Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam
Thứ bảy, 01/10/2005 15:24 (GMT+7)

Các phương trình đỉnh cao của mọi thời đại

1. Đồng hạng nhất - lý thuyết điện từ của Clerk Maxwell

D=p

B=0

E=-∂B/∂t

H= ∂D/∂t+j

Trong đó D là trường dịch chuyển (displacement field), E là điện trường (electric field), B là mật độ thông lượng từ (magnetic-flux density), H là cường độ từ trường (magnetic-field strength), p là mật độ điện tích tự do (free charge density) và j là mật độ dòng tự do (free current density).

Công thức này được nhà vật lý Scotland nổi tiếng James Clerk Maxwell viết ra năm 1873. Chúng mô tả sự biến đổi của một sóng điện từ - chẳng hạn một chùm sáng, một tia X hoặc một sóng viba - theo không gian và thời gian.

Điều thú vị về phương trình này là chúng cho thấy điện trường và từ trường - hai loại lực mà trước đó các nhà khoa học nghĩ rằng chẳng có quan hệ gì với nhau - thực ra lại có liên kết chặt chẽ. Sau phát hiện này, các nhà vật lý tiếp tục liên kết lực điện từ với hai loại lực khác của tự nhiên là lực hạt nhân mạnh và lực hạt nhân yếu - hai lực tác động ở trong nhân của nguyên tử.

Kết quả của giả thuyết được gọi là Mô hình chuẩn của vật lý hạt (Standard Model). Thách thức lớn nhất đối với giới khoa học giờ đây là tìm hiểu rằng liệu lực hấp dẫn - loại lực cơ bản thứ tư trong tự nhiên - có liên quan với mô hình này hay không. Vì thế Maxwell thực chất là nhà vật lý đầu tiên tiến hành hợp nhất các lực của tự nhiên thành một khung lý thuyết đơn nhất.  

Phương trình của Maxwell được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp viễn thông, Chẳng hạn, để thiết kế các ăngten cho điện thoại di động của bạn.

2. Đồng hạng nhất - Phương trình của Euler

eip + 1 = 0

Phương trình được khám phá bởi nhà toán học Thụy Sĩ Leonhard Euler vào thế kỷ 18. Các nhà vật lý thích phương trình này bởi nó chứa đựng 9 khái niệm cơ bản của toán học trong một công thức duy nhất.

9 khái niệm này bao gồm: p bằng chu vi của một đường tròn chia cho đường kính của nó, i - là căn bậc hai của một số âm, và e - là số 2.71828. Sáu khái niệm còn lại là: phép nhân, cộng, phương trình, một, không và "phép tính số mũ".

Phương trình này có ích gì cho bạn? Chẳng gì cả. Công thức của Euler thuần túy là một công thức toán học không có liên quan hiển nhiên nào với thực tế, mặc dù nó được một số nhà vật lý đánh giá là "đẹp".

3. Định luật thứ hai của Newton

F= ma

Công thức này mô tả một thực tế là nếu bạn dùng một lực (F) tác động lên một vật có khối lượng m, vật này sẽ đạt được một gia tốc a nào đó. Phương trình được Isaac Newton mô tả vào cuối thế kỷ 17 và là nền tảng của định luật thứ hai về chuyển động của ông.

Ích lợi của phương trình? Định luật hai của Newton có thể được dùng để giải thích bằng cách nào chiếc xe Mini Cooper mới cứng của bạn có thể tăng tốc từ 0 đến 60 dặm/giờ.

4. Định lý Pythagoras 

a²+b²=c²

Một công thức học đường được ưa thích. Định lý Pythagoras giải thích về mối liên quan giữa các cạnh của một tam giác vuông. Nếu a và b là độ dài của hai cạnh ngắn hơn và c là độ dài của cạnh dài nhất, và muốn tìm ra độ dài của c, bạn chỉ việc tính tổng của bình phương hai cạnh ngắn và lấy căn bậc hai của tổng đó. Công thức này được nhà khoa học Hy Lạp cổ đại Pythagoras mô tả vào thế kỷ 6 trước Công nguyên.

Ứng dụng của phương trình này? Phương trình của Pythagoras hỗ trợ trong phép đo tam giác, giúp chỉ ra vị trí của một ai đó đang sử dụng điện thoại di động chỉ bằng cách sử dụng tín hiệu phản hồi từ 3 ăngten di động khác.

5. Phương trình của Schrödinger

HΨ=EΨ

Công thức được viết bởi nhà vật lý người Áo Erwin Schrödinger vào giữa những năm 1920. Nó mô tả phản ứng của các hạt hạ nguyên tử (như electron), và giúp đóng góp vào lý thuyết "cơ chế lượng tử".

Với các hạt nhỏ như electron, người ta không thể xác định đồng thời chính xác vị trí của chúng trong không gian cũng như tốc độ chuyển động của chúng. Tất cả những gì bạn có thể làm là giả định chúng đang ở một vị trí nào đó trong một khoảng thời gian nhất định. Ký hiệu Ψ trong phương trình được gọi là "hàm sóng" - mô tả xác suất vật thể tồn tại ở những điểm khác nhau trong không gian.

Ích lợi của phương trình? Phương trình của Schrödinger có nhiều ứng dụng trong các thiết bị điện tử. Chẳng hạn, nó được Công ty Quantum Beam ở Cambridge sử dụng để xây dựng một hệ thống dựa trên laser, cho phép kết nối máy tính ở nhà của bạn với mạng Internet mà không cần dây dẫn.

6. Phương trình của Einstein

E=mc²

Công thức nổi tiếng của Einstein cho thấy khối lượng và năng lượng là không thể tách rời. Nếu một vật thể có khối lượng m, nó sẽ có năng lượng là E=mc², trong đó c là vật tốc ánh sáng. Vì c là cực lớn - ánh sáng di chuyển ở tốc độ 300 triệu mét mỗi giây - nên ngay cả những vật cực nhỏ cũng có năng lượng rất lớn.

Một cách tương đương, năng lượng cũng có khối lượng. Bạn có thể sẽ được nghe nhiều về phương trình này vào năm 2005, trong dịp kỷ niệm lần thứ 100 ngày Einstein khám phá ra nó như một phần trong thuyết tương đối của ông.

Ích lợi của phương trình này? E=mc² quyết định lượng năng lượng giải phóng ra khi các nguyên tử bị phân chia trong lò phản ứng của nhà máy điện hạt nhân.

Nguồn: vnexpress   11/10/2004

Xem Thêm

Phát huy vai trò, trách nhiệm của đội ngũ trí thức trong sự nghiệp đổi mới, xây dựng và bảo vệ Tổ quốc
Ngày 25/6/2025, tại Tp. Huế, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Liên hiệp Hội Việt Nam) chủ trì, phối hợp với Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật thành phố Huế (Liên hiệp Hội TP. Huế) tổ chức Hội thảo “Phát huy vai trò, trách nhiệm của đội ngũ trí thức để góp phần tích cực cho sự nghiệp đổi mới, xây dựng và bảo vệ Tổ quốc theo tinh thần Nghị quyết số 45-NQ/TW ngày 24/11/2023”.
An Giang: 8 giải pháp thực hiện đột phá phát triển khoa học công nghệ
Đến nay, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh (Liên hiệp hội tỉnh) đã tập hợp được 40 hội, tổ chức thành viên với 9.554 hội viên cá nhân, trong đó có hơn 3.451 hội viên trí thức. An Giang xác định và đề ra mục tiêu về đột phá phát triển khoa học công nghệ, đổi mới sáng tạo, chuyển đổi số (KHCN, ĐMST, CĐS) đến năm 2030.
Thanh Hoá: Hội thảo KH về giải quyết tình trạng thiếu lao động ở nông thôn, lao động trực tiếp tham gia SX nông nghiệp
Sáng ngày 27/5/2025, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh (Liên hiệp hội) phối hợp với Sở Khoa học và Công nghệ, Viện Nông nghiêp tổ chức Hội thảo khoa học với chủ đề “Giải pháp giải quyết tình trạng thiếu lao động sản xuất ở khu vực nông thôn, lao động có kỹ thuật, tay nghề cao trực tiếp tham gia sản xuất nông nghiệp, nhất là nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao, nông nghiệp hữu cơ”.
Bình Thuận: Đẩy mạnh ứng dụng khoa học, công nghệ vào sản xuất
Sáng ngày 27/5, tại thành phố Phan Thiết, tỉnh Bình Thuận, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh phối hợp với Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh tổ chức hội thảo khoa học với chủ đề “Giải pháp đột phá trong ứng dụng tiến bộ khoa học, công nghệ vào thực tiễn quản lý và sản xuất trên địa bàn tỉnh Bình Thuận”.

Tin mới

Hành trình phát triển văn hóa, ngôn ngữ, giáo dục bền vững của Viện CLEF
Ngày 9/7, Viện Nghiên cứu Phát triển Văn hóa, Ngôn ngữ và Giáo dục (Viện CLEF) đã tổ chức lễ kỷ niệm 5 năm thành lập. Đây là dịp để nhìn lại hành trình hình thành và phát triển của Viện, là lời tri ân sâu sắc gửi tới các đối tác, chuyên gia và cộng đồng học thuật đã luôn đồng hành, hỗ trợ và tiếp sức cho những bước tiến của Viện trong suốt thời gian qua.
Tìm giải pháp thực hiện hiệu quả các dự án viện trợ không hoàn lại
Thủ tục hành chính thực hiện và quản lý các dự án viện trợ không hoàn lại hiện nay còn phức tạp; quy trình xét duyệt, giải ngân còn chậm, ảnh hưởng đến tiến độ và sự hài lòng của đối tác; năng lực quản lý hạn chế; một số đơn vị thành viên thiếu chuyên môn về giám sát tài chính, báo cáo theo chuẩn quốc tế; biến động kinh tế, chính trị toàn cầu khiến nguồn viện trợ không ổn định....
Chủ tịch Phan Xuân Dũng tiếp xúc cử tri tỉnh Khánh Hòa sau kì họp thứ 9, Quốc hội khóa XV
Ngày 9-10/7, Đoàn đại biểu Quốc hội tỉnh Khánh Hòa gồm ông Phan Xuân Dũng, Chủ tịch Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam, bà Đàng Thị Mỹ Hương, Phó Trưởng đoàn chuyên trách Đoàn Đại biểu Quốc hội tỉnh và ông Nguyễn Văn Thuận đã có các buổi tiếp xúc cử tri tại xã Bác Ái Tây và xã Phước Hà sau kì họp thứ 9, Quốc hội khóa XV.