Objev, který nestál skoro nic ****************************************************************************************** * Objev, který nestál skoro nic ****************************************************************************************** Nejméně třikrát bylo už naše hlavní město zapsáno do místopisného rejstříku největších fyz novověkých dějin. Zasloužil se o to i salcburský rodák Christian Doppler.. ****************************************************************************************** * Objev, který nestál skoro nic ****************************************************************************************** O Nobelových cenách za fyziku rozhodují lidé, při posuzování historické významnosti fyziká je nejvyšším a konečným rozhodčím čas. Díky jeho svědectví už nikdo nezpochybní, že právě šťastná náhoda Johannu Keplerovi, Christianu Dopplerovi a Friedrichu Reinitzerovi. Kepler pražského pobytu napsal dílo Astronomia nova obsahující první dva zákony pohybu planet, ch Reinitzer v Praze objevil kapalné krystaly a Doppler zde došel k závěru, že "kmitočet vln, zdroj pohybující se vzhledem k pozorovateli, se mění v závislosti na rychlosti tohoto pohy těch činů byl zakončením příběhu s předem neznámým scénářem. O Dopplerově efektu se dokonc výsledkem nepřesného řešení neskutečného problému. Přesto může být počítán k největším pří přírodní vědy lidstvu. Od narození Christiana Dopplera uplynula právě dvě století. Brzy po příchodu do Prahy získal ochránce a patrona v Bernardu Bolzanovi, měl možnost publ Pojednáních královské společnosti nauk a jako člen Společnosti (od roku 1840 mimořádný, o už řádný) prezentovat své myšlenky kolegům i odpůrcům. Během dvanáctiletého pražského poby uveřejnil 35 fyzikálních a matematických prací, tj. více než polovinu celého svého vědecké když se ani sám nepočítal k experimentátorům, jeho invence v oblasti konstrukčních úprav p zdokonalování měřicích metod byla obdivuhodná. Představu o nápadech, s nimiž přicházel, al neuskutečnil, mohou dát názvy některých článků: Popis nového přístroje (cyklografu) ke spo kruhových oblouků libovolného poloměru. O některých zdokonaleních měřického stolu. Optický přístroj, který umožňuje okamžité určení vzdálenosti předmětů pouhým zaměřením. O způsobu, a určit periodické pohyby mimořádně velkých rychlostí. O omatogoniometru aneb přístroji k úhlu. O katoptrickém zařízení k vytyčování tzv. železničních a jiných křivek. Metoda k urč molekul vzduchu při zvukových kmitech. Stejně spekulativně jako otázkami pozemskými se zabýval i astronomickou problematikou; své podložit ani vlastními pokusy, ani údaji z literatury. Není tedy divu, že úvahy o tom, zda pozorovat stálice zakryté jádrem komety, nebo tvrzení, že Měsíc má hustou a průzračnou atm pozornost nevzbudily. A přesto je Doppler považován za zakladatele astrofyziky. Historikov mají v tomto případě snadnou úlohu. Znají spolehlivě jak místo, tak i čas, kdy dějiny toho začaly. ****************************************************************************************** * Zpochybněte Dopplera ****************************************************************************************** O objevu, který později ovlivnil vývoj mnoha vědních oborů i medicíny, se jako první dověd přírodovědné sekce Královské společnosti nauk, přítomní 25. května 1842 na schůzi v dnešní sále Karolina. Zasedání se zúčastnili matematik a filozof Bernard Bolzano, matematik a fyz Hessler, přírodovědec Jan Svatopluk Presl, lékař Josef Redtenbacher, syn učitele a hudební Ryby oftalmolog Josef Arnošt Ryba a ředitel univerzitní knihovny Antonín Ferdinand Spirk. Dopplerova přednáška měla název O barevném světle dvojhvězd a jejím předmětem bylo zobecně světla přicházejícího k nám z hvězd. V dějinách fyziky je pojem aberace spojován s anglick Jamesem Bradleym, který zjistil, že změna polohy stálic pozorovaná například během roku je skládání konečné rychlosti světla a různé rychlosti pohybu pozorovatele; rychlost Země vůč od ledna do července změní o cca 60 km/s. Podle Dopplerova tvrzení musí vzájemný pohyb zdr pozorovatele vést nejen ke změně směru šíření paprsku, ale i jeho barvy. Téhož roku vyšla Dopplerova přednáška v Pojednáních Královské české společnosti nauk jako sedmnáctistránkový článek nazvaný O barevném světle dvojhvězd a některých jiných hvězd na Bezprostředně po uveřejnění se práce setkala spíše s rozpaky než s nadšením. Není to vůbec Dopplerovy úvahy byly založené na nepotvrzeném předpokladu, že navzájem se obíhající dvojh jedna se od Země vzdaluje a druhá k ní přibližuje, svítí v doplňkových barvách; světelné v hvězdy se zkracují, její světlo modrá, světlo druhé hvězdy naopak rudne. I když pro změnu se měl vzájemný pohyb zdroje a pozorovatele (pohybující se zdroj, klidný pozorovatel a opa odvodil vzorce, nemohl je prakticky ověřit. Doufal, že postačí logické argumenty: "Víme ze zkušenosti, že loď s malým ponorem pohybující se proti mořským vlnám se musí střetnout s v a s větším nárazem než loď, která se nepohybuje, nebo pluje ve směru šíření vln. Proč by t vodní vlny, nemělo s nezbytnými modifikacemi platit i pro vlny vzduchu nebo éteru?" Ukázalo se, že své současníky přecenil. A nejenom je. Za zpochybnění Dopplerových úvah byl akademií vypsána zvláštní cena ještě v roce 1879! Dnes už Dopplerův jev nikdo neodmítá. Ani laikovi nemůže totiž ujít, že zvuk motoru je vyš auto nebo letadlo k nám přibližuje, a od okamžiku míjení začne naopak výška zvuku klesat. případě počet vln dopadajících na náš ušní bubínek za jednotku času vzrůstá, vnímáme vyšší Při vzdalování motoru je situace opačná. Akustický jev se podařilo dokázat ještě za Dopple železnicích v Nizozemsku, Belgii a Skotsku. V experimentu účinkovali především hudebníci. na plošině vagónu rychle jedoucího vlaku, druzí stáli u trati a sledovali změnu výšky tónů byl poprvé pozorován až po Dopplerově smrti. Ne však na světle barevných dvojhvězd, protož Dopplerův princip neplatí, ale na jednotlivých čarách hvězdných spekter. Objev, který nestál skoro nic I geniální myšlenky mají různý osud. Některé bez povšimnutí zapadnou, protože pro ně ještě nebyly aplikovány ve vhodném oboru nebo na vhodné objekty. U Dopplerova objevu se naštěstí kam se nehodí, a naopak, kde může být užitečný. Celková bilance jeho úspěchů v medicíně, p technických vědách je neobyčejně bohatá. Umožnil změřit rychlost pohybu Země kolem Slunce, Slunce, planet i některých hvězd, zjistit závislost rychlosti pohybu galaxií na jejich vzd rychlosti slunečních erupcí, pohyb hmoty uvolňované při výbuchu nov a supernov, měřit tepl hvězd; počítat s ním musí nejen astrofyzika, ale i fyzika jaderná a reaktorová. Mnoho technických aplikací využívá existenci Dopplerova jevu pozorovaného u vln odražených se předmětu. Na tomto principu je založeno nejen měření rychlosti vozidel pomocí mikrovlnn letecká, námořní a kosmická navigace. Současné radiolokátory vysílají krátkovlnné impulsy do 35 GHz. Mikroelektronické obvody jsou schopné rozdíl mezi vysláním signálu a přijatou o v miliardinách sekundy. Jestliže se sledovaný objekt pohybuje, můžeme ze změněného kmitočt rychlost. Dopplerův jev slouží i univerzální záchranné službě KOSPAS-SARSAT. V leteckém a strojírenském průmyslu našel efekt uplatnění při měření rychlosti výtoku plyn obtékání profilů křídel letadel, rychlosti rotujících strojních součástí aj. Významnou úlohu hraje také v lékařské ultrazvukové diagnostice. Díky němu se dají měřit ry srdečních chlopní, žaludečních stahů a podle odrazu ultrazvuku od červených krvinek také r krve v cévách. Stal se základem metod spolehlivé a bezbolestné indikace trombóz, je prostř informací o zúžení mozkových cév, umožňuje předcházet jak mozkovým mrtvicím, tak kardiovas onemocněním. Dopplerův objev patří k těm úspěchům fyziky, které jsou spíše darem šťastné intuice než vý racionálního myšlení. Nebyly na něj nárokovány žádné finanční prostředky, nemusely být pod jak řešitel plní časový harmonogram výzkumu a jestli se přibližuje k vytyčenému cíli. Dopp nestál vlastně vůbec nic