Colladonova světelná fontána

20. červenec 2013 | 06.00 |

Dalším z významných objevů švýcarského fyzika, působícího v Ženevě,  Jeana-Daniela Colladona (1802 – 1893), je zařízení nazvané světelná fontána. Přišel tak na využití fyzikálního principu úplného odrazu světla, který je základem dnešního fungování optického vlákna. Dnes se tento experiment předvádí s plastovou lahví naplněnou  vodou s trochou mléka, která vytéká proudem bočním otvorem. Laserovým ukazovátkem se přes láhev nasměřuje světlo do vytékajícího proudu kapaliny, kde dojde k šíření světla laseru po zakřivené trajektorii proudu kapaliny. Jak však tento experiment provedl Colladon, když neměl k dispozici laser?

Colladon3Jean-Daniel Colladon už v roce 1841 demonstroval na svých přednáškách na univerzitě v Ženevě vedení světla v laminárním proudu vody vytékajícím z nádoby. Jako zdroj světla tehdy použil světlo sluneční.  Po něm tento experiment předváděl na ženevské univerzitě Auguste de la Rive (1801 – 1873), když použil obloukovou lampu, která byla napájena elektrickými bateriemi. Velmi jasné bílé světlo obloukové lampy bylo nasměřováno konvexní čočkou vloženou do stěny nádoby aby procházelo vodní nádrží a namířeno na otvor, kterým nechal vytékat proud vody.  Velikost otvorů mohl měnit a tím také reguloval velikost vytékajícího proudu vody. Světlo se za otvorem nešířilo přímočaře z nádoby ven, ale zůstalo uvězněné v proudu vytékající vody. Paprsky světla, které dopadají na rozhraní vodního paprsku a okolního vzduchu pod úhlem větším, než je mezní úhel, se úplně (totálně) odrážejí a jsou paprskem vedeny.  Světlo uvězněné v proudu vody totálními odrazy na rozhraní voda vzduch opouštělo proud vody, jen když se laminární proudění vody rozpadalo na kapičky nebo když narazilo na pevnou překážku. Zvláště v zatemněné místnosti byl tento jev pro pozorovatele velmi působivý.

Colladon předváděl tento experiment kromě Ženevy i v Paříži a v Londýně a jeho světelná fontána byla používána v představeních v Pařížské opeře v baletu d´Elias et Mysis v roce 1853. Svou světelnou fontánu pečlivě popsal ve francouzsky psaném časopise Comptes Rendus.

Jeho světelnou fontánou byly inspirovány fontány irského vědce Johna Tyndalla v Londýně (1853), světelné fontány na mezinárodních světových výstavách v Glasgowě (1888) a  v Paříži (1889) a také Křižíkova fontána na výstavišti v Praze (1891).

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