Беспокойный гений Эрнста Хладни

Статья - Литература

Другие статьи по предмету Литература

Скачать Бесплатно!
Для того чтобы скачать эту работу.
1. Пожалуйста введите слова с картинки:

2. И нажмите на эту кнопку.
закрыть



Беспокойный гений Эрнста Хладни

Алина Иосифовна Еремеева, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник ГАИШ.

1756-1827.

В истории науки Эрнст Флоренс Фридрих Хладни известен прежде всего как основоположник экспериментальной акустики. Но в не меньшей степени он заслуживает имени “отца метеоритики” - по существу открытой им области естествознания, сформировавшейся на стыке астрономии, физики, химии, минералогии, метеорологии и революционным образом изменившей астрономическую картину мира.

Формирование личности

Восточная Германия. В округе Лейпцига, не далее 75 км от него, расположились небольшие города Виттенберг (ныне Лютерштадт-Виттенберг), Кемберг и Гримма. Это родные места Хладни. Здесь он родился, получил образование и две ученые степени. Но вовсе не в естественных науках. В них он был великим самоучкой, достигшим своих вершин путем чтения литературы и упорных экспериментальных поисков в неисследованных областях науки. Его успехам способствовали неиссякаемая энергия и исследовательский энтузиазм.

Эрнст Флоренс Фридрих Хладни появился на свет 30 ноября 1756 г. в уже упомянутом Виттенберге. После смерти пятимесячной сестры (еще до его рождения) он оставался единственным ребенком придворного советника, первого профессора права и директора юридического факультета Виттенбергского университета Эрнста Мартина Хладениуса и его жены Иоганны Софии, урожденной Клемент [1]. Прадед исследователя - протестантский пастор - переселился сюда в конце XVII в. из венгерского города Кремница (ныне это Кемниц, Германия), спасаясь от религиозных притеснений, и стал профессором теологии [2]. Э.Ф.Ф.Хладни отказался от латинизированной формы своей фамилии и вернул ей первоначальное начертание, которое говорит скорее о словацких (похоже на Хладный), а не венгерских корнях рода. (Словакия с XI в. до 1918 г. входила в состав Венгерского королевства.)

Потеряв мать, когда ему не было и пяти лет, Хладни рос под строгим контролем отца, а затем, с 14 до 17, в местной школе Гриммы под не менее строгим надзором ее педантичного директора Мюкка. В своей автобиографии [3], написанной в зрелом возрасте, Хладни с благодарностью отозвался о них обоих. Он отметил, что они способствовали укреплению в нем таких свойств характера, как трудолюбие, любовь к порядку и целеустремленность, нетребовательность в быту. С особой теплотой Хладни вспоминал свою мачеху Иоганну-Шарлотту, которая заменила ему мать и заботы о которой еще несколько лет после смерти отца, до самой ее кончины (1801), удерживали его от дальних поездок. Правда, чрезмерная забота о нем самом в детстве, о его здоровье (весьма крепком всю жизнь!), когда ему не позволялось одному выходить из дома даже в небольшую непогоду, играть с другими детьми, сделали его детские годы довольно безрадостными… Человек от природы мягкий, Хладни тем не менее страдал от излишнего принуждения.

По настоянию отца Хладни, склонявшийся к изучению медицины, стал, следуя семейной традиции, изучать (и с успехом) юридические науки в университетах Виттенберга, а затем Лейпцига, где получил в 1781 и 1782 гг. степени доктора философии и доктора права. Но сразу же после смерти отца (1782), вырвавшись из-под длительной опеки, целиком переключился на естественнонаучные исследования.

Склонность к изучению природы у Эрнста Флоренса проявилась в детские годы. Уже в шесть-семь лет он читал описания путешествий, книги по естествознанию, географии, изучал земные и небесные глобусы. В одной из своих статей он вспоминал, как еще в 12 лет задавался вопросом: почему между Марсом и Юпитером такое излишне огромное пустое пространство…

Странствия Хладни и его “Акустика”

Лишь в 19 лет он стал учиться игре на рояле. Увлекшись музыкой, он заинтересовался книгами по теории музыки и звука вообще. Познакомившись с трудами И.Бернулли и Л.Эйлера, он узнал о многих нерешенных проблемах в этой области, таких как скорость звука в разных средах и телах, зависимость звучания (высоты звука) от плотности среды. Хладни погрузился в бесконечные эксперименты. Влияние плотности на звук он изучал с помощью маленькой оловянной флейты, в которую вдувались различные газы. В опытах по сравнению скорости звука в воздушном столбе трубы оргaна и в металлическом стержне он впервые доказал, что в последнем случае скорость не бесконечна (как считалось!), а лишь в 16-17 раз выше, чем в воздухе. Аналогичный результат независимо от Хладни получил и французский физик Ж.Б.Био [2]. Хладни принадлежит заслуга открытия продольных колебаний стержней и струн, а затем и крутильных колебаний стержней; формы колебаний камертонов и колоколов.

В этот период в его жизнь вошел гениальный гёттингенский физик-мыслитель Г.К.Лихтенберг, дважды сыгравший для Хладни, по его собственным словам, роль “повивальной бабки”. В 1771 г. были открыты знаменитые фигуры Лихтенберга - картина поверхностного электрического разряда, возникающая при проскакивании искры на пластинку из непроводящего материала (стекло), посыпанную непроводящим же порошком (смоляными крошками, например). Под впечатлением от этого открытия Хладни решил проверить, какова будет реакция гибких пластин с порошком, если провести смычком по их краю. Так в 1787 г. появились его знаменитые звуковые фигуры, которые он описал в своем первом научном сочинении “Открытия в теории звука” (Лейпциг, 1787; репринтное издание в 1980 г.). Они показали распределение стоячих волн, возникающих при вибрации пластинки, и стали в дальнейшем эффективным

s