Velikost textu: normln | zvtit | zmenitInternetov magazn nejen pro seniory  

Navigace

Svtek
Dnes slav svtek Jaromr,
ztra Zlata.

Mete jim poslat elektronickou pohlednici.

Klub
Uivatel: nepihlen

Vce informac o klubu a lenstv v nm se mete dozvdt na strnkch naeho klubu.

Anketa
Nvtvnci strnek - vk nvtvnk. Dkujeme za hlasovn!
 
 
 
 

Statistika



Podporuj ns
OSTRAVA!!!


MOAP


Nadace OKD


SENSEN


SeniorTip.cz,
ISSN 1801-9900
Vydv: Spolenost senior o.s.

Createt by NETtip 2006
Webhosting SvetHostingu.cz

Jules Antoine Lissajous - francouzský matematik

4. bezna 1822   -  24. erven 1880

Jules Antoine Lissajous je sice oznaován jako matematik, ale postavil se do ady tch, kteí zkoumali chvní, vlnní nebo vibrace a pokusili se je njak matematicky popsat. Byl jedním z prvních prkopník kymatiky, tj. nauky o vlnní.

Vdt nco o vibracích bylo dleité - uenci se zabývali tímto fenoménem z rzných dvod a kadý odkryl jeho ást. Nkteí se vlnním zabývali kvli vztahu hudby a fyziky, asto kvli kostelním zvonm, ale i jiným hudebním nástrojm; jiní brali v potaz pedevším dsledky zvuku z hlediska fyziologického.

Sám se ani za velkého vdce nebo matematika nepovaoval. Nepatí sice mezi fyzikální velikány, ale v odborných kruzích je termín Lissajousovy obrazce pojmem. Pomocí nich se mu podailo najít metodu pevedení mechanických nebo zvukových kmit do viditelných obrazc.

Zmínky o jeho ivot nejsou píliš rozsáhlé; o soukromém ivot není známo tém nic.
Ze zaátk jeho ivota a z jeho dtství je známo pouze to, e se narodil 4. bezna 1822 ve Versailles a e jedním z jeho kamarád byl ve školních letech význaný fyzik Léon Foucault (1819 - 1868), jeho spoluákem ale nebyl.

Od r. 1841 do r. 1847 studoval v Paíi na École normale supérieure, co byla škola speciáln zamená na vzdlávání stedoškolských a vysokoškolských profesor.

Po studiích se stal profesorem matematiky na lyceu Saint-Louis v Paíi.

Lissajous se zabýval pokusy saského fyzika a hudebníka Ernsta Chladniho (1756 - 1827), jeho rod pocházel ze Slovenska.

Chladni bývá nazýván „otcem akustiky“. Vynalézal hudební nástroje a ivil se virtuosní hrou na n. Z toho dvodu zkoumal chvní pruných tyí a desek. Na takovou desku dal vrstviku písku, rozechvl ji pomocí taení smyce na okraji a písek se peskupil do symetrických obrazc; v místech stojatých vln bylo jeho zhuštní nejvtší. Seskupení písku na chvjící se desce se nazývá „Chladniho obrazce“. Pokus v r. 1809 vidl i císa Napoleon Bonaparte a byl jím tak nadšen, e poádal o peklad popisu pokusu do francouzštiny.
Lissajous zpracoval Chladniho pokusy do své disertaní práce, za kterou získal v r. 1850 doktorát.
Téma práce bylo: „Sur la position des noeuds dans les lames qui vibrent transversalement“ (piblin O poloze uzl v plechách, které pín kmitají).

Lissajous s také pokoušel studovat vlny, které vznikaly penosem zvuku z rozkmitané ladiky do vody.
Nezávisle se u podobnými pokusy, jaké dlal Lissajous, zabýval v r. 1815 americký fyzik - samouk Nathaniel Bowditsch (1773 - 1838), ale jeho hlavní pokusy, které se pozdji vyuívaly, se týkaly námoních pístroj, nikoliv vlnní.

Uvádí se, e Bowditsch pouíval tzv. Blacburnovo kyvadlo, co je nemoné, protoe skotský fyzik a pítel lorda Kelvina Hugh Blackburn (1823 - 1909) byl v dob Bowditschova pokusu starý teprve osm rok. Konstruktérem kyvadla byl tehdy jakýsi James Dean.
Blackburnovo kyvadlo je ve tvaru „Y“ zavšeno na dvojitém závsu a na „noice“ písmene Y je nádobka s pískem, ze které písek odsypává a zaznamenává dráhu pohybu. Pouívalo se a v dob Lissajousových pokus.

Pro asové srovnání - Foucault dlal svj slavný pokus s kyvadlem v r. 1852.

Podstata Blackburnova kyvadla je, e vzhledem k dvojitému závsu kmitá kyvadlo ve vzájemn prostorov posunutých rovinách. Tohoto principu pouil Lissajous pi svém pokusu. - Ale patrn z poznatk Foucaltových o problémech s upevnním jeho kyvadla a mechanickým tením v závsu, uil ponkud jiné metody. Upevnil dv ladiky k sob vzájemn v kolmých rovinách a na kadou ladiku upevnil malé zrcátko. Ladiky byly uspoádány tak, aby se paprsek dopadající na jedno zrcátko odráel do druhého zrcátka a pak teprve na stínítko.

Zní-li pouze jedna ladika, ukazuje se na stínítku svtlý prouek buto vodorovný nebo svislý, podle toho, která ladika zní. Zní-li ob ladiky souasn, jejich pohyby se skládají a na stínítku se objevuje obrazec, který odpovídá jejich vzájemnému intervalu. Souhlasí-li oba tóny, ukáe se na stínítku úseka nebo elipsa nebo kruh. V pípad jiných interval vznikají zajímavé obrazce. Záleí pedevším na pomru kmitot obou vlnní. Je-li to racionální íslo, pak vznikají kivky, které jsou uzavené. Také lze zjistit vzájemný posuv fází obou vlnní.
Tyto kivky jsou na Lissajousovu poest nazývány Lissajousovými obrazci, nkdy také i Bowditsch - Lissajousovy obrazce.

Pokus provádl Lissajous v r. 1855 a v r. 1856 ho popsal v pojednání „Sur un cas particulier de stéréoscopie fourni par l'étude optique des mouvements vibratoires“ (piblin O zvláštním pípadu stereoskopie vzniklém pi optickém zkoumání kmitavých pohyb). íká se, e pomocí tohoto pokusu dokázal Lissajous vidt zvuk.

Podle nkterých zdroj bylo Lissajousovým nejdleitjším pojednáním „Note sur un moyen nouveau de mettre en évidence le mouvement vibratoire des corps“ (Poznámka o novém micím prostedku zaznamenávání kmitavého pohybu tles) z r. 1855 v informaním asopisu Francouzské akademie vd - „Comptes rendus hebdomadaires des séances de l’Académie des sciences“ (Doruené týdenní výty ze schzí Akademie vd), zkrácen jen „Comptes rendus“.
V tomto roce doporuil Lissajous na základ svých zkoumání standardní kmitoet pro „komorní a“ v hudb 435 hertz; dnešní standardní kmitoet je 440 Hz. V r. 1858 ustanovil císa Napoleon III. komisi, aby Lissajousem navrené standardní „a“ zavedla, a jmenoval Lissajouse jejím konzultantem.

Vtší pojednání o tyiaosmdesáti stranách bylo z píštího roku a jmenovalo se „Mémoire sur l'étude optique des mouvements vibratoires“ (Elaborát o optickém zkoumání kmitavých pohyb). A dále v r. 1858 napsal „Sur les vibrations transversales des lames élastique“ (O píném kmitání pruných plech). - Pokud se zamyslíme nad Lissajousovým pokusem a nkdy jsme pracovali s osciloskopem, všimnme si podobnosti: vzájemn kolmé ladiky jsou v osciloskopu nahrazeny vychylovacími destikami; stínítko tam máme také. Proto se osciloskop hodn uívalo pro demonstraci Lissajousova pokusu. - První konstrukce osciloskopu vznikla a na konci devatenáctého století a práv na prbhu elektrického stídavého proudu pi rzných kmitotech a fázovém posuvu dvou srovnávaných prbh proudu lze nejlépe Lissajousovy obrazce pedvádt.

Další francouzský matematik a fyzik Jean-Marie Duhamel (1797 - 1872) se pokusil pedvést tyto kmity pomocí mechanického závsu, co bylo to, emu se snail Lissajous vyhnout. Doposud byly kivky na stínítku pouze viditelné oima, ale nebyly zaznamenávané. Nkteré prameny tvrdí, e Lissajous dokázal velmi dobe pednášet; pouíval i jakýchsi trik pi výkladu, ím spíše pišel ve známost. Uvádí se, e uvaoval i o finanním vyuití svého objevu, to se mu však nepodailo, ale rzné firmy vyrábly pístroje, pomocí nich bylo moné Lissajousovy kivky pedvádt.

O jedné Lissajousov pednášce z r. 1857 referoval britský fyzik a matematik John Tyndall (1820 - 1893). Bylo to pedvedení vzniku obrazc ped Spoleností k povzbuzení národního prmyslu (Sociéte d´encouragement pour l´industrie nationale) a ped císaem Napoleonem III. Tyndall uvádl, e pi njakých jeho námitkách okamit Lissajous nabídl své pedvedení pímo v Londýn. Pi pokusech Lissajousovi asistoval francouzský vynálezce, výrobce pístroj Jules Dubosq (1817 - 1886), který byl také jedním z prvních fotograf ve Francii. Pokusm byl pítomen také další význaný anglický vdec Michel Faraday (1791 - 1867), který byl velmi nadšen.

Uvádí se dokonce, e Lissajous pomocí uritého nastavení zobrazoval dokonce na stínítku své jméno.

Lissajous byl také tím, který navrhl systém tzv. normálního ladní pro hudební nástroje, tj. stanovení pesné vzdálenosti mezi tóny. Mohl to udlat, protoe ve svých pokusech zjistil a hlavn zaznamenal zákonitosti hudebních interval. Tento jeho systém ladní byl v r. 1859 pijat.

V r. 1862 Duhamel zpracoval grafickou metodu pro urení výšky tónu. Ladiku na jednom konci opatil slaboukým drátkem, který sloil jako pisátko na otáející se válec opatený zaazeným papírem.

Lissajous vynalezl vibraní mikroskop, který nazýval „phonoptometre“ - a další z význaných akustik, nmecký fyzik a léka Hermann von Helmholtz (1821 - 1894) takový pístroj sestrojil a pouíval pedevším pi svých fyziologických pokusech se sluchem a zvukem. Helmholtz o svém zkoumání napsal v r. 1863 knihu „Nauka o vnímání zvuk jako fyziologický základ pro teorii hudby“ (Lehre von den Tonempfindungen als physiologische Grundlage für die Theorie der Musik), v nm Lissajouse citoval. Vibraní mikroskop je na obrázku.

Vibraní mikroskop umooval urit kmitoet kmitající ladiky nebo jiných kmitajících pedmt, napíklad strun, s ohledem na srovnávací ladiku se známým kmitotem, s ním se kmitoet zkoumaného pedmtu srovnával.

Srovnávací ladika mla malinkou oku, pipevnnou k jednomu z ramen ladiky. Kdy tato ladika znla, bylo moné pomocí oky ono chvní vidt. Zkoumaný pedmt byl situován kolmo k srovnávací ladice a byly zaznamenávány kmity obou pedmt pomocí Lissajousových obrazc.

Jeho obrazce se brzy staly pedmtem pedvádní jak ve školách, tak pi nauných pednáškách. - Jeho objev vedl ke konstrukci pístroje, nazvaného harmonograf, který byl zaloen na Blackburnov kyvadle.

Londýnská firma Tisley & Spiller vyrábla takovýto harmonograf pedevším pro pedvádní Lissajousova pokusu - ke kresb Lissajousových kivek. Dv mechanicky provázaná kyvadla s hrotem na konci se pohybovala nad sklennou deskou, zaernnou nad plamenem a hroty seškrabovala saze. Posluchai mohli vidt linky malebných vzorc, jak je vidt na obrázku.

Velké pedvádní tohoto pokusu se poádalo na Všeobecné výstav v Paíi (Exposition Universelle) v r. 1867. Zprávu o pokusu uvedly i americké oficiální vdecké zprávy „Reports of the United States Commissioners to the Paris Universal Exposition 1867“ (Zprávy zmocnnc Spojených stát o paíské Všeobecné výstav v r. 1867). Lidé se mohli pesvdit, jak vypadají obrazce asto pouívané v západní hudb - velká kvinta, malá tercie apod. Ped oima divák Lissajous tém „kouzlil“ své obrazce, které podle kmitotu promoval, utváel, zastavoval a zase vracel. Pemoval jeden obrazec na druhý a podobn.
Obrázek výstavišt následuje.
V pojednání Akademie vd „Compes rendus“ vyšel v r. 1867 lánek „Sur l’interfé-rence des ondes liquides“ (O interferenci vln kapalin).
Za pruského obleení ve válce prusko-francouzské se Lissajousovi podailo uprchnout z obleené Paíe pomocí balónu a ješt bhem války se v r. 1871 pouíval jím vynalezený optický telegraf.
V sedmdesátých letech devatenáctého století se pokusy se záznamem zvuku a s vnímáním zvuku také zabýval na praské Karlo-Ferdinandov univerzit brnnský rodák, rakouský fyzik Ernst Mach (1838 - 1916).
Lissajousových pokus pouil v r. 1882 pi svých výzkumech také významný britský fyzik, nositel Nobelovy ceny lord Rayleigh (1842 - 1919) a citoval je ve svých pojednáních.
Lissajousovo pedvádní zvukových vln našlo velkou oblibu nejen u veejnosti, ale i mezi vdci. A tak byl v r. 1873 navren „za své krásné pokusy“ a práce pi pozorování, mení a výkladu pi nich. na udlení La Cazeovy ceny, kterou udlovala Akademie vd. Napsal tehdy pojednání „Sur le phonoptometre, instrument propre à l´étude optique des mouvements périodiques ou continus (O fonooptometru, zvláštním pístroji na zkoumání periodických nebo plynulých pohyb).

Byl rovn v tomto roce kandidátem na akademika ve fyzikální sekci Akademie vd, ale nebyl zvolen.

V r. 1874 se stal rektorem na savojské univerzit Akademie v Chambéry v jihovýchodní Francii a hned následujícího roku se stal rektorem Akademie v Besançonu v departmentu Franche-Comté, o nco severnji.

V roce desátého výroí úmrtí Léona Foucaulta Lissajousovi vyšel v asopise „Recueil des travaux scientifiques“ (Sborník vdeckých prací) lánek „Notice historique sur la vie et les travaux de Léon Foucault“ (Historická poznámka o ivot a pracích Léona Foucaulta). Podle nkterých zdroj se podílel na píprav vydání spis Foucaultových, ale i spis dalšího fyzika, který se zabýval vlnním - Augustina-Jeana Fresnela (1788 - 1827), známého vynálezce Fresnelovy oky.

V r. 1879 byl jmenován dopisujícím lenem Akademie vd.

Zemel osmapadesátiletý v Plombières-les-Bains ve Vogézách, pravdpodobn pi lázeském pobytu. Místo jeho posledního odpoinku známo není.

Jeho jednoduchý pokus byl pouíván pro mení vlnní i mení zvuku, vetn mení rádiových vln do doby vynálezu osciloskopu a digitální techniky. S Lissajousovými obrazci se meme setkat v mechanice, akustice, elektomagnetismu, v optice pi studiu polarizace svtla. Jsou to pesné metody a proto se více pouívají v laboratoích. Dnes je nalezneme v poítaové grafice.

Od r. 1965 uívá Australská rozhlasová spolenost (Australian Broadcasting Corporation - ABC) jeden z Lissajousových obrazc jako svj znak - své logo. 
Dobromila Lebrová
* * *
Zobrazit všechny lánky autorky


Komente
Posledn koment: 25.06.2021  08:04
 Datum
Jmno
Tma
 25.06.  08:04 Von
 24.06.  09:59 olga jankov