Jdi na obsah Jdi na menu
 


Čtyři slavní fyzikové

15. 9. 2008

Michael Faraday

 Významného anglický fyzik 19. století, člen Královské společnosti, Michaela Faradaye, známý především prací v oboru elektromagnetismu a elektrochemie.

Michael Faraday se narodil 22. září roku 1791 v jižním Londýně v nepříliš dobře situované rodině kováře Jamese Faradaye jako jedno z 10 dětí. Ve čtrnácti letech začal pracovat u knihaře a tak se dostal k řadě knih, z kterých získal cenné vědomosti. Následně, ve 20 letech docházel na přednášky do vědecké společnosti a posléze se zde stal asistentem v oboru chemie. Jeho snaha však vždy narážela na nedostatek vlastních financí, a podle toho s ním bylo také jednáno. Naštěstí se jej ujal mecenáš John Fuller (od něj pochází titul Fullerian Professor), který jej i po této stránce zajistil. Roku 1821 se Michael oženil se Sarah Barnard, ale jejich manželství zůstalo bezdětné. Tři léta nato byl zvolen členem Královské společnosti a již příštího roku byl jmenován ředitelem laboratoří. V roce1833 byl jmenován se jako první stal Fullerian Professorem chemie. Během svého života byl pak ještě dvakrát zvolen prezidentem Královské společnosti, ale obojí jmenování odmítl. Michael Faraday zemřel 25. srpna 1867 a pohřben byl ve Westminsterském opatství.

Své první práce publikoval ještě coby asistent pana Davyho, mimo jiné objevil také dva nové chloridy uhlíku. Poněkud později tento seznam rozšířil o benzen a zavedl dodnes používaný systém oxidačních čísel. Pro fyziku a chemii bylo velmi přínosné také objevení zákonů elektrolýzy a prosazování nových pojmů jako ion, anoda, katodaelektroda, zavedených Williamem Whewellem.

Jeho životní prací však zůstávají zákony elektromagnetismu a vůbec rozvoj této partie fyziky. Prvním Faradayovým experimentem byl Voltův článek ze zinkových plátků poskládaných střídavě s papírem navlhčeným v solném roztoku. V roce 1821 těsně po Ørstedově objevu elektromagnetismu se jeho princip uplatnil vynálezem velmi jednoduchého elektromotoru (homopolární motor využívající Lorentzovy síly, video). Avšak jeho úspěchy stále více pobuřovaly Davyho, který mu proto uložil pracovat na optických experimentech, jež mu pouze zabíraly čas a žádné velké výsledky nepřinesly. Faradaye zachránila až Davyho smrt roku 1829; hned po dvou letech ohromil svět objevem elektromagnetické indukce. Dospěl dnes již k legendárnímu závěru, že měnící se pole magnetické vytváří pole elektrické. Tento závěr je pak vyjádřen Faradayovým zákonem, který se posléze stal jednou z Maxwellových rovnic. Svých teoretických poznatků však dokázal také znamenitě využít v praxi, což dokázal například také vynálezem dynama.


Archimedes
asi 287 - 212 př.n.l.

Asi nejznámější příběh se do současnosti zachoval díky význačnému římskému architektovi Vitruviu Polliovi. Podle jeho vyprávění se kdysi syrakuský král Hierón II. obrátil na svého přítele Archimeda, aby mu pomohl vyřešit dilema, které měl se svým osobním zlatníkem. Panovník zlatníkovi předal kilogram zlata, aby z něj zhotovil korunu ve tvaru vavřínového věnce. Zlatník se činil a zanedlouho vládci odevzdal překrásnou korunu, jejíž hmotnost odpovídala množství zlata, které od krále obdržel. Panovník však pojal podezření, že klenotník část zlata při tavení nahradil levnějším kovem, třeba stříbrem nebo mědí. Chtěl se o počestnosti nebo naopak o hamižnosti zlatníka přesvědčit, aniž by korunu poničil. Obrátil se proto na přítele Archimeda, který žil na jeho dvoře. Archimedes přemýšlel, kudy chodil. Při návštěvě veřejných lázní si povšiml, že se výška vodní hladiny v kádi měnila podle toho, nakolik se do ní nořil. Tehdy prý Archimeda náhle napadlo řešení. Vyběhl nahý na ulici, namířil si to rovnou do královského paláce a přitom stále vykřikoval Heuréka! (Našel jsem!). Není vyloučeno, že toto vyprávění je pouhým apokryfem, nicméně řecké slovo heuréka se dnes používá na celém světě jako zvolání při náhlém a nečekaném objevu.

V lázních přišel Archimedes na to, že důležitá je nejen hmotnost tělesa, v tomto případě koruny, ale také objem, který zaujímá. K výše zmíněnému příběhu nutno pro pořádek dodat, že zlatník byl nakonec popraven, protože královská koruna vytlačovala více vody, než by způsobila tatáž hmotnost ryzího zlata. Známý Archimedův zákon, že těleso ponořené do kapaliny je nadlehčováno silou, která se rovná váze kapaliny tělesem vytlačené, má tedy svůj původ v této možná pravdivé, možná podvržené historce o královské koruně.
O životních osudech Archimeda se toho ví málo. Narodil se kolem roku 287 př.n.l. v Syrakusách na východní Sicílii. Byl synem astronoma Feidia a u otce získal také základy vzdělání. Pak odešel na čas do egyptské Alexandrie, která v té době byla symbolem vzdělanosti. Tam se věnoval především studiu matematiky, zejména geometrie přímo u Euklidových žáků. Poté se vrátil do rodného města, kde žil až do konce života. Část ho prožil na královském dvoře Hieróna II. a později jeho syna.

Podle řeckého filozofa, historika a spisovatele Plutarcha z Chairóneie (asi 50 až 120 n.l.) byla geometrie pro Archimeda opravdovou celoživotní vášní. Byl jí natolik okouzlen a přitahován, že zapomínal na jídlo, na pití a dokonce i na osobní hygienu. Na své znalosti geometrie byl velmi hrdý. Zabýval se kuželosečkami, objevil konstantní vztah mezi obvodem kruhu a jeho průměrem, který stanovil mezi 220/70 a 223/71, tedy Ludolfovo číslo pí.
Archimedův nejvýznamnější vědecký přínos je třeba hledat ve fyzice a mechanice. Nejvíce popularity si získaly některé jeho objevy, jako například postup zvedání těžkých břemen pomocí páky a kladkostroje. Již tehdy byl teoreticky znám princip rovnováhy na páce. Archimedes jej dokázal zformulovat do zákona, podle něhož je síla potřebná ke zdvižení předmětu poloviční při zdvojnásobení délky ramena. K tomuto zákonu se vztahuje další rčení, které se mu rovněž přisuzuje: \"Dejte mi pevný bod a pohnu zeměkoulí\". To není věta nafoukance, ale zevšeobecnění důležitého fyzického zákona. Archimedes zavedl pojmy těžiště, tíhová síla a statický moment a hledal metody pro určení těžiště nejrůznějších těles.

Za svého života napsal Archimedes řadu knih, které patří k pokladům antické vědy. Většina se bohužel nedochovala. Známé jsou Psammítés (O počtu zrn písku, která by vyplnila vesmír, úvahy o nekonečnu), či Metoda, spis objevený až roku 1906, který zajímavě popisuje, jak Archimedes využíval spojení matematiky a mechaniky.

Archimedova sláva dosáhla vrcholu, když sám držel dlouhou dobu v šachu římskou armádu vedenou Marcusem Marcellusem, která se snažila dobýt jeho rodné Syrakusy. K urputnému boji početného vojska proti jedinému nadanému muži došlo během druhé punské války. Archimedovy důmyslné vynálezy pomohly Syrakusám vzdorovat útokům Římanů celé tři roky. Strely z různých typů katapultů decimovaly římské legie, obrovské balvany zavěšené na jeřábech rozbíjely římské lodě, jiné galéry byly pomocí kladkostrojů zachyceny a převráceny jako skořápky. Soustavy zrcadel soustřeďující sluneční paprsky způsobovaly požáry na nepřátelských lodích. Nakonec Římané obránce Syrakus vyhladověli a přece jen zvítězili. V roce 212 město padlo. Přestože římský generál nařídil, aby byl Archimedův život ušetřen, slavný učenec zahynul mečem jednoho z dobyvatelů. Podle Čapkových Apokryfů to prý nebyl opilý vojín, který přišel plenit, jak se všeobecně traduje, ale setník Lucius, který si byl dobře vědom významu Archimedova díla. Zastihl Archimeda když si kreslil v písku nějaké obrazce. Aniž pohlédl vzhůru, pravil: Noli tangere circulos meos (Nedotýkej se mých kruhů). Které podle jedné verze měl narýsovány v písku, podle Čapka na voskové destičce. Archimedes totiž právě řešil daleko důležitější problém než otázky světovlády. Snažil se vypočítat plochu kruhové výseče. Setníkovi zřejmě selhaly nervy. Podle Plutarcha římský generál Archimedovy smrti velmi litoval, vystrojil mu pohřeb se všemi poctami, a vojáka, který jej zavraždil, dal potrestat.

Na Archimedův hrob byla položena deska s rytinou představující kouli ve válci, což byl objev, kterého si nejvíce cenil. Spočíván v tom, že sestrojíme-li kouli, obalíme-li ji těsně válcem a nakonec sestrojíme-li i kužel, který má stejnou základnu a výšku jako onen válec, jsou obsahy těchto těles v jednoduchém poměru 2:3:1. Jako první stanovil plochu elipsy. Stejně dobře zvládnul i výpočet objemu rotačního paraboloidu - tedy tělesa vzniklého rotací paraboly kolem její osy souměrnosti - a dále také rotačního elipsoidu a hyperboloidu. Archimédes dovedl odhadnout druhé odmocniny různých čísel, kdy šlo o iracionální čísla. Uvědomoval si nepraktičnost zápisu čísel a snažil se vymyslet vhodný zápis, především pro velká čísla. Vytvářel oktády, přičemž první oktáda obsahovala čísla od jedné do 108, druhá oktáda od 108+1 do 1016, atd.

Vynalezl vodní šnek se šroubovou trubicí navinutou kolem osy, jejímž otáčením lze zdvíhat do malých výšek vodu. Tento vynález našel uplatnění v zavlažování a v dolech a v řadě zemí se užívá dodnes. Pro astronomická pozorování sestrojil planetárium poháněné vodní energií, na němž znázorňoval pohyb nebeských těles. Díky unikátním experimentálním metodám můžeme Archimeda označit za prvního vědeckého inženýra v historii. Jako první důsledně spojil matematiku s fyzikou a teorii s experimentem

Isaac Newton

Povolání: fyzik, matematik, filosof
Datum narození: 25. 12. 1642
Datum úmrtí: 20.3.1727
Místo narození: Anglie
Znamení: Kozoroh

Životopis

Sir Isaac Newton byl anglický fyzik, matematik, astronom, filosof, teolog a alchymista. Je považován za jednoho z nejvýznamějších vědců všech dob či dokonce za jakéhosi zakladatele moderní fyziky a vědy obecně.

Newton ve svém základním díle Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (Matematické principy přírodovědy) popsal zákon všeobecné gravitace a svými pohybovými zákony položil základy klasické mechaniky. V rámci svého výzkumu také vytvořil (spolu s Gottfriedem Leibnizem; o prvenství vedli nesmiřitelný spor) základy diferenciálního a integrálního počtu.

Isaac Newton se narodil poblíž Granthamu v Lincolnshire ve východní Anglii. Otec, který se jmenoval také Isaac Newton, byl zámožným vlastníkem půdy, ale neměl žadné vzdělání. Zemřel tři měsíce před narozením syna. Když byly Newtonovi tři roky, provdala se jeho matka, Hannah Ayscough, ještě jednou. Od té doby se až do otčímovy smrti o Newtona starali matčini rodiče. Poté mohl desetiletý Isaac znovu bydlet se svou matkou a se třemi nevlastními sourozenci. V deseti letech začal chodit do školy. Okolo roku 1660 ukončil své základní vzdělání a za podpory svého strýce se přihlasil na Trinity College v Cambridge.

Studia na univerzitě
5. června 1661 začíná osmnáctiletý Isaac Newton studovat na Trinity College. Začíná se zajímat o vědu, čte díla G. Galilea a R. Descarta. Od srpna 1665 do dubna 1667 byla univerzita uzavřena kvůli morové epidemii. Roku 1665 získal bakalářský titul a roku 1667 stálé místo na Trinity College. Roku 1668 se stal magistrem umění a roku 1669 profesorem matematiky.

Dílo
- Matematické principy přírodní filozofie (1687, 1713, 1726)
- Optika (1704, 1717, 1721, 1730)

Povolání: vědec
Datum narození: 14. 03. 1879
Místo narození: Ulm, Německo
Místo úmrtí: Princeton, USA
Znamení: Ryby

Albert Einstein

Životopis

Albert Einstein (14. března 1879 Ulm, Německo – 18. dubna 1955 Princeton, USA) byl teoretický fyzik, jeden z nejvýznamnějších vědců všech dob. Často je označován za největšího vědce 20. století, případně spolu s Newtonem za nejvýznamnějšího fyzika vůbec. Mezi jeho příspěvky fyzice patří speciální teorie relativity (1905), myšlenka kvantování elektromagnetického pole a vysvětlení fotoefektu (1905), vysvětlení Brownova pohybu (1905) a snad nejvíce obecná teorie relativity (1915), která doposud nejlépe popisuje vesmír ve velkých měřítcích.

Einstein se podílel i na statistické fyzice a kvantové statistice (Boseho-Einsteinovo rozdělení), diskusi o interpretaci kvantové mechaniky (diskuse s Bohrem, EPR paradox). S Leó Szilárdem objevili nový typ chladničky.

V roce 1921 byl oceněn Nobelovou cenou za fyziku za vysvětlení fotoefektu a zásluhy o teoretickou fyziku, nicméně většina fyziků se domnívá, že Nobelovu cenu by zasloužil každý z Einsteinových článků z roku 1905 a v prvé řadě obecná teorie relativity.

Po té, co zformuloval obecnou teorii relativity, se stal známým po celém světě, což je pro vědce nevídaný úspěch. V pozdějších letech jeho sláva zastínila ostatní vědce a Einstein se stal synonymem pro člověka s velmi vysokou inteligencí nebo zkrátka génia. Jeho tvář se stala jednou z nejznámějších na celém světě. V roce 1999 ho časopis Time vybral jako Osobnost století. Jeho popularita často vedla k používání jeho jména v reklamách a obchodu a dokonce i k registraci obchodní známky Albert Einstein.

Na jeho počest po něm byla pojmenována fotochemická jednotka einstein, chemický prvek einsteinium a planetka 2001 Einstein

Albert Einstein byl respektovaný pro svou přátelskost zakořeněnou v jeho pacifismu. Byl skromný, co se jeho schopností týkalo a měl jasné názory na módu — například zmenšil svůj šatník natolik, aby se nemusel rozhodoval, co si vzít na sebe. Občas měl hravý smysl pro humor a vyžíval se v hraní na housle a plachtění. Byl také typickým „roztržitým profesorem“. Často zapomínal na každodenní věci, třeba klíče, a soustředil se tak mocně na řešení fyzikálních problémů, že nedbal na své okolí.