Jak Colladon měřil rychlost zvuku ve vodě

18. červenec 2013 | 06.00 |

Colladon2Rozlehlá hladina Ženevského jezera byla v minulosti svědkem některých zásadních fyzikálních experimentů. Postaral se o ně významný švýcarský fyzik, který působil v Ženevě Jean-Daniel Colladon (1802 - 1893). Proslul zde pokusy s experimentálním určením rychlosti zvuku ve vodě.

Colladon nejprve studoval práva, ale více jej zajímala matematika a fyzika, ve které se věnoval vlastnostem vody: její stlačitelnosti, šířením světla a zvuku ve vodě.

V roce 1826 Colladon použil kostelní zvon ponořený ze své loďky do vody, aby prokázal, že zvuk cestoval pod vodou čtyřikrát rychleji než ve vzduchu.

Na Ženevském jezeře s ním ve vzdálenosti 10 mil prováděl měření na druhé loďce Charles-Francois Sturm. Do zvonu zavěšeného na řetězu do hloubky udeří pomocí pákového mechanismu kladivo. Současně dojde k zapálení střelného prachu a vzniku světelného signálu, který je pomocníkem sledován na druhé loďce. Ten má také důmyslné zařízení na zachycení zvuku pod vodou.

Colladon1Zvuk zvonu dorazí pod vodou k dlouhé, duté, válcovité, plechové trubce připomínající obrovskou lžíci. Trubice je zatížena závažím a vertikálně ponořena pod vodu. V horní ohnuté části končí trubka nad vodou malým otvorem, který se přiloží k uchu a zaznamená se tak zvuk zvonu.
Na druhé loďce pak druhý pozorovatel zjistil rozdíl mezi akustickým a optickým signálem 9,4 s. Tomu odpovídala rychlost zvuku ve vodě asi 1435 m/s. 
Za své měření získali oba vědci ocenění Akademie věd.

Tento článek mohl vzniknout za podpory mých studentů bývalé 4. D (2009-2013), kteří mi věnovali jako dárek několikadenní pobyt v Ženevě spojený s návštěvou Evropské organizace pro jaderný výzkum CERN. Děkuji vám, moji absolventi!

Zpět na hlavní stranu blogu

Hodnocení

1 · 2 · 3 · 4 · 5
známka: 0.00 (0x)
známkování jako ve škole: 1 = nejlepší, 5 = nejhorší

Komentáře