bọt bong bóng không phải lúc nào cũng có hình tròn. Khi bắt đầu được thổi, bọt bong bóng có hình dạng dài dài, và để có hình cầu, các bọt bong bóng phải tự định hình lại. Đó là vì các bọt bong bóng có lớp chất lỏng mỏng mà ở đó các phân tử dính lại với nhau bởi lực hút, hiện tượng này gọi là gắn kết. Điều này tạo nên lớp màng mỏng mà chúng ta gọi là sức căng bề mặt, tạo thành rào cản chống lại các phần tử cố gắng đi qua nó. Bên trong lớp màng mỏng, các phân tử không khí bị mắc kẹt không thể di chuyển ra bên ngoài, ngay cả khi chúng cố đẩy các phần tử nước ra. Nhưng không phải chỉ có các phân tử nước hoạt động trên bề mặt đó. Bên ngoài, các phân tử không khí khác cũng đang cố đi xuyên qua lớp màng. Cách hiệu quả nhất để lớp màng mỏng này chống trọi được với sự xuyên thủng của các phân tử không khí là tự định hình thành thành hình cầu nhỏ gọn nhất có thể.
Thật thú vị khi các nhà khoa học đã tìm ra cách làm cho bọt bong bóng có hình dạng khác hình cầu, giúp nghiên cứu hình học của bề mặt. Họ có thể tạo ra bong bóng có hình lập phương, thậm chí cả hình chữ nhật, bằng cách treo một lớp chất lỏng mỏng trên một khung dây được đúc thành hình dạng mong muốn.
8. Mây được tạo thành từ gì?
Đám mây là một mảng lớn các giọt nước, tinh thể băng, hay hỗn hợp cả hai thành phần này khi chúng lơ lửng bên trên bề mặt trái đất tập hợp thành. Mây được hình thành khi độ ẩm và áp khí trong không khí tăng. Khi nó lên cao, đạt đến một nhiệt độ mát hơn, độ ẩm không khí giảm xuống, hơi nước ngưng tụ thành các giọt nhỏ, hay thành các tinh thể băng, tùy thuộc vào nhiệt độ mà chúng gặp phải. Các giọt nước và các tinh thể băng này tập hợp lại với nhau theo nguyên lý gắn kết. Kết quả là tạo ra các đám mây. Một số đám mây có hình dạng to hơn so với các đám mây khác là vì chúng hình thành ở khu vực có mật độ các giọt nước cao hơn.
Mây chính là một thành phần quan trọng trong chu trình thủy học trên hành tinh của chúng ta, ở đó nước liên tục di chuyển giữa bề mặt và khí quyển, những chuyển hóa từ dạng lỏng sang dạng hơi, rồi thành dạng lỏng, đôi khi là dạng rắn. Nếu không có các đám mây cho chu trình này, sẽ không có sự sống trên hành tinh của chúng ta.
Theo: khoahoc.com.vn
Comments
Post a Comment