Херман фон Хелмхолц

Херман Лудвиг Фердинанд фон Хелмхолц (нем. Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz; Потсдам, 31. август 1821Берлин, 8. септембар 1894) је био немачки лекар и физичар. Сматра се једним од најзначајнијих научника 19. века. Још као младић, фон Хелмхолц је био заинтересован за природне науке, али га је отац послао на студије медицине због изгледније финансијске подршке од стране државе. По њему носи назив Хелмхолцова једначина. По њему је названо највеће немачко удружење истраживачких институција, Хелмхолцова асоцијација.[1]

Херман фон Хелмхолц
Hermann von Helmholtz.jpg
Херман фон Хелмхолц
Рођење(1821-08-31)31. август 1821.
Потсдам, Немачка
Смрт8. септембар 1894.(1894-09-08) (73 год.)
Берлин, Немачка
Пољемедицина, физика
ИнституцијаУниверзитет у Кенисбергу
Универзитет у Бону
Универзитет у Хајделбергу
Универзитет у Берлину
Познат поХелмхолцова теорема
Хелмхолцова једначина
Офталмоскопирање директним офталмоскопом.
Месингани кугласти Хелмхолцов резонатор који се заснива на оригиналном нацрту (око 1890-1900).

Херман се бавио физиологијом, физиком, математиком и психологијом. Након завршених медицинских студија био је професор физиологије у Кенигсбергу (данас Калињинград, Русија) (1849), Бону (1855) и Хајделбергу (1858), затим професор физике на Универзитету у Берлину (1871) и управник Физичко-техничког института у Берлину. Својим истраживањима физиологије дошао је до фундаменталних открића на подручју чула звука и светлости, брзине ширења живчаних импулса и реаговања мишића. За своја физиолошка истраживања конструисао је апарат за мерење и графичко бележење контракције мишића, офталмоскоп и друге инструменте, одредио закривљеност леће у оку, протумачио акомодацију ока његовом способношћу да у одређеним границама мења жижну даљину леће у оку. Развио Јангову теорију чула боја, полазећи од три основне боје – црвене, зелене и љубичасте – за које би у мрежњачи постојале три врсте живчаних ћелија и помоћу те теорије објаснио слепоћу за поједине боје. Протумачио функцију Кортијевог органа у уву и развио теорију боје тонова. Чуло боје тона растумачио је способношћу ува да сложене тонове раставља у њихове саставне делове, те је боја тона последица присуства виших хармоника. Хелмхолцове су теорије касније надоградили А. Отинџ, Рудолф Херман Лоце и Хуго Риман. За анализу звука конструисао је шупље стаклене кугле, назване Хелмхолцови резонатори.

Године 1857, објавио је рад о одржању силе, којим је, поред Роберта Мајера, Џејмса Џула и В. Kelvina, поставио закон очувања енергије, показавши истодобно да тај закон вреди и за животне процесе у организмима, што је коначно сасвим потиснуло веровање у такозвану животну силу. У хидродинамици, Хелмхолц је први математички развио теорију вртлога. Проучавајући електролизу, поставио је хипотезу честичне природе електрицитета. Дао је значајне приносе електродинамици, оптици и термодинамици. Показао је могућност примене принципа најмањег деловања у споменутим гранама физике. Осим тога, објаснио је низ метеоролошких појава и настајање морских таласа. Његови радови у метеорологији односе се на теоретске доприносе: Хелмхолцова слободна енергија термодинамичка је функција стања која у реверзибилном изотермичком процесу расте с радом који се обавља у систему; Хелмхолцова нестабилност односи се на хидродинамичку нестабилност која произлази из смицања или дисконтинуитета у струји на граници два хомогена флуида, те се тада ствара такозвани Хелмхолцов талас, који је нестабилан. Хелмхолц је развио једначине и теореме у математици и физици које се и данас користе, посебно у динамичкој метеорологији. Значајан је и његов рад о геометрији, који расправља о чињеницама које формирају њене основе. Без обзира на необично широку научну делатност, Хелмхолц је у сваком подручју поставио генијалне хипотезе, открио основне законитости и развио посебну методологију експериментисања, укључујући у то и конструкцију нужних направа.[2]

ЖивотописУреди

Његов је живот био у знаку потпуне преданости науци и један је од најзначајнијих научника 19. века. Као млади човек, фон Хелмхолц је био заинтересиран за природне науке, али га је отац послао на студије медицине због изгледније финанцијске подршке од стране државе. Широког спектра интереса, фон Хелмхолц је писао о старости Земаљске кугле до описа Сунчевог система.

Прво значајније научно остварење је било 1847. када је открио принцип очувања енергије код метаболизма мишића. Потврдио је да не постоји животна снага у организму која додаје енергију за покрете мишића. Полазећи од ранијих радова Сади Карноа, Емила Клаперона и Џејмсa Џулaа, поставио је односе између механике, топлоте, светлости, електрицитета и магнетизма односећи се према њима као појавности једне силе (енергије у модерним терминима. Своје теорије је објавио у књизи О очувању силе (нем. Über die Erhaltung der Kraft, 1847.).

Имао је радове у осетилној физиологији, а (његов студент Вилхелм Вунт успешно је наставио та истраживања). Фон Хелмхолц је значајније придонео медицини на пољу офталмологије. Изумео је офталмоскоп, инструмент који се користи за испитивање унутрашњости људског ока. Тако је постао познат преко ноћи у целом свету. Његово главно дело Приручник за физиолошку оптику (нем. Handbuch der Physiologischen Optik), даје емпиријске теорије за просторни вид у боји и опажање покрета. Тај је приручник постао основно референтно дело на свом пољу током друге половине 19. века. Његова теорија о акомодацијском рефлексу остала је непромењена све до задње деценије 20. века.

Фон Хелмхолц је 1863. објавио књигу „Die Lehre von den Tonempfindungen als physiologische Grundlage für die Theorie der Musik” показујући и даље интерес за физику опажања. Та је књига утицала на музикологе све до 20. века. На том пољу изумео је такозвани Хелмхолцов резонатор како би приказао снагу различитих тонова. У електромагнетизму је проучавао лонгитудиналне таласе, али није дао већи прилог на том подручју. Његов студент Хајнрих Рудолф Херц постао је познат по првом експерименту електромагнетног зрачења. Ипак фон Хелмхолц је предвидео електромагнетско зрачење из Максвелових једначина и таласна једначина сада носи његово име. Такође, немачко удружење истраживачких института носи његово име. Неки од његових студената (био је професор у Кенигсбергу, Бону, Хајделбергу и Берлину) који су касније постали познати су: Макс Планк, Хајнрих Кајзер, Јуџин Голдстајн, Вилхелм Вин, Артур Кениг, Хенри Августус Роуланд, Алберт Абрахам Мајкелсон и Михајло Пупин.

Хелмхолцов резонаторУреди

Хелмхолцов резонатор је свака кугласта шупљина која има властиту резонантну фреквенцију f0. Фреквенција зависи о полупречнику шупљине R, дужине l и полупречника r спојног канала те о густини, влажности и температури ваздуха. Користи се при акустичким испитивањима те за пригушивање буке, као елемент пригушивача. За ваздух релативне влажности око 60%, температуру око 20 °C, te притисак око 105 Pa вреди: [3]

 

где је: v - брзина звука, A - пресек спојног канала, V0 - статичка запремина шупљине, Leq - еквивалентна дужина спојног канала, која се може узрачунати из

 

ДелаУреди

РеференцеУреди

  1. ^ Cahan, David (1993). Hermann von Helmholtz and the Foundations of Nineteenth-Century Science. University of California Press. ISBN 978-0-520-08334-9. 
  2. ^ Helmholtz, Hermann Ludwig Ferdinand von, [1], "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2015.
  3. ^ Helmholtzov rezonator, [2], "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2015.

ЛитератураУреди

  • David Cahan: Helmholtz: A Life in Science (University of Chicago). 2018. ISBN 978-0-226-48114-2.
  • David Cahan (Ed.): Hermann von Helmholtz and the Foundations of Nineteenth-Century Science.. University California, Berkeley. 1994. ISBN 978-0-520-08334-9..
  • Schiemann, Gregor (2009). Hermann von Helmholtz's Mechanism: The Loss of Certainty. A Study on the Transition from Classical to Modern Philosophy of Nature. Dordrecht: Springer. ISBN 978-1-4020-5629-1. .
  • Franz Werner: Hermann Helmholtz´ Heidelberger Jahre (1858–1871). (= Sonderveröffentlichungen des Stadtarchivs Heidelberg 8). Mit 52 Abbildungen. Berlin / Heidelberg (Springer) 1997.
  • Cohen, Robert, and Wartofsky, Marx, eds. and trans. Reidel. Helmholtz: Epistemological Writings, 1977.
  • Ewald, William B., ed. From Kant to Hilbert: A Source Book in the Foundations of Mathematics, 2 vols. Oxford Uni. Press, 1996.
    • 1876. "The origin and meaning of geometrical axioms," 663–88.
    • 1878. "The facts in perception," 698–726.
    • 1887. "Numbering and measuring from an epistemological viewpoint," 727–52.
  • Groundwater, Jennifer. Alexander Graham Bell: The Spirit of Invention. Calgary: Altitude Publishing, 2005. ISBN 1-55439-006-0.
  • Jackson, Myles W. Harmonious Triads: Physicists, Musicians, and Instrument Makers in Nineteenth-Century Germany (MIT Press, 2006).
  • Kahl, Russell, ed. Wesleyan. Selected Writings of Hermann von Helmholtz, Uni. Press., 1971.
  • Koenigsberger, Leo. Hermann von Helmholtz, translated by Frances A. Welby (Dover, 1965)
  • MacKenzie, Catherine. Alexander Graham Bell. Whitefish, Montana: Kessinger Publishing, 2003. ISBN 978-0-7661-4385-2. Retrieved 29 July 2009.
  • Shulman, Seth. The Telephone Gambit: Chasing Alexander Bell's Secret. New York: Norton & Company, 2008. ISBN 978-0-393-06206-9.
  • David Cahan: Helmholtz: A Life in Science (University of Chicago, 2018). ISBN 978-0-226-48114-2
  • Steven Shapin, "A Theorist of (Not Quite) Everything" (review of David Cahan, Helmholtz: A Life in Science, University of Chicago Press, 2018, ISBN 978-0-226-48114-2, 937 pp.), The New York Review of Books, vol. 66, no. 15 (10 October 2019), pp. 29–31.
  • Franz Werner: Hermann Helmholtz´ Heidelberger Jahre (1858–1871). (= Sonderveröffentlichungen des Stadtarchivs Heidelberg 8). Mit 52 Abbildungen. Berlin / Heidelberg (Springer) 1997.

Спољашње везеУреди