Share to: share facebook share twitter share wa share telegram print page

Крістіан Доплер

Крістіан Доплер
нім. Christian Doppler
Народився29 листопада 1803(1803-11-29)
Зальцбург
Помер17 березня 1853(1853-03-17) (49 років)
Венеція
·легеневе захворюванняd
ПохованняЦвинтар Сан Мікелеd і Christian Doppler's graved
Країна Австрійська імперія
ПідданствоАвстрійська імперія Австрійська імперія
Діяльністьматематик, фізик, науково-педагогічний працівник, астроном, педагог, професор
Alma materВіденський технічний університет
ГалузьФізика (оптика та акустика)
ЗакладЧеський технічний університет, Віденський університет
Відомий завдяки:Ефект Доплера
У шлюбі зМатильда Штурмd
Особ. сторінкаchristian-doppler.net

Крістіан Доплер[1] (нім. Christian Doppler; 29 листопада 1803, Зальцбург — 17 березня 1853, Венеція) — австрійський фізик і математик, найвідоміший відкриттям ефекту Доплера, тобто зміни спостережної частоти звукової або світлової хвилі через відносний рух спостерігача і джерела сигналу[2]. Тепер цей ефект широко використовується для вимірювання швидкостей руху в техніці, медицині, метеорології, астрономії, космології.

Життя Доплера пройшло в Австрійській імперії: він народився в Зальцбурзі, здобув освіту у Відні, працював в університетах Відня і Праги. 1842 року в Празі представив свою найвідомішу роботу «Про кольорове світло подвійних зір і деяких інших небесних світил». Помер від легеневого захворювання у Венеції, куди поїхав на лікування. Був першим директором Інституту фізики Віденського університету, почесним доктором Празького університету, членом Королівського наукового товариства Богемії[en] і Віденської академії наук.

Біографія

Походження та освіта

Будинок, де народився Доплер, на площі Макарт в Зальцбурзі, поруч із місцем, де жила родина Моцарта. Нині тут розміщено Доплерівське науково-меморіальне товариство[3].

Крістіан Доплер народився 29 листопада 1803 в Зальцбурзі. В церковних записах про його народження і хрещення він записаний як Крістіан Андреас Доплер, хоч ім'я Андреас він ніколи надалі не використовував[4]. Вже після його смерті астроном Юліус Шайнер[en] помилково написав його ім'я як Йоганн Крістіан Доплер, і цю помилку скопіювало багато джерел[5].

Батьками Крістіана були Йоганн (1766—1823) і Тереза Доплер. У них було п'ятеро дітей: Йоганн, Катаріна, Терезіа, Крістіан та Анна[6]. Батько Доплера був каменярем і займався постачанням мармурових плит і вівтарів в Аугсбург, Мюнхен, Лінц, Відень і Штирію, а також для резиденції Людвіга I Баварського[7]. Його справи йшли успішно і дозволили йому збудувати дорогий будинок на площі Макарт в Зальцбурзі, в якому й народився Крістіан Доплер. За родинною традицією він теж міг би стати каменярем[8]. Він ріс у середовищі каменярів і з ранніх років навчався цього ремесла[7]. Однак слабке здоров'я не дозволило йому продовжити сімейну справу[8].

У дитинстві Доплер відвідував початкову школу в Зальцбурзі та середню школу в Лінці, виявивши там видатні здібності до математики. Його батьки, сумніваючись в наукових здібностях сина, радились з викладачем математики Зальцбурзького ліцею, і за його рекомендацією Доплер у 1822 році поїхав до нещодавно заснованого Віденського політехнічного інституту. Здобувши високі оцінки з математики та інших наук, Доплер успішно закінчив інститут у 1825 році[9][10][8]. 1825 року він повернувся до рідного Зальцбурга і прослухав курс лекцій з філософії в Зальцбурзькому ліцеї. Близько року Доплер заробляв на життя уроками фізики та математики у коледжі Святого Руперта. Потім він вивчав вищу математику, механіку й астрономію у Віденському університеті[11], закінчивши його в 1829 році[8].

Початок наукової та педагогічної кар'єри

У 1829 році Доплер отримав посаду асистента професора вищої математики та механіки Віденського університету Адама фон Бурга[de]. За час роботи у Віденському університеті він опублікував чотири статті з математики, перша з яких називалася «Внесок у теорію паралелей»[12]. Ця посада була тимчасовою, і Доплер почав шукати постійну позицію. В той час відбір на викладацькі позиції в Австрійській імперії відбувався на основі пробних лекцій і письмових екзаменаційних робіт кандидатів. При цьому оцінювалось володіння матеріалом з цього предмету, але знання поза межами програми й наукові досягнення ніяк не заохочувались[13]. Доплер подавав заявки до шкіл Лінца, Зальцбурга, Гориції, Любляни, на посаду завідувача кафедри вищої математики у Віденському політехнічному інституті, на посаду професора арифметики, алгебри, теоретичної геометрії та бухгалтерського обліку в Технічній середній школі в Празі[8].

Поки тривав відбір, Доплер залишався без академічної позиції. Починаючи з 1833 року, він півтора року працював клерком на бавовняній фабриці у Зальцбурзі. Через неможливість професійної реалізації Доплер вирішив емігрувати до Сполучених Штатів і звернувся до американського консула в Мюнхені з питанням про можливість еміграції та викладацької діяльності в США. Готуючись емігрувати, він вже почав розпродавати своє майно, коли раптом отримав запрошення на роботу від Технічної середньої школи у Празі, в яку колись подавав заявку[8][10].

Викладацька робота в Празі

Меморіальна дошка на будинку в Празі, в якому Доплер жив з 1843 по 1847 рік

Доплер прийняв цю пропозицію, і 30 квітня 1835 року (аж через два роки з моменту подання заявки) він став викладачем у Технічній середній школі у Празі. Ця робота в школі не задовольняла його амбіцій, і він пробував змагатись за посаду професора в Празькому політехнічному інституті, але безуспішно. Однак у 1836—1838 роках йому дозволили викладати вищу математику в політехнічному інституті 4 години на тиждень, і він радо скористався цією нагодою. Зокрема, це приносило додаткові гроші, яких він потребував, зокрема, тому, що в 1836 році він одружився[8][10].

В кінці 1837 року в політехнічному інституті звільнилась посада професора практичної геометрії та елементарної математики. Доплер одразу почав виконувати обов'язки на цій посаді, однак 3 жовтня 1839 року провели конкурс на заміщення цієї посади. Доплер не мав брати участь у цьому конкурсі, однак засмутився, що конкурс взагалі проводився. Нарешті, в березні 1841 року він був формально призначений на посаду професора в Празькому політехнічному інституті[8].

У період з 1835 по 1841 Доплер проводив багато часу в тісних і душних аудиторіях, де читав лекції великій кількості студентів. Сучасники вважали, що саме в ці роки він захворів на легеневий туберкульоз, від якого згодом помер[14]. Подальше викладання й особливо прийом екзаменів теж були дуже виснажливими для Доплера й погіршували його й без того слабке здоров'я. Наприклад, в січні-лютому 1843 року він мав усно й письмово проекзаменувати 256 студентів за 17 днів (мінімум 6 годин на день) з арифметики й алгебри, в червні-липні за 12 днів він мав проекзаменувати стільки ж студентів з теоретичної геометрії, а в липні-серпні за 8 днів — ще 145 студентів з геодезії. У 1847 він приймав усні екзамени з математики у 526 і з геодезії у 289 студентів[13]. 1844 року студенти поскаржились, що Доплер приймав екзамени занадто суворо. Було проведено розслідування, призначено перескладання екзамену, а Доплеру оголошено догану. Він не визнав провини, і наприкінці 1844 року догану було скасовано. Однак через погіршення здоров'я в 1844 році Доплер мусив взяти відпустку за хворобою і повернувся до роботи лише 1846 року[8].

Наукова робота в Празі й відкриття ефекту Доплера

Титульний лист статті «Про кольорове світло подвійних зір і деяких інших небесних світил»

Незважаючи на стан здоров'я та виснажливу викладацьку діяльність, Доплер продовжував інтенсивно займатися наукою. Його наукові інтереси лежали в таких галузях фізики як оптика та акустика. Він опублікував новий метод визначення відстаней, досліджував аберацію світла, працював над теорією мікроскопа і теорією кольорів, конструкцією оптичного далекоміра, запропонував застосування фотографічних методів в астрономії[15], досліджував електрику та магнетизм, зміну магнітного схилення з часом[16]. Багато його ідей були досить революційними, однак непрактичними. З 1837 року кандидатуру Доплера висували до Королівського наукового товариства Богемії[en], і лише 28 червня 1840 року з невеликою перевагою (7 голосів «за» і 5 «проти») його було обрано асоційованим членом[8].

25 травня 1842 року на засіданні відділення природничих наук Королівського наукового товариства Богемії в Празі Доплер представив статтю, яка зробила його знаменитим[8], — «Про кольорове світло подвійних зір і деяких інших груп зір на небі» (нім. «Über das farbige Licht der Doppelstern und einiger anderer Gestirne des Himmels»). Цю статтю було опубліковано у працях Товариства наступного року. Основною метою статті було пояснення кольорів і світностей зір. Доплер припускав, що всі зорі в стані спокою мають однаковий білий колір, однак набувають різних кольорів через свої швидкі рухи відносно Землі. Коли ж рух зорі настільки швидкий, що все її випромінювання зсувається за межі видимого спектра, то зоря здається невидимою, — і цим він пояснював видимі спалахи нових зір. Згодом початкове припущення Доплера було спростоване: зорі мають різні кольори через різницю їхніх температур. Також швидкості відомих на той час зір виявилися набагато меншими, ніж припускав Доплер. А проте у своїй роботі він вивів правильні формули для зміни частоти звукових та світлових хвиль через рух спостерігача або джерела хвилі, тотожні сучасним (у нерелятивістському випадку), і на їх основі зробив правильні оцінки величини ефекту в різних випадках[8][17]. Це явище згодом назвали його ім'ям — ефектом Доплера[2].

Ця стаття сильно сприяла успіху подальшої наукової кар'єри Доплера. 5 листопада 1843, його було з великою перевагою голосів (9 «за» і 1 «проти») обрано ординарним членом Королівського наукового товариства Богемії, а в 1847 році він став віцепрезидентом цього наукового товариства[8]. В 1847 він отримав почесне звання доктора Празького університету, а в 1848 обрано членом Австрійської академії наук[10].

Останні роки

Пам'ятник на могилі Доплера у Венеції

У 1847 році Доплер перейшов на посаду професора математики, фізики та механіки у Гірничій академії в невеликому місті Банська Штявниця, однак політична нестабільність 1848 року змусила Доплера покинути Словаччину[10].

Оскільки він вже був знаним науковцем, йому вдалось відносно легко знайти посаду професора практичної геометрії у Віденському політехнічному інституті. Потім 17 січня 1850 року указом Імператора Франца Йосифа його призначено першим директором нового Інституту фізики Віденського університету[10]. Одним зі студентів Доплера під час роботи у Відні був аспірант і чернець Грегор Мендель, майбутній основоположник вчення про спадковість. У 1850—1851 роках Мендель два семестри відвідував лекції та приватні уроки Доплера з фізики[18].

Здоров'я Доплера продовжувало гіршати, і в листопаді 1852 року він переїхав до Венеції, повітря якої на той час рекомендувалося людям з легеневими захворюваннями. Незважаючи на погане самопочуття, він продовжував працювати[19]. В березні 1853 року його стан став різко гіршати. Дружина Доплера залишалась у Відні з п'ятьма їхніми дітьми, однак, зрозумівши, що Доплер помирає, вона поквапилась до Венеції і була поруч з ним в момент його смерті[8].

Доплер помер 17 березня 1853 року від тривалої хвороби легенів. Він був похований на цвинтарі на острові Сан-Мікеле. До кінця літа 1853 року з дозволу міської влади на галереї цвинтаря йому встановили пам'ятник[19].

Особисте життя

1836 року Крістіан Доплер одружився з Матильдою Штурм (нім. Mathilda Sturm). 22 січня 1837 року в них народилася дочка Матильда[20]. Згодом у сім'ї Доплера народилося ще четверо дітей — Людвіг (1838—1906), Адольф (1840—1916)[21], Берта (1843) і Герман (1844)[22].

У Доплера було мало друзів. 1832 року у Віденському університеті він познайомився з професором філософії Францем Екснером[de], який став його найкращим другом[23]. У Празі його другом та ментором був Бернард Больцано, який рекомендував Доплера в Королівське наукове товариство Богемії та головував у товаристві під час презентації знаменитої статті Доплера[24].

Пам'ять

На честь Доплера названі відкритий ним фізичний ефект і засновані на ньому технології та вимірювальні прилади — доплерографія, доплерівський радар, акустичний доплерівський вимірювач течії[en], лазерний доплерівський анемометр та інші[25]. На ефекті Доплера базуються багато сучасних медичних приладів ультразвукової діагностики. Цей ефект також застосовують в космології для дослідження червоних зсувів далеких галактик і розширення Всесвіту, в астрономії для вимірювань швидкостей руху зір уздовж променя зору (наближення або віддалення від спостерігача), обертання зір і планет навколо власної осі, руху частинок в кільцях Сатурна, турбулентних потоків у сонячній фотосфері, траєкторій космічних апаратів[26][27][28]. Зсув спектральних ліній через відносний рух джерела випромінювання і спостерігача в астрономії називають доплерівським зміщенням[29] або доплерівським зсувом[30]. Цей термін запровадив 1948 року Іпполіт Фізо, а перше вимірювання доплерівських зміщень в спектрах деяких зір і туманностей було здійснене вже після смерті Доплера[2]. Розширення спектральних ліній зір, викликане різними доплерівськими зсувами окремих атомів, що рухаються з різними тепловими швидкостями, називається доплерівським уширенням[31].

Існує низка наукових лабораторій імені Доплера, наприклад, у Кембриджському[32], Віденському та Зальцбурзькому університетах. В Австрії відкрито дослідницьку асоціацію імені Крістіана Доплера, яка здійснює кооперацію між наукою і бізнесом та підтримку лабораторій імені Крістіана Доплера[33]. У Зальцбурзі — рідному місті вченого — є лікарня, площа та міст імені Доплера. Відомий виробник шоколаду Fürst (винахідник цукерок Моцарткугель) випускає цукерки «DopplerKonfekt»[34]. У Віденському університеті встановлено пам'ятник Доплеру.

На честь науковця названі астероїд 3905 Доплер[35] і кратер Доплер[en] на зворотному боці Місяця[36].

У 2003 році на честь двохсотліття від дня народження Крістіана Доплера провели наукові конференції в містах, де пройшло життя науковця, — Зальцбурзі, Празі, Відні та Венеції. Їхні матеріали було опубліковано в книзі «Крістіан Доплер: життя і творчість, принцип і застосування», що містить огляд життя Доплера та застосування відкритого їм ефекту[7].

Пам'ятник Доплеру в Зальцбурзі
Пам'ятник Доплеру в Зальцбурзі 
Пам'ятник у Віденському університеті
Табличка у Венеції на домі, де Доплер помер
Табличка у Венеції на домі, де Доплер помер 
Вулиця Доплера в Амстердамі
Вулиця Доплера в Амстердамі 

Публікації

Багато дослідників сходяться на думці, що всього Доплер опублікував 51 роботу[37]. Ось деякі з них:

  • Доплер К. Внесок у теорію паралелей : [нім.] = Ein Beitrag zu den Parallelen-Theorien // Wiener Polytechn. Jahrb. 17. — 1832.
  • Доплер К. Про ймовірну причину виникнення електрики через контакт і електричний потенціал : [нім.] = Über die wahrscheinliche Ursache der Elecktricitats-Erregung durch Berührung und der elektrischen Spannung. — Ibid, 1834.
  • Доплер К. Про кольорове світло подвійних зір і деяких інших небесних світил : [нім.] = Über das farbige Licht der Doppelstern und einiger anderer Gestirne des Himmels. — Прага: Borrosch & Andre, 1834.
  • Доплер К. Про виробництво електрики тертям : [нім.] = Ein Beitrag zur Electrizitäts-Erzeugung durch Reibung // Hessler’s encyclopädische Zeitschrift. — 1842. — Bd. 16.
  • Доплер К. Підручник з арифметики та алгебри зі спеціальними посиланнями на вимоги різних наук і практичного життя, з додатком з 450 завданнями та прикладами = Arithmetik und Algebra mit besonderer Rücksicht auf die Bedürfnisse der verschiedenen Wissenschaften und des praktischen Lebens, mit einem Anhange von 450 Aufgaben und Beispielen. — Borrosch & Andre, 1842.
  • Доплер К. Про сплав, який перевершує у відбивній здатності всі попередні суміші металів, і тому особливо підходить для оптичних цілей : [нім.] = Über eine alle bisherigen Metallgemische an Reflexionsvermögen übertreffende und daher zu optischen Zwecken vorzuglich geeignete Legirung // Jahrbuch der österreichischen Akademie der Wissenschafien. — 1853.
  • Доплер К. Про виняткове вдосконалення відбивного мікроскопа : [нім.] = Über eine wesentliche Verbesserung der katoptrischen Mikroscope. — Borrosch & Andre, Прага, 1845.
  • Доплер К. Спроба систематичної класифікації кольорів : [нім.] = Versuch einer systematischen Classification der Farben. — Прага: Borrosch & Andre, 1848.
  • Доплер К. Про можливість визначити число і абсолютну відстань між атомами та їх силу взаємного тяжіння, для початку в різних простих твердих тілах : [нім.] = Über die Möglichkeit, die Anzahl und den absoluten Abstand der Korperatome sowie das Mass ihrer wechselseitigen Anziehungsstärke zunächst bei den verschiedenen einfachen festen Körpern zu bestimmen. — Прага: Borrosch & Andre, 1853. — С. 498−514.

Примітки

  1. Доплер, Крістіан. Велика українська енциклопедія (електронна версія). Процитовано 31 січня 2024.
  2. а б в Доплера ефект // Астрономічний енциклопедичний словник / за заг. ред. І. А. Климишина та А. О. Корсунь. — Львів : Голов. астроном. обсерваторія НАН України : Львів. нац. ун-т ім. Івана Франка, 2003. — С. 137. — ISBN 966-613-263-X.
  3. Visit Salzburg – Christian Doppler birthplace. www.visit-salzburg.net.
  4. Eden, Alec (1988). Christian Doppler : thinker and benefactor. Salzburg, Austria: Christian Doppler Institute for Medical Science & Technology. с. 34. ISBN 3-900905-00-2. OCLC 21739119.
  5. Eden, Alec (1992). The search for Christian Doppler. Wien: Springer-Verlag. ISBN 978-0-387-82367-6.
  6. Eden, 1992, с. 13.
  7. а б в Hiebl, Musso, 2007, с. 9.
  8. а б в г д е ж и к л м н п р J. J. O'Connor, E. F. Robertson. Doppler biography (англ.). School of Mathematics and Statistics, University of St Andrews, Scotland. Архів оригіналу за 16 квітня 2015. Процитовано 10 травня 2015.
  9. Гершун А. Л. Допплер, Христиан // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп. т.). — СПб., 1890—1907. (рос. дореф.)
  10. а б в г д е A. Roguin, 2002.
  11. A. E. Dastur, P. D. Tank. Christian Doppler and the study of waveforms and blood flow patterns // J. Obstet. Gynecol. India. — 2009. — Vol. 59, no. 6 (13 November). — P. 535—536.
  12. Е. Б. Куперберг, 1997, с. 8.
  13. а б Seidlerova I. Christian Doppler and Prague Polytechnic // The Phenomenon of Doppler. — Prague, 1992. — С. 30-45.
  14. Е. Б. Куперберг, 1997, с. 9.
  15. Eden, 1992, с. 29.
  16. Doppler biography (англ.). School of Mathematics and Statistics, University of St Andrews, Scotland. Архів оригіналу за 16 квітня 2015. Процитовано 7 травня 2015.
  17. Доплер К. Про кольорове світло подвійних зір і деяких інших небесних світил : [нім.] = Über das farbige Licht der Doppelstern und einiger anderer Gestirne des Himmels. — Прага: Borrosch & Andre, 1834.
  18. Schuster, 2005, с. 105.
  19. а б Eden, 1992, с. 65—76.
  20. Eden, 1992, с. 27.
  21. Eden, 1992, с. 28.
  22. Eden, 1992, с. 39.
  23. Hiebl, Musso, 2007, с. 21.
  24. Eden, 1992, с. 40.
  25. И. В. Федосов. Лазерный доплеровский анемометр. — Саратов, 2008. — 19 с. Архівовано з джерела 15 квітня 2015(рос.)
  26. J. Roelandt. Color Doppler Flow Imaging. — Springer, 1986.
  27. Ришкова К. О. Застосування ефекту Доплера // VII студентська конференція «Перший крок у науку», 20 грудня 2015 р., Суми, Україна. — С. 60.
  28. Астапович Д. Ефект Доплера // Матеріали міжвузівської науково-практичної конференції «Наукова діяльність студентів як шлях формування їх професійних компетентностей» (НПК-2010), м. Суми, 9 грудня 2010 р. — Суми : Вид-во СумДПУ імені А. С. Макаренка, 2010. — 186 с.
  29. Доплерівське зміщення // Астрономічний енциклопедичний словник / за заг. ред. І. А. Климишина та А. О. Корсунь. — Львів : Голов. астроном. обсерваторія НАН України : Львів. нац. ун-т ім. Івана Франка, 2003. — С. 137-138. — ISBN 966-613-263-X.
  30. Александров Ю. В., Шевченко В. Г. Астрофізика. — Харків : ХНУ імені В. Н. Каразіна, 2016. — С. 55. — ISBN 978-966-285-315-5.
  31. Александров Ю. В., Шевченко В. Г. Астрофізика. — Харків : ХНУ імені В. Н. Каразіна, 2016. — С. 44. — ISBN 978-966-285-315-5.
  32. Christian Doppler Laboratory for Sustainable SynGas Chemistry (англ.). Архів оригіналу за 24 квітня 2015. Процитовано 7 травня 2015.
  33. Christian Doppler Forschungsgesellschaft (Дослідницька асоціація ім. Крістіана Доплера) (англ.). Архів оригіналу за 26 травня 2015. Процитовано 7 травня 2015.
  34. Visit Salzburg (Туристичний сайт Зальцбурга) (англ.). Архів оригіналу за 12 жовтня 2006. Процитовано 8 травня 2015.
  35. Doppler (1984 QO), База даних малих космічних тіл JPL(англ.)
  36. Planetary Names: Crater, craters: Doppler on Moon. Процитовано 8 травня 2015.
  37. Eden, 1992, с. 83.

Література

  • Ашихміна А. В., Чижська Т. Г. Крістіан Андреас Доплер та його ефект // XIX Міжнародна молодіжна науково-практична конференція «Історія розвитку науки, техніки та освіти» за темою «фізика та формування нової світової реальності». — Київ : КПІ ім.Ігоря Сікорського, 2021. — С. 24-26.
  • Кудрявцев П. С. История физики. Том 1. — Москва : ГУПИМ РСФСР, 1956. — 320 с.
  • Куперберг Е. Б. Клиническая допплерография окклюзирующих поражений артерий мозга и конечностей. — Москва : НЦССХ РАМН им. А.Н.Бакулева, 1997. — 106 с.
  • Храмов Ю. А. Доплер, Кристиан // Физики : биографический справочник / под ред. А. И. Ахиезера. — Изд. 2-е, испр. и доп. — М. : Наука, 1983. — С. 106. — 400 с. — 200 000 екз.
  • Ed.: E. Hiebl, M. Musso. Christian Doppler: life and work, principle and applications: proceedings of the Commemorative Symposia in 2003, Salzburg, Prague, Vienna, Venice. — Living Edition, 2007. — 207 с. — ISBN 9783901585098.
  • Eden A. The Search for Christian Doppler. — Wien : Springer-Verlag, 1992. — 136 с. — ISBN 3211823670.
  • Schuster P. Moving the Stars. Christian Doppler, His Life, His Works and Principle and the World After. — Living Edition Publishers, 2005. — ISBN 3901585052.
  • Roguin A. Christian Johann Doppler: the man behind the effect // The British Journal of Radiology. — 2002. — Vol. 75, no. 895. — P. 615—619. — DOI:10.1259/bjr.75.895.750615.
  • Pasquale M., Paulshock BZ. Christian Christian Doppler (1803–1853): an ingenious theory, an important effect // J.Lab.Clin.Med. : journal. — 1991. — Vol. 118. — P. 384—386.
  • Eden A. Johann Christian Doppler // Ultrasound in Medicine and Biology : journal. — 1985. — Vol. 118. — P. 537—539.

Посилання


Kembali kehalaman sebelumnya