HAJDAN ÉS MOST * FIZIKAI KÍSÉRLETEK. zelni, csak úgy érezhetjük igazi elevenségében

This work is licensed under a Attribution-ShareAlike 3.0 Unported (CC BY-SA 3.0)

14

FIZIKAI KÍSÉRLETEK HAJDAN ÉS MOST * zelni, csak úgy érezhetjük igazi eleven ségében azt a kiilömbséget, a mi a kí Ma, midőn először van szerencsém sérletezés terén a h a j d a n és a m a e díszes körben előadást tartani, ez között van. Intézet mélyen tisztelt igazgatójának És hozzá még az is, hogy a régiek lekötelező szívessége, mellyel a Tudo nagyobb szenvedéllyel kísérleteztek, mány-Egyetem új fizikai intézetének mind a régi, mind a legmodernebb mű mint a maiak. Mert elvégre is a mai fizikus mindig bizonyos megállapított szereit ez alkalomból rendelkezésemre czélzattal foglalkozik a kísérletekkel. bocsátotta, arra indít, hogy a mai estén Ma az eredmény a fődolog; a kísérle a fizikai kísérletezés hajdanának és jelenének jellemző vonásait nehány pél tek valami határozott czélra szolgálnak; tehát bizonyos száraz pozitivizmussal dában bemutassam. foglalkozik velők a mai fizikus. Ellen Egy mai fizikai intézet az emberi ben a régiek legnagyobb része ö nlelemény ességnek, és elmésségnek olyan m a g u k o n a fizikai kísérleteken s a tárháza, melyben — szinte mondhatnám bennök feltárt tüneményeken lelkesedett. — a lehetetlenségek vannak kézzelfog Mintha csodákat idéztek volna elő esz hatóvá téve. Vannak eszközök, melyek közeikből s mintha az lett volna az ideál? a megfoghatatlan kicsit megmérhetővé jók, hogy mentői csodálatosabb tüne teszik. íme a Hipp-féle chronoszkóp, me ményeket fedezzenek fel. lyen a másodpercz ezered részét lemér Mikor a múlt század közepe táján Ch. hetjük ; meghatározhatjuk vele példáúl az F. L u d o l f a berlini akadémia meg inger terjedésének sebességét az állati testben, teszem azt az időt, mely a közt nyitásán az elektromos szikrával aethert a pillanat között, mikor példáúl ezt a gyújtott meg, Németország összes experimentátorai versenyre keltek e kísér csapot be a k a r o m zárni, vagyis mikor agyamban megszületik az akarat hozzá s let végrehajtásában és módosításában. És csakugyan sikerült is Winklernek, a az inger kiindúl és a között, mikor legügyesebbek egyikének, pár hó múlva, újjaim akaratomat t e l j e s í t i k , tehát barátai és hallgatói legnagyobb örö tényleg bezárják a csapot. mére, az újjá hegyéből kiugrasztott A legszélsőbb végletek találkoznak szikrákkal aethert, alkoholt, sőt egy itt. A vakító elektromos fényívtől, mely imént eloltott gyertyát is meggyújtani. ben a fémek is azonnal gőzzé válnak, Ezzel megelégedtek, czéljok el volt csak egy lépés a folyékony szénsavig, érve. Tovább nem mentek ; ezen túl melynek segélyével pár pillanat alatt a már csak a fantázia vitte őket, midőn higanyt is megfagyasztom. a szikrában tűzrészecskéket képzeltek Mindezt Önök ma már legföljebb talán úgy, mint a jezsuita Lozeran du hideg csodálkozással veszik tudomásul. Fesc, ki azt mondja, hogy »a hő szálléDe képzeljenek csak ezen eszközök kony és lényeges sókból, kén, levegő és közé egy múlt századbeli fizikust, kinek aether anyagból van összetéve. R end mindezek még legföljebb csak ábrándjai szerint különféle víz-, föld és fémszerű lehettek. H a most mindezeket meganyagokkal van keveredve s részei erős valósúlva láthatná maga e lő tt! Minő örvényszerű mozgásban vannak «. örömet élvezne, minő kéjelgéssel foglal A fantáziának csakugyan nagyon koznék velők! Ha ezt el bírjuk kép- jelentékeny szerepe volt a jelen századig a fizikában s majdnem úgy foglalkoztak * 1887 január 21-én a Tudománya fizikai kísérletezéssel, mint a XVI-ik Egyetem új Fizikai Intézetében tartott században a költészettel és művészettel. népszerű előadás. Hölgyeim és Uraim!


FIZIKAI K ÍSÉR LETEK H A JD A N ÉS MOST.

A renaissance idejében az udvarok, j| igen erős fiziológiai hatását először egy fejedelmek, nagyúri társaságok kedvte- j C u n a e u s nevű gazdag Ieydeni magánzó lésöket lelték abban, hogy magukat 1 tapasztalta, mikor M u s c h e n b r o e k - n á l épen látogatóban volt. Az ütés elég erős költők és művészekkel környezzék, sőt lehetett, mert Muschenbroek, ki azt maguk is soraikba állva, költeményeiket szavalták, szonetteket irtak, s a nagy természetesen maga is megpróbálta, azt mondja R e a u m u r-h ö z intézett levelé világi bontonhoz tartozott a művésze ben, hogy Francziaország koronájáért tekkel bizonyos intimitásban való élés. sem állaná ki még egyszer. Majdnem ugyanígy foglalkozta"k a Ezek után nincs is mit csudálkozXVIII-ik században a fizikával. Fejedel nunk azon, hogy a XVtII*ik században mek laboratoriumokat rendeztetnek be maguknak, tudósokkal érintkeznek, asz a kísérletezés egyeseknél oly irányba csap, hol a fizikának alig van valami ke taluk körül tudományos vitatkozások folynak s ebéd utáni kedvtelésből kísér resni valója, hova a képzelődés ragadja az embereket. Csak példáúl idézem, leteznek, mint II. Frigyes Sans-Soucishogy, mintha az lett volna a fizika ban. II. Károly udvarában a jól nevelt ideálja, hogy embert szerkeszszen, olyan gentleman-tői .megkívánták, hogy a tele hévvel alkottak automatákat, »rhomme szkópokról és a légszivattyúról tudjon machineo«-kat, s hogy V a u c a n társalogni. Maga a fejedelem eljárt udvarhölgyeivel B o y 1 e kísérleteire s s o n a franczia akadémia tagja, lelke sedve állítja az akadémikusok elé az ő állítólag több figyelemben részesítette híres flótázó autom atáját; holott az egész ezeket, mint az állami ügyeket. automata tudományból Vaucansonnak Párizsban a herczegnők szalónjaiban az az egy élcze ér valamit, hogy mikor a fizikai kísérletekkel játszik a divatos lyoni selyemgyár munkásai strikeoltak, világ. A laboratoriumokban a legjobb hivatkozva az ő szellemi képzettségökre, körökhöz tartozó nők tesznek látogatást. melyet számbavétetni kívántak, Ő egy Du C h á t e l e t asszony falusi jószágán olyan autom atát készített, mely teljesen laboratoriumot rendez be, segédeket értett a selyemfonáshoz, csak egy fogad és V o l t a ír e-rel együttkisérletez, sőt értekezéseket nyújtanak be az aka szamarat kellett elébe fogni, hogy démiának a »Hő természetéről«, melyek húzza. Mindezekkel csak képét akartam dicsérő megemlítésben részesülnek, s a adni annak, hogy n a g y á l t a l á n o s melyekről utólag kiderül, hogy többet s á g b a n miként foglalkoztak e század érnek, mint a pályanyertes művek. Pedig Du Chátelet asszony igen szép nagy előtt a fizikai kísérletezéssel. világi nő volt. Divatba jött az is, hogy Hanem természetesen ezek fölött és a nők már nem eszményi csoportosítású ezeken át húzódik egy vonal, melyen a valódi tudomány fejlődött ki. Elszige képeken ábrázolva örökíttetik meg magukat, hanem laboratoriumban, táv telve itt-ott feltűnik egy nagy elme, — egy Galilei, Newton, Pascal — mely a csövek és lombikok között. Maguk a kísérletezők nagyobbrészt i jelenségek látszatával, azoknak érzé nem a mai értelemben vett tudósok, keinkre gyakorolt hatásával nem elég hanem bizonyos mértékben műkedvelők. szik meg, hanem a törvényeket iparko Nem úgy tekintik a kísérletezést, mint dik megállapítani. E nagy férfiak isme tudományos segédeszközt, hanem mint rik a czélt, az útat, melyen haladnia szellemi szórakozást. Lakásuk egyik kell a tudományos búvárkodásnak. Nészobája laboratorium; itt töltik szabad melyiköknek valóságos víziói voltait, idejöket, itt fogadják barátaikat, s ezeket maguk előtt látták a jövendőt. kísérleteikkel mulattatják. Mikor az olasz renaissance az em Véletlenségből néha felfedezőkké is bereket ismét a természet felé vonja, válnak. A ieydeni palaczk kisülésének mikor mintegy öntudatlanúl meggyő-


ió

K L U P A T H Y JENŐ.

ződtek, hogy a természet nagy változa tossága változhatatlan törvények szerint fejlődik, melyeket a természeti tünemé nyekből kell levezetni, akkor már meg alapították a modern fizikai kísérlete zést. Hisz ez az elv közetlenül a kísér letre vezet s L e o n a r d o d a V i n c i ki is mondja, hogy »a kísérlet a term é szet mesterfogásainak magyarázója« ; »kísérleteznünk kell, a körülményeket, melyek között valamely tünemény létre jön, változtatnunk kell, hogy általános törvényeket alkothassunk« ; »valamely kutatásnál mindenekelőtt kísérleteket kell tenni és ezek alapján bizonyítani be a törvényt, melynek a testek h a tá saikban alá vannak vetve«. A nagy fizikusok követik is ez útat. G a l i l e i a mozgás törvényeinek meg állapításában, N e w t o n a dinamikában és különösen az optikában, a »fénysugár anatóm iájában« a legklasszikusabb pél dáit adják a kísérleti módszernek. De még ezek is a legtöbb esetben a törvé nyeket inkább k i é r z i k, okoskodás útján rávezetve, inkább azt bizonyítják be, hogy így k e l l lennie, mint hogy így v a n , mert a pontos igazoláshoz hiányzanak az eszközök. Csak mikor az olasz renaissance az angol talajban megizmosodik, mikor a természet szépsége s törvényeinek változhatatlansága iránti lelkesedést annak megismeréséből eredő h a s z o n táp lálja és tartja fenn, mikor az emberek látják, hogy a természeti törvények kísérleti megállapítása az emberi álla potok megjavítására, új találmányok és eszközök fölfedezésére vezet, melyekkel az ember a természet munkáját a maga hasznára fordíthatja — csak akkor indúl fejlődésnek a kísérletezéshez szükséges tudományos technika, mely a kísérlete zőnek legbiztosabb segédeszközeit szol gáltatja. Angliában a tökéletes kor mánylapát keresői oly szárnyakról ál modoztak, melyeken a Towerből az Apátságba lehetne röpülni s kétgerinczű hajókról, melyek a legdühösebb ziva tarban sem sülyednének el. Minden osztály át volt hatva az uralkodó érze

lemtől. A költők versenyző hévvel éne kelték meg az aranykor közeledésétC o w l e y a »Royal Society«-hez írt ódá jában sürgeti a kiválasztott nemzedéket, hogy az ígéret tejjel-mézzel folyó földét vegye birtokába. így a fizikai kísérletezés valóságos szocziális szükséggé lett s csakugyan ebben az időben keletkeznek ama tudo mányos testületek, melyek a kísérleti tudományok fejlesztésében ma is a leg jelentékenyebb szerepet játsszák. Angliá ban a XVII-ik század második felében II. Károly megalapítja a »Royal Society«-t, azon határozottan kifejezett czéllal, »hogy a tudományt közetlen kísér letekkel gyarapítsa, ellentétben azzal a mi természetfölötti«. Kevéssel rá Párizs ban is megalapítják a tudományok aka démiáját, a Royal Society példájára. És a mint a kísérletek eredményeit a szocziális életben alkalmazzák,nagy mér tékben növekszik a biztosság is, s mind inkább kisebb befolyás jut a kísérletező jóhiszeműségének, mert a gyakorlatban ellenőrzést nyernek a kísérleti eredmé nyek. A gyakorlatban biztos ismeretekre és az egyes hatók és változások pontos lemérésére van szükség, s ez a hibás, helytelen ismeretet mihamar kiküszö böli. Ez a szükségesség erős lökést adott a kísérleti tudományok fejlődésének és ma is egyik leghatalmasabb fejlesztője. E tényezők összeműködése tette, hogy a fizikai kísérletezés az utolsó században oly rohamosan fejlődött s csak ha nehány kísérletre fordítjuk is figyelmünket, teljes mértékben méltán nyolni fogjuk ama nagy fizikusok érde meit, kik egyszerű eszközeikkel a főbb törvények alapjait megvetették. Mozgást példáúl mindenki lát, min denki tapasztal; ez a legegyszerűbb és legáltalánosabb tünemény a természet ben. Galilei ebből azt következteti, hogy ha a mozgás a legegyszerűbb ter mészeti tünemény, akkor ennek a tör vényeit kell legelőbb megállapítani, mert a tüneményekben bizonyos fokozat van, a legalsók a legegyszerűbbek és az alsók magyarázzák a felsőket.


FIZIKAI KÍSÉRLETEK H A JD A N ÉS MOST.

így ő a mozgás törvényeivel kezd foglalkozni s első sorban az eső testek mozgásával. Lángeszű sugallattal fel állítja azt a törvényt, hogy a szabadon leejtett testek mozgásában a befutott út a mozgás időtartamának négyzetével arányos. A törvényt kísérletileg akarja igazolni. De minő eszközök állanak ren delkezésére ! Vízóra! A leejtéskor a kísérletező nek egy vízzel telt edény csapját kell kinyitnia s a leeséskor bezárnia; az e közben kifolyó víz mennyisége az idő mértéke. Torony magasságról ejti le a köveket s közetlenűl még így sem sike rűi a törvény igazolása, mert az esés idejét — könnyű elgondolni — nem képes elegendő pontossággal lemérni. Pedig 2— 3 másodpercz leméréséről van szó. Kerülő útat keli választania; lejtőn gördíti le a testeket, hogy a tör vényt csak közelítőleg is igazolhassa. Ma ellenben ugyané törvényt egy szobában, a tanteremben, 1 — 2 méter nyiről leejtett testek mozgásán is iga zolhatjuk, a hol az esés ideje mindössze Va mp. s ezt az időt mi ma 2/i0oo-ed másodperczig~terjedő pontossággal még előadási eszközzel is meghatározhatjuk. Itt van felállítva egy e fajta készü lék : a már említett Hipp-féle chronoszkóp. *E chronoszkópnak két főrésze van : úgy mint 1. a pontos óramű, mely V1000 másodperczet mutat; 2. az elek tromos kiakasztó, melynek révén a mu tatók az óraműhöz erősíthetők vagy tőle elkülöníthetők. Az óramű csak annyiban külömbözik a közönséges inga órától, hogy a leeső súlytól forgatott fogaskerekek mozgását nem az inga egyenlő időben ismétlődő lengései, ha nem egy megzöndített -fémpálcza rez gései szabályozzák. Ez a kis szabályozó pálcza úgy van hangolva, hogy másod perczenként 1000 rezgést végez s sza badon rezgő végével gyengén súrolja a kereket, ezzel szabályozván annak moz gását. A kerék mindig egy foggal fo rog tovább, a mialatt a pálcza vége egy teljes rezgést végez. A megindításkor a kerék mozgása eleinte még szabály Pótfüzotok a Termőszettud. Közlönyhöz. 1888 .

17

talan; a pálcza nem ad tiszta hangot, csak zörejt, mert a pálcza vége és a kerék fogai még rendetlenül ütköznek össze; csak m ikora pálcza hangja tiszta, van az óra mozgása szabályozva. A két számlap ío o — 100 részre van osztva s a kisebb mutató egy osz tályzattal fordul el, a mi alatt a pálcza egy rezgést végez, tehát Vi ooo:ed másod perczet m u ta t; holott a nagyobbik mu tató Vio-ed másodperczet, mert egy osztályzattal fordúl el, mialatt a ki sebbik egyszer egészen körülforog. Ezenkívül a mutatók úgy vannak ráerő sítve a fogaskerekek tengelyeire, hogy csak akkor forognak ezekkel együtt, ha egy hátúi levő emeltyű-kart lenyo munk. Ezzel az emeltyűkarral van össze kötve az elektromos kiakasztó. Maga ez a finom óra még nem volna elegendő kis időtartamok lemérésére, mert hisz a mutatók oly sebesen forog nak, hogy azokat a tünemény kezdetén és végén pontosan leolvasni, vagy állá sukat megjelölni lehetetlen. 1820 előtt ez lehetetlen is volt, de mióta O e r s t e d felfedezte a galvánáram mágnesező ha tását s mióta ebből G a u s s és W e b e r a távolbajelzés hatalmas eszközét fejlesz tette ki, azóta ez is egyike a »lejárt lehetetlenségeknek«. Az elektromág nesség tette azzá. És pedig igen egy szerű módon. Az említett emeltyűkar hoz egy lágyvas darabka van erősítve és egy szigetelt dróttal bevont és vas maggal ellátott kis tekercs fölé úgy van helyezve, hogy a tekercsen galvánára mot vezetvén át, az mágnessé válik s az emeltyű-karon levő lágy vasat magá hoz vonja. Ekkor a mutatók forogni kezdenek s forognak mindaddig, míg az áram tart s megáilanak, a mint az áramot megszakítom, mert ekkor a te kercs megszűnik mágnes lenni s a lágy vas darabkát elereszti. Úgy van itt is, mint a jól ismert jelző csengetyűknél, melyek megszólalnak, a mint példáúl egy ajtót kinyitunk s. csengenek, míg csak azt be nem tesszük. A csengés helyett itt a mutatók forognak. Ha már most valamely mozgás ide 2


18

K L U PA T H Y JENŐ.

jét akarom lemérni, csak arról kell gondoskodnom, hogy a mozgó test a mozgás kezdetén a tekercsen átvezetett galvánáramot bezárja s a végén megsza kítsa. A mennyivel e közben a mutatók elfordúlnak, annyi a mozgás időtartama. Ezzel az eszközzel már most Galilei említett törvényét kisérletileg rögtön igazolhatjuk. Az óra két számlapjának képét az ernyőre vetítettem s azon láthatják Önök a kisérlet egész lefolyását. Leejtek egy golyót egy méter magasságról. A leejtés pillanatában megindulnak a muta tók s a mint a leeső golyó koppan, megállottak a mutatók is. Az esés idő tartama 0*450 másodpercz. Ugyanígy leejtem a golyót méterről s azt találjuk, hogy most az esés ideje o 320 másodpercz. Az utak viszonya 2, s a két idő négyzetének viszonya is épe» 2. így csakugyan igazolva van, hogy a szaba don eső testek mozgásában a befutott utak úgy viszonylanak, mint az idők négyzetei. Vannak azután még ennél is pon tosabb időmérő eszközök, szintén hang villákkal szerkesztve, melyekkel még egy másodpercz tizedrészét is megbecsül hetjük. Ennyi idő alatt a legsebesebb villámvonat is csak mintegy 2 milliméternyi útat fut át. A mozgás — mint helyzetváltozás — után a természettünemények foko zatának második, már bonyolultabb tagja a testek alak- és térfogatváltozá sának tüneménye. Minden testnek alakja és térfogata változik, ha a reá ható erők vagy körül mények megváltoznak. Legegyszerűbb a térfogatváltozás, törvénye a gázoknál, melyek mindig a körülfoglaló edény alakját és térfogatát veszik föl. 1661-banB oyle, a híres experimentátor, Angliában, és 16 7 6-ban M a r i o 11 e Francziaországban egymástól teljesen függetlenül megállapították, hogy az elzárt levegő a reá ható nyomás ellenében teljesen rugalmas, azaz a nyomás megszűntével eredeti térfogatát ismét fölveszi s hogy a térfogata a nyo

mással arányosan kisebbedik. így k é t szer akkora nyomásra félakkora lesz a levegő térfogata. Először is bemutatom a kísérletet, a miként azt Boyle végezte. Egy U alakúlag meghajtott üveg csőbe, melynek rövidebb szára zárt, a hosszabbik nyitott, annyi higanyt öntök, hogy a cső hajlását épen kitöltse és így a rövidebb szárban a leve gőt elzárja. Ennek a külső levegőtől elzárt, meghatározott térfogatú légtömeg nek a nyomása egyenlő a külső levegő nyomásával, vagyis egyenlő egy négy szögcentiméter keresztmetszetű és olyan magasságú higanyoszlop súlyával, mint a minő a kisérlet alkalmával a baro méter állása. Ezután a cső-nyílt szárába higanyt öntök mindaddig, míg a rövidebb szár ban a levegő térfogata félakkora, mint eredetileg. Ekkor azt tapasztaljuk, hogy a cső két szárában a higany többé nincs egy magasságban, hanem a nyílt cső ben annyival áll magasabban, a mennyi épen a barométerállás. Most a lég tömeg nyomása tehát nem egy, de két atmosphaera, és ha térfogatának egy harmadára szorítjuk össze, három atmo sphaera lesz. Ebből Boyle felállítja a törvényt, hogy a levegő sűrűsége a nyo mással arányosan növekszik. Később Townley és Mariotte a ma szokásos for mába öntötték a törvényt, vagyis hogy a térfogat visszásán arányos a nyomássál. Boyle */* atmosphaérától 8 atmosphaeráig terjedő nyomásokkal tett kisérletekkel igyekezett igazolni e tör vényt. Kísérleteiben a térfogat és nyo más mérésére mindig csak egyszerű mérőrudat használt és semmiféle elővigyázattal nem élt, úgy hogy azokból ma csakis a törvény közelítő helyessé gére vonhatnánk következtetést. | Ma erre a czélra sokkal kényelme sebb és pontosabb, az igaz nem oly egyszerű eszközeink vannak. Itt látják felállítva a Regnault-féle eszközt, melyen a nyomás, térfogat lemérése sokkal ké nyelmesebben és pontosabban történik; a rövidebb csövet olvadó jéggel körül véve, a kisérlet közben az állandó hő


FIZIKAI K ÍSÉR LETEK H A JD A N ÉS MOST.

mérsékletről is könnyen gondoskod hatunk, a mi mind Boyle, mind Mariotte figyelmét teljesen elkerülte. Ilyen eszközzel vizsgálta meg behatóan Regnault, a kitűnő experimentátor a külöm böző légnemeket, s azt találta, hogy a Boyle-tól a nyomás és térfogat között megállapított összefüggés csak közelí tőleg érvényes, de általában a gázok — a hidrogén kivételével — jobban összenyomódnak, mint a hogy a Boyleféle törvényből következnék. így pél dáúl arra, hogy egy bizonyos térfogatú szénsavat térfogatának huszadára szorít sunk, nem 20-, hanem ió*7-szer akkora nyomás kell, mint volt az eredeti. Még nagyobbak az eltérések azoknál a gázok nál, melyek, mint a kénessav, ammóniák, hűtés által könnyen folyósíthatók. Ez eltérések mind arra mutatnak, hogy kellő nyomás és hűtés mellett a gázok mind folyósakká lesznek. Csak ugyan már F a r a d a y folyósította az ammoniákot, kénessavat, szénsavat, de az oxigént, levegőt, szénoxidot csak a legújabb időben sikerűit folyadék alak jában előállítani, mintegy 2OO0-ig ter jedő hűtés és 4 6 — 200 atmosphaera nyomás mellett. 2 0 0 0 hideg! H át lehetséges ez? Száz év előtt — 2 0 0 volt a legala csonyabb hőmérséklet, a mit a kisérletező fizikus elő tudott állítani. Az is csak télen, mert a hó és só sokszor használt keveréke szolgáltatta ; ma pe dig akár a legmelegebb nyári napon 100— 2OO0 nyi hideg áll rendelkezé sünkre. És hozzá még annyira olcsón és kényelmesen, hogy maholnap akár a háztartásban is alkalmazhatjuk. Mind erre a folyósított gázok s így félig-meddig a Boyle-Mariotte-féle törvény szigo rúbb vizsgálata vezetett bennünket. A szénsav nagyon elterjedt gáz a természetben; minduntalan kileheljük, a tűzhelyeken a szén elégésekor kelet kezik s a házak kéményeiből használatlanúl illan el. A sok gyárban mint fölös leges melléktermék támad ; sok a szabad szénsav tartalmú forrás is. Egy szóval, könnyen és olcsón juthatunk hozzá s

19

aránylag eléggé tiszta állapotban. A hol csak érdemes, felfogják a szénsavgázt és erős légsűrítő szivattyúkkal 5 0 — 60 atmosphaera nyomás mellett ágyúfémből készült palaczkokban folyósítják. Németországban gyárilag állítják elő a folyékony szénsavat és literjét mintegy 2 forintjával bocsátják árúba. Iparczikk lett, mert a sörgyárak- és ivócsarnokok ban a sör hűtésére és frissen tartására használják. Előreláthatólag nagy elter jedésre fog szert tenni. A folyós szénsav színtelen folyadék, mely a közönséges 1 5 0 C. hőmérséklet nél csak 52 atmosphaera nyomás alatt marad meg folyós állapotban. Kisebb nyomás alatt, példáúl a szabad levegőn, rögtön elpárolog és gázalakúvá válik. Ha ebből a szénsavas palaczkból, a csapot megnyitva, folyékony szénsav sugarat bocsátok ki, akkor a felületén a szénsav hirtelen elpárolog, s elvonja az erre szükséges hőmennyiséget a sugár belső részeitől ép úgy, mint a kezünk ről hirtelen elpárolgó aether vagy víz lehűti testünket. A sugár belső része megfagy és a szénsav mint valami hó féle szilárd test jelenik meg előttünk. A szilárd szénsav a szabad levegőn hirtelen párolog és e miatt környezetét erősen lehűti, annál erősebben, minél gyorsabban párolog, úgy hogy aetherrel leöntve s a légszivattyú borítója alatt a párolgást gyorsítva, az aether 11 o °-ra is lehűl. A mint az aethert a szilárd szénsavra öntöm, ez hevesen pezseg, mert hirtelen párologni kezd s e közben a higany, melyet az edénybe helyeztem, azonnal megfagy, jeléül hogy az aether — 40°nál (a higany olvadáspontjánál) alacso nyabb hőmérsékletű. A szilárd higany szürke színű; lehűtött fakalapácscsal könnyen kalapálható. Ha a szilárd higanydarabot hirtelen hideg(o°) vízbe mártom, a higany rögtön megolvad ; a megolvadásához szükséges meleget a közetlenül környező vízréte gektől vonja e l ; ezek tehát megfagynak, s a szilárd higany alakjának meg felelő jégburok keletkezik.

This work is licensed under a Attribution-ShareAlike 3.0 Unported (CC BY-SA 3.0) 20

K L U P A T H Y JENŐ.

De nemcsak a különféle hőforrások előállításában, mint segédeszközökben van a mai kisérletezőnek aránytalanul nagyobb hatalma a múlt századbelihez képest, hanem különösen a hőtünemé nyek és a velők járó változások lemérésében. A hő okozta változások legegysze rűbbje az a mindennapi tapasztalat, hogy a testek melegítve (legnagyobb részt) kiterjednek, lehűtve pedig ,összehúzódnak. E tünemény kisérleti vizsgálatára a múlt század végén két eszköz szol g á lt: a G r a v e s a n d e karikája és a Mu s c h e n b ro e k -fé le pirométer. Az első egy fémkarika épen beleülő golyóval, a mely megmelegítve kiterjed, s nem fér át a karikán, hacsak ismét le nem hűl. A másik eszköz a pirométer, melyhez hasonlóval Voltaire is kísérletezett, mint neve is mutatja (tűzmérő) a hő, — abban az időben a tűz, — méré sére szolgált. Az eszköz egyik végén szilárdan megerősített fémrúdból áll, mely a másik szabad végével egy emel tyű kart érint; ennek a forgása fogas kerék révén mutatóra van átvive, úgy hogy ha a borszesz-lánggal^felmelegített rúd hosszant kiterjed, a mutató elfordúl. A mutató kisebb vagy nagyobb elfordulása arú d k ise b b b vagy nagyobb kiterjedésének felel meg, s így mértéke a »tűz erejé«-nek, mint azt a múlt szá zadban mondták. E kisérletek nagyon egyszerűek és tanulságosak, s ma is többnyire ugyan ebben a formában látjuk őket, valahány szor csak a tünemény bemutatásáról van szó; de velők méréseket tenni, adatokat, szerezni a testek kitágulására, oly pon tossággal, mint a minő ma szükséges, nem alkalmasak. Ezekkel szemben be akarok Önök nek mutatni egy kísérletet, ha nem is a legbiztosabbat azok közül, melyek ma e tünemények tanulmányozására és mé résére szolgálnak. Ez nagy hallgatóság előtt való demonstrálásra is alkalmas, míg pl. e pirométer mutatójának forgá sát csak épen a közetlen közelben ülők

láthatják. Majdnem ugyanaz az eszköz, mint a pirométer, csakhogy érzékeny sége annyira fokozva van, hogy a leg csekélyebb hőmérsékletváltoz’ás, így pél dáúl a rúdnak újjunkkal való érintése is elegendő arra, hogy mérhető változást hozzon létre. És ez a hatalmas eszköz, mellyel mintegy határtalanná teheti ma a fizikus kísérletei érzékenységét, m ind össze egy kis tükördarab. A kiterjedő fémrúd, itt egy kötőtű, szabad vége előtt egy kis tükör van fel függesztve, úgy hogy az a kötőtű kiter jedésekor vízszintes tengely körül forog. Tehát itt a tükör helyettesíti az emeltyű kart. A tükör elfordulása annál nagyobb, minél közelebb van a kötőtű vége a tükör forgási tengelyéhez. E távolság kisebbítése az, mellyel majdnem határ talan érzékenységűvé tehetjük e kis esz közt. Azonkívül a tükör forgását is nagy érzékenységgel lehet láthatóvá tenni. Mindenki ismeri a gyermekek ama néha igen kellemetlen mulatságát, hogy kis tükördarab vagy valami fényes tárggyal kezükben szeszélyes játékot űz nek a napsugarakkal. Ide-oda vetve, szemfényvesztő sebességgel szalad a fé nyes folt végig a falakon, gyorsabban vagy lassabban, a mint távolabb vagy közelebb falon fut végig, ezerszeresen megnagyítva a kis tükör forgását. Ezt az egyszerű módot használja fel ma a kísérletező, hogy kis elmozdulá sokat láthatóvá tegyen. Az elektromos lámpától a tükörre vetett s onnét visszavert fénynyaláb az ernyőn fényes foltot ad. A tükrözés tör vényei szerint a visszavert fénynyaláb mindig kétszer akkora szöggel fordúl el, mint maga a tükör s így együtt mozog vele, mint valami súlytalan mutató, és pedig annál hosszabb mutató, minél tá volabb van a tükör az ernyőtől. A mint az itt felállított kötőtűhöz égő gyújtót közelítek, a fényes folt azon nal elmozdúl s valósággal elfut, ha azt alá tartom. így ha e rúd hossza Vi oooo-ed milliméterrel változik, az ernyőn levő folt már mintegy 5 milliméternyit moz dul el, úgy hogy e tükörrel itt a rúd


FIZIKAI KÍSÉR LETEK HAJDAN ÉS MOST.

hosszváltozása mintegy 50,000-szeresen van megnagyítva. És mi sem akadályoz, hogy még érzékenyebbé ne tegyük esz közünket, a mire szükség is van, mert általában az itt lemérendő hosszak igen kicsinyek s azonkívül a gyakorlat szem pontjából is Igen pontos értékükre van szükség. így példáúl csak a tudományos mérőeszközöket említem meg, melyek , legnagyobbrészt fémből vannak s külön böző hőmérsékleteken tett észleléseknél különböző adataik vannak; ezeket egy egységes hőmérsékletre kell vonatkoz tatni, hogy a mérések eredményei öszszehasonlíthatók legyenek. És erre a czélra pontosan kell ismernünk az anya gok kiterjedését a hőmérséklettel. A tükörleolvasás egyike ma a fizikus leghasznosabb és leggyakrabban hasz nált segédeszközeinek. Sokoldalú alkal mazhatósága és rendkívüli érzékenysége kiválóan fontossá teszi. A legtöbb fizi kai mérésben helyzetváltozás leméréséről van szó, a mikor a tükörleolvasás könnyen és egyszerűen alkalmazható. Megbecsülhetetlen szolgálatokat tett e módszer a mágnesség és elektromos ság — tehát e század fizikájának — terén, a hol többnyire igen kis mágnesi vagy elektromos erőket kell lemérni. Azok a finom eszközök, melyek a földmágnesség erejének és változásainak mérésére, vagy a manap oly kiválóan fontos elektromos áram erősségét mérő eszközök — a galvanométerek — , mind tükörleólvasással vannak beren dezve s csak ez képesítette a fiziku sokat e téren oly rövid idő alatt — alig egy félszázad — oly rendkívüli eredmé nyek elérésére, mint a minőket tényleg elértek. A régi kísérleteknek közös tulaj donságuk, hogy igen egyszerűek és könnyen érthetők. De ez a dolog ter mészetéből foly. A természeti tünemé nyek megismerésében bizonyos fokozat van. Legelőször is a legjellemzőbb s a tünemény jellegét alkotó törvényszerű ség, a főbb vonások azok, melyeket fel ismerünk. Mintegy a jelenség vázát kap juk s csak később újabb és újabb vizs

gálat után lépnek elő azok a tényezők, melyek a törvényt kiegészítik, módosít ják s a tünemény teljes kidomborított képét adják. Még egy ilyen egyszerű és nagyon tanulságos száz éves kisérletet akarok bemutatni. A dörzsölő elektromos gép gyűjtő jére egy függélyes tengely körül könnyen forgó fémkereket helyezek, melynek küllői csúcsos végükön egy irányban meg vannak hajtva. Forgásra indítom a gé pet s ime látjuk, hogy a kis kerék a csúcsok hajlásával ellentett irányban forogni kezd. E tüneménynek, melyet G o rd o n (1712-ben) tapasztalt először, magyarázata az, hogy a kis kerék és a körülötte levő levegő a gép forgatásakor egyneműen elektromosakká válnak és egymást taszítják, ép úgy mint két kis egyneműen elektromossá tett papírkosár. A csúcsoknál, épen a csúcs alakjánál fogva, ez a taszítás (mely a levegő és a kis kerék válaszfelületén feszültséget hoz létre) túlnyomóan erős, úgy hogy itt a csúcs az elektromos levegőt való ságos szél alakjában taszítja el magától. De »a hatás mindig egyenlő és ellentett irányú a visszahatással«, mondja Newton. Az el taszított levegő visszahatást gya korol a csúcsra s ezt a csúcsokkal ellen tett irányban forgásba hozza, ép úgy, mint a puskából kilőtt golyó visszahatása hátrafelé löki a puskát. A hatás és visszahatás annál erősebbek, minél na gyobb az eltaszított levegőnek, vagy a puskánál a golyónak a tömege. Hogy csakugyan a csúcsoktól el taszított elektromos levegő, és nem va lami kiáramló titkos fluidum vissza hatása okozza a kerék forgását, arról igen egyszerűen meggyőz az említett régi kísérlet. Helyezzük a kereket a légszivattyú harangja alá, ritkítsuk ott meg a levegőt s minél ritkább lett a le vegő, annál lassabban fog a kerék fo rogni ; végre a ritkítás egy bizonyos fokán túl, a mikor az eltaszított levegő tömege épen a ritkítás miatt igen kicsiny, visszahatása többé nem képes a kerék súrlódását legyőzni, nem jöhet a kerék


22

FIZIKAI K ÍSÉR L ET E K H A JD A N ÉS MOST.

mozgásba, bár mennyire forgatnám is adatokat kapjunk, melyeknek viszonyá az elektromos gépet. És lassanként ismét ban bizonyos állandó törvények vannak forgásba kell jönnie, a mint a borító alá kifejezve. Ezek alapján a különböző fokonként levegőt bocsátok. formában nyilatkozó jelenségek között, Ha e kísérletet így e régi szivattyú mint mozgás, hő, fény, elektromosság zöld borítója alatt végre is hajtanám, egy általánosabb és a természet jelensé Önök abból alig látnának valamit, azért geinek egy nagyobb körét egyesítő én azt a modern segédeszközök felhasz összefüggést állapíthatunk meg. És ezek nálásával fogom bemutatni és láthatóvá kel a rendkívül finom, pontos eszkö tenni. E czélra a Duboscq-féle ve zökkel a természet mind finomabb títő eszközt (elektromos fény, tükrök szövevényébe és összefüggésébe hato és lencsék segélyével) használom fel, lunk s mindinkább haladunk oda, hogy mely lehetővé teszi, hogy oly tünemé a változatos tünemények összeségét egy nyek képét is az ernyőre vethessük, me reális rendszerbe foglalhassuk, úgy hogy lyek vízszintes lapon mennek végbe. azokban nem a természet megfejthetetlen Erre az eszközre állítom a mintegy 5 cm. játékait, hanem állandó törvények sze magas, alul és fölül üveglappal elzárt rint működő nyilvánulását lássuk. fémhengert, melyben a kis forgó kerék Hogy ezek az eszközök mind fino| mabbakká válnak, hogy az emberi elme van elhelyezve. Az ernyőn látható a kis kerék képe. ! ezeket még mind tökéletesíteni fogja, az Kiszivattyúzom az edényből a levegőt bizonyos. Hogy a haladás ebben az és forgatom az elektromos gépet. A kis irányban hova vezet, arra ki adhatja kerék, ennek daczára, mozdulatlan ma meg a feleletet! rad. De lassan forgásba jő, a mint a Előadásom kezdetén utaltam arra, levegőt lassanként ismét beeresztem, s hogy a minő szerepe volt a XV. és XVI. ezzel igazolja, hogy az eltaszított elek század renaissance-ában a költészetnek tromos levegő visszahatása az, a mi for és művészeteknek, olyan szerepe volt az gásba hozza. ember szellemi életében a fizikai kísér Ezek után, azt hiszem, megállapít leteknek a XVII. és XVIII. században. hatjuk a külömbséget, a mi a fizikai kí Vájjon puszta divat volt-e ez? Vagy sérletezés terén a múlt század és a ma pedig az emberi elme tekintetének egy között van. új irányulása ? Véletleneket a természet A régiek kísérletei inkább a tünemé ben el nem fogadhatunk, s így én inkább nyek minőségére, előállításukra vonat az utóbbit vagyok hajlandó hinni. koztak. Különböző jelenségek összefüg Látjuk, hogy a mióta a modern gésének megállapítására alig törekedtek, fizika korát éljük, mi mindenre vezetett de nem is törekedhettek. Hiányzottak rá bennünket. Szárnyat kapott fantáziánk mérőeszközeik s azokat legnagyobbrészt itt is, de nem ideális értelemben vett csak az érzékek helyettesítették. De szárnyakat, hanem reálisokat, melyek épen ez teszi becsessé és halhatatlanná tényleg emelnek bennünket a találmá azon kiváló fizikusok érdemeit, kik meg nyok mind magasabb régióiba! valósították azt, a mit az emberiség Ki tudja, hátha a szabad, költői egyik legnagyobb elméje lehetetlennek eszmeszárnyalásoktól a természettudo tartott és kezdetleges műszerekkel is mányok vették át az emberi intelligenkivették a természetből azt, »a mit szel czia emelésének szerepét! Ha igen, akkor leme önként nem tár ki«. ezek az eszközök, az ember intelligenMai eszközeinkkel képesek vagyunk cziájának, ha nem is szárnyai, de szárnymindenféle mérésekre, hogy az egyes tü tollai. neményekre vonatkozólag pontos szám D r . K í .u p a t h y J e n ő .

Creative Commons — Nevezd meg! - Így add tovább! ...

1/2

http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.hu


Creative Commons

Creative Commons License Deed Nevezd meg! - Így add tovább! 3.0 Unported (CC BY-SA 3.0)

Ez a Legal Code (Jogi változat, vagyis a teljes licenc) szövegének közérthető nyelven megfogalmazott kivonata. Figyelmeztetés

A következőket teheted a művel: szabadon másolhatod, terjesztheted, bemutathatod és előadhatod a művet származékos műveket (feldolgozásokat) hozhatsz létre kereskedelmi célra is felhasználhatod a művet

Az alábbi feltételekkel: Nevezd meg! — A szerző vagy a jogosult által meghatározott módon fel kell tüntetned a műhöz kapcsolódó információkat (pl. a szerző nevét vagy álnevét, a Mű címét). Így add tovább! — Ha megváltoztatod, átalakítod, feldolgozod ezt a művet, az így létrejött alkotást csak a jelenlegivel megegyező licenc alatt terjesztheted.

Az alábbiak figyelembevételével: Elengedés — A szerzői jogok tulajdonosának engedélyével bármelyik fenti feltételtől eltérhetsz. Közkincs — Where the work or any of its elements is in the public domain under applicable law, that status is in no way affected by the license. Más jogok — A következő jogokat a licenc semmiben nem befolyásolja: Your fair dealing or fair use rights, or other applicable copyright exceptions and limitations; A szerző személyhez fűződő jogai Más személyeknek a művet vagy a mű használatát érintő jogai, mint például a személyiségi jogok vagy az adatvédelmi jogok. Jelzés — Bármilyen felhasználás vagy terjesztés esetén egyértelműen jelezned kell mások felé ezen mű licencfeltételeit.

2012.03.26. 13:47

HAJDAN ÉS MOST * FIZIKAI KÍSÉRLETEK. zelni, csak úgy érezhetjük igazi elevenségében

Recommend Documents