MŰSZEREK–ESZKÖZÖK
MŰSZEREK–ESZKÖZÖK
A fizika mérőtudomány, amiből önként következik, hogy a fizikai laboratóriumokban sok műszert használnak. A fizikatanítás demonstrálás nélkül nem lehet eredményes, amint Jedlik pályája kezdetén helyesen állapította meg és az oktatás megkönnyítésére, eredményesebbé tételére ezért készített oly sokféle bemutatási eszközt és műszert. Ezek közül csupán néhányat tudunk megemlíteni.
A fizika egyes területein végzett kutatásokban nagyvákuum szükséges, amihez a Guericke Otto magdeburgi polgármester által híres kísérleteihez használt dugattyús – „köpűs” – légszivattyúk nem alkalmasak, azért új utakat kellett a vákuumtechnikában keresni.
Geissler világhírű bonni üvegtechnikus 1857-ben a róla elnevezett légritka csövekben szikrainduktorral keltett nagyfeszültség hatására szép fénytüneményeket idézett elő. Csövei légritkítására higanyos légszivattyút használt s ezt használták később az izzólámpagyártás kezdeti időszakában is.
A higanyos légszivattyú működése elvileg nagyon egyszerű jelenségen alapszik. Ha valamely zárt edényből a higany kifolyik, mögötte légritka tér marad. Geissler higanyos légszivattyújával 0,1 higanymilliméteres vákuumot tudott létesíteni.
A kezdeti légszivattyúk kezelése roppant nehézkesen történt. A higannyal telt edényt fel kellett emelni és kifolyatni a higanyt egy alsóbb edénybe, majd ezt felemelni stb. Mindez meglehetősen fárasztó művelet volt. Jedlik 1862-ben sajátságos, vascsőben elhelyezett higanyedényekkel tervezte légszivattyúját. Szerkezetét – akár a dugattyús szivattyúkét – karral lehetett működésben tartani. Nagyvákuum előállításakor előbb „köpűs” légszivattyúval „előritkítás”-t alkalmaztak, majd utána hozták működésbe a higanyos szivattyút. Jedlik úgy tervezte, hogy az előritkítást és nagyvákuum előállítását egyazon készülékkel végzi el.
Amíg Geissler légszivattyújának higanyedényét 76 cm magasra kellett emelgetni, Jedlikében a vascsőbe zárt higanytartó csak 35 cm-t emelkedett. A higany mennyiségének csökkentésére és a készülék kezelésének könnyítésére a higanyedényt és csöveket fabéléssel látta el. Így elérte, hogy a higanyoszlop magassága nem változott, míg az elérhető vákuum változatlan maradt.
A hatvanas évek elején az edényes barométerből kiindulva újszerű légszivattyút tervezett, amely a dugattyús és higanyos eszközök előnyeit egyesítette, az előritkításra szolgáló dugattyús és a higanyos szerkezet most már egybeépítve jól használható laboratóriumi készüléknek ígérkezett, mert, hogy elkészült-e, nem tudjuk.
Jedlik a tervet nem hozta nyilvánosságra, és így újból csak a régi eset ismétlődött, 20 év telt el és Rock találmányaként hasonló szerkezetű légszivattyút szabadalmaztattak.
*
Előadási kísérletekre, hallgatóság előtti szemléltetésre rendkívül szellemes „rezgési készülék”-eket tervezett, hogy a hullámjelenségek sokak által nehezen érthető világát közérthetővé tegye.
A meglehetősen bonyolult készülékeket pesti iparosok segítségével állította össze, ezek a múlt századi finommechanika valóságos remekei.
Jóval egyszerűbbek azok a készülékek, amelyek higanyfelületen keltett hullámok jelenségeinek bemutatására készültek. A csillogó higanyfelület különösen alkalmas hullámjelenségek keltésére és szemléltetésére. Jedlik egy olyan készüléket állított össze, amelynek a tálában levő higany felületére vékony pálca hegye nyúlt. Egy leereszkedő súllyal hajtott óraműves szerkezet a pálcát változó irányban és sebességgel elmozdította. A higanyfelületen tovaterjedő hullámgyűrűk jól érzékeltették a hullámok terjedését, találkozását stb. A Természettan elemeiben így írt a készülékről:
„A hullámok képzésének és haladásának valamint minden egyes …tüneményeit kísérletileg is kényelmesen, és a legnagyobb szabatossággal szem elé tüntethetni azon hullámgép segítségével, menyet mind szerkezetre, mind hatására nézve Sopronban 1847-ben tartott orvosok és természetvizsgálók gyülekezetében előmutatni valék szerencsés.”
A bemutatott hullámjelenségekkel kapcsolatban megemlíti – ugyanott –, hogy az „…egymással számtalanszor találkozó hullámok igen érdekes hullámzási jeleneteket tüntetnek elő, menyek hullámidomoknak neveztethetnek, és a leghidegebb vérű szemlélőnek is kellemes látványúl szolgálnak.”
A természetben lezajló rezgési folyamatok általában gyorsak, ezért szemlélésük, megfigyelésük nehéz. Ilyen jelenségek bemutatására sokfélé szerkezetet kigondoltak, feltaláltak, de a múlt század második felében egyik sem érte el a tökéletességnek azt a fokát, mint Jedliké.
Kedves társaságában, a Magyar Orvosok és Természetvizsgálók 1878-ban Máramarosszigeten tartott Vándorgyűlésén előadást tartott Két, vagy három rezgésszerű és egy haladó mozgás összetételéből eredő mozgás útjának leírására szolgáló készülék és annak használati módja címen.*
Megfigyelhetjük, hogy Jedlik előadásaiban, írásaiban – kevés kivételtől eltekintve – saját kutatásairól szólt. Általában csak azzal lépett közönség elé, ami a laboratóriumban is foglalkoztatta.
A bemutatott készülék és több más hasonló célú berendezés szerkezete, excenterekkel, hajtókarokkal, vonórudakkal mozgatott, papírszalagra jeleket rajzoló gépezetek voltak, írókészülékük fantasztikus alakú hurkokat stb. rajzolt. Ezek az ún. Lissajous-féle ábrák alkalmasak bankjegyek, csekkek stb. hamisításának megnehezítésére. Ha ugyanis a készülékkel lerajzoltattak valamely ábrát, és utána „elállították”, vagyis új ábrát rajzoltattak vele, soha, semmi módon nem lehetett többé az előbbi ábrához visszamenni, következésképen a lerajzolt ábrák gépi utánzása lehetetlenné vált. Hasonló szerkezeteket a bankjegyek, részvények, váltók stb. tervezésekor ma is használnak.
A galvánelemek áramszolgáltatásának, teljesítményének méréséről már megemlékeztünk. Az olyan kísérletekhez, amelyeknél fontos, hogy egyenletes, változatlan feszültségű áram álljon rendelkenésre, de az áramforrás változó feszültséget szolgáltat, áramszabályozóra van szükség. A mai fizikusnak ilyen gondja már alig van, de a galvántelepek korában ez nagy probléma volt.
Jedlik szellemes, érdekes áramszabályozót is szerkesztett. Higanyba merülő érintkezőkkel, elektromágnesekkel és vasmaggal dolgozó készülékei az ő igényeinek megfeleltek. Sajátságos módon azonban az „egysarkiság” elve itt sem hagyta nyugton.
Az elektromágnesek „behúzó” ereje nem egyforma. Másként vonzza a vasmagot a mágnes abban a pillanatban, amikor a vas a tekercsben kezd eltűnni, és másként, amikor már a tekercs közepén mozog. A behúzóképesség változása a két – északi és déli – sark létezésének következménye. Olyan tekercset kellene szerkeszteni – okoskodott Jedlik –, amelynek csak egy sarka van és a vasmag bármilyen mélyen süllyed a tekercsbe, annak behúzóereje nem változik.
Bonyolult kapcsolású, elforduló elektromágnest tervezett, s mondani sem kell, hogy ezt az elképzelést is – tőle függetlenül – jóval később külföldön valósították meg. Húsz év múltán, D’Arsonval és Deprez fizikusok a rendszert újból feltalálták. Jedlikről ők sem tudhattak, hiszen mi is csak azért ismerjük Jedliknek ezt a tervét, mert kéziratai, rajzai, leírásai megmaradtak. Kár, hogy ezt a műszeripari szempontból rendkívül érdekes és kétségkívül a maga idejében igen nagy anyagi lehetőségeket ígérő találmányt sem ismertette.
1855-ben galvánteleppel működő, guruló villamos gépkocsit nemcsak tervezett, de meg is épített, ma is megvan és működik.
Azóta, hogy 1812-ben Davy a londoni Royal Institution ülésén az ívfényt bemutatta, az elektromos világítás lehetősége sok feltalálót és üzletembert foglalkoztatott. Tervek születtek, de évtizedek múltával sem lehetett villamos közvilágításra gondolni. Hiányoztak a jó áramfejlesztők, használható ívlámpák s voltaképpen még azt sem tudták, lehetséges-e egyáltalán az áramelosztás olyképpen, hogy valamelyik lámpa kialvása után a többi is ne sötétedjék el stb.
Az ívlámpában két szénrúd között képződött Volta-ív adja a fényt; a szenek lassan elégnek s ha a szénrudakat kézzel, vagy automatikával nem tolják egymás felé, az áram megszakad, a lámpa kialszik. Kezdetben az ívlámpák működését zavarta a szenek rossz minősége. Csak a retortaszénből sajtolt szénrudak bevezetésével javult meg lényegesen az ívlámpák működése. A szeneket azonban csak kézzel – csavarral – tudták egymáshoz közelíteni. 1847-ben találták fel az elektromágneses ívlámpaszabályozót, amely a szabályozószerkezet működéséhez szükséges energiát a tápvezetékből kapta. Sokféle rugós óraszerkezetet is készítettek, később a lámpa súlyával – mint órasúllyal – működő szerkezetek terjedtek el, egyszóval se szeri, se száma nem volt az ívlámpaszabályozó automata találmányoknak.
Jedlik ún. hidrosztatikus ívlámpaszabályozót fejlesztett ki. Ennél az ívlámpa alsó, függőleges szénpálcája dugattyúra erősítve lassan emelkedett. A dugattyút higany nyomta felfelé, a higanyt szorítóval ellátott gumicsövön folyatta a dugattyúhengerbe, a szorítót elektromágnes működtette. A szenek leégésével több higany folyt a dugattyú alá és ezzel a megemelkedő szén a szükséges ívhosszra beállt.
Az ívlámpát hosszú égési időtartamra tervezte, ezért egyszerű szénpálca helyett „széncsillag”-ot épített be, amely a pálca leégése után elfordulva újat állított üzembe.
Ami az áramelosztást illeti; érdekes, hogy olyan nagy műszaki problémának tekintették, hogy neves fizikusok sem tartották kivihetőnek, míg végül – már az izzólámpa korában – az amerikai Edison oldotta meg, Jedlik transzformátaros ívfényvilágításra gondolt, a hálózatból kicsiny transzformátorok segítségével akarta „levenni” az áramot, de ezek a századvégi próbálkozósak már jórészt meghaladottak voltak, hiszen a világítástechnikai ipar olyan rohamosan fejlődött, hogy a gyárak vették kezükbe a fejlesztés munkáját, amelybe az egyénileg kutató – magános – Jedlik már nem szólhatott bele.
Eszközeiről szóló rövid ismertetőnket folytatva, említsük meg, hogy a fénytalálkozási tünemények bemutatására szolgáló Fresnel-féle tükörpárt tökéletesítette, s a Jedlik-féle tükörpár alkalmas volt az interferencia-jelenség demonstrálására.
Az ívlámpák, gázlámpák fényerősségének vizsgálatára sajátságos „forgópillás fénymérőt” állított össze. Egy másik érdekes elgondolása, hogy a vizsgált ívlámpa fényét a napfénnyel hasonlítsa össze, nem tudjuk, testet öltött-e.
1863. március 16-án Jedlik elmélyedt, magános munkáját különös katasztrófa zavarta meg. Kőbányán, a sziklába vágott pincék egyikében a boltozatból egy méter átmérőjű szikladarab a mélybe zuhant és a pince levegőjét úgy összenyomta, hogy a hirtelen felszökött légnyomás a pince vasajtaját 40 méter távolságra röpítette hordókkal; szerszámokkal, kőtörmelékekkel és két munkás összetört testével együtt.
A katasztrófa színterét Jedlik megvizsgálta, felmérte és az Akadémiában előadást tartott róla. Kiszámította, a szikla lezuhanása mennyire szorította össze a levegőt, és az milyen sebesen rohant ki a pincealagutakon és kapun keresztül stb.
*
Jedlik Ányos kutatásainak, találmányainak e vázlatos ismertetését néhány gondolattal zárjuk.
Mi lett volna, ha Jedlik megfelelő, vállalkozó szellemű gyárossal, üzletemberrel, szervezéshez jól értő szakemberrel találkozik, aki tehetségét felismeri, zsenialitását, szorgalmát, és munkásságát a magyar ipar szolgálatába állítja, ahogy Abbéprofesszort a jenai Zeiss-gyár alkalmazta és találmányai, kutatásai a gyárat-világhírűvé tették.
Sajnos ez nem történt meg, nem találkozott olyan személlyel, testülettel, intézménnyel, amely felkarolja, annál inkább kicsinyes irigyseggel, rosszindulatú ellenségekkel, akik nem tudták elnézni, hogy a nagy szellem egyedüllétében is alkot, míg akiket feldobott a lehetőség, alig alkottak valamit, vagy éppen semmit
Sajátságos életútján hajtotta őt szenvedélye, a munka láza, mint ahogyan a hegyipatak görgeti a sziklákat, kavicsokat, aranyrögöket, s a síkságon szétterül a folyó, és az aranyszemcséket az észrevétlenség, szegénység és közöny mély, fekete iszapja takarja el. Jedlik hiába előzte meg korát, munkájára sűrű csend borult, műszerei, iratai széthányódtak, vagy dobozok mélyén várják a napfényt.
Felfedezéseit, találmányait, újításait különös végzet kerülgette. Telepeivel Párizsban balsiker érte, mert a vasúton összetörtek; a bécsi távíróhivatal ajánlatát – valószínűleg tanulmányozás nélkül – visszaadta, osztógépét egy csavargó tette tönkre, szódavízgyára tehetetlen rokona kezén tönkrement, csöves villamszedőit eltulajdonították tőle… ez mind igaz, de ha kicsit a sarkára áll, a dinamó és elektromotor világhírre emelhette volna.
*
Éjszakákba nyúló laboratóriumi munka, tanítás, előadások, vakációs utazások, sok-sok olvasás közben alig vette észre, hogy az idő múlik. Pedig múlt, és ő is eljutott oda, hogy visszavonuljon és átengedje helyét a feltörő fiatalságnak. Új szelek fújtak a fizikában, nevek tűntek fel, a hetedik évtizedét taposó Jedliknek nem volt nehéz észrevennie, hogy ideje lejárt.
