EGY KUTATÓ KÖZÉPISKOLAI TANÁR KASSÁN
A MÚLT SZÁZAD VÉGÉN

Patkós András
ELTE Atomfizikai Tanszéke

Ernst Mach (1838-1916) osztrák-cseh fizikus oktatói módszertanából, kutatói eredményeiből alakította ki pozitivista világképét, amely nagy hatással volt századunk sok nagy fizikusára és amelyet a dialektikus materializmus képviselői súlyának megfelelő részletes kritikával illettek. Nevét a fizikai eredeti eredmények tárában a gázdinamika tárgyköre őrzi, ahol a modern aerodinamika jónéhány alapjelenségére elsőként figyelt fel.

Kutatói tevékenysége és világnézete kapcsolatának közvetlenségén gondolkodva lapoztam bele a halála 50. évfordulóján tartott szeminárium előadásait tartalmazó kötetbe [1], amikor W. F. Merzkirch-nek, a freiburgi Mach-intézet igazgatójának tanulmányában (Mach's contribution to the development of gas dynamics) egy számomra eddig ismeretlen adalékra bukkantam a múlt század második felének magyarországi fizikaoktatására (pontosabban oktatóira) vonatkozóan.

Mach 1867-től a prágai egyetem professzora. Már bécsi diákéveiben erősen hatnak rá az ottani magas színvonalú fiziológiai, biofizikai kutatások. Ő maga is főként ezek iránt érdeklődik és Prágában fiziológiai-akusztikai vizsgálatokat végez. Gyenge kisülésekkel keltenek hanghullámokat és ezek hatását tanulmányozzák. Asszisztense Dvorák hívja fel figyelmét Karl Antolik közleményére a Poggendorfs Annalen der Physik und Chemie folyóirat 1875. évi 154. kötetében (Das Gleiten elektrischer Funken, 14-37. old.), amely a szerzőnek egy a 151. kötetben megjelent publikációját folytatja az "elektromos szikrakisülések során létrejövő akusztikus jelenségekről." Merzkirch véleménye szerint ez a közlemény inspirálta Machot az 1875. és 1885. között a prágai egyetem fizikai laboratóriumában folytatott méréssorozatának megkezdésére, amelynek eredményeként lényeges megállapításokat tett a levegőben terjedő lökéshullámok természetéről és felfedezte a Mach-effektust, a lökéshullámok visszaverődésének anomális törvényszerűségét.

Antolik cikkét fellapozva a szerző neve alatt a Professor der Realschule, Kaschau, Ungarn megjelölést találjuk. A cikk stílusa csevegő-leíró jellegű, amely elüt akár a közvetlen szomszédságában található közleményekétől is. Valószínűleg szabad óráiban a kor egyik legizgalmasabb fizikai jelenségkörét vizsgálgató tanár munkája, aki elegendő részletességű anyagot gyűjtve össze, azokat rendszeresen a "tanult világ" elé tárja.

Kísérleti berendezése igen egyszerű, vázlatát mutatja 1. ábránk. Az A. és B. pontokban levő résekben egyidejűleg kisülést hozva létre, azok (ma tudjuk) lökéshullámokat indítanak el, melyekben a hullámfront előtti normál sűrűség hirtelen felugrik, majd amely mögött a normálisnál alacsonyabbra esik (szívóhatás). Az érkező hullámokat egy üveglapra szórt vékony hamuréteggel érzékeli. Ugyanis a hullám a hamut kifújja, de a két gömbhullám interferenciája miatt a mechanikai hatás néhol zérus eredőt mutat. Így a kisülés erősségétől függően Antolik igen érdekes rajzolatú ábrákat készített (l. az eredeti cikk 1. táblázatát és 2. ábránkat mutatóba). Igen szemléletes, ahogyan leírja, hogyan kereste a kimutatáshoz legmegfelelőbb anyagot, míg a hamut megtalálta. Például sztaniolpapírral is próbálkozott, ugyanis ő elektromos jellegű hatásra spekulált, ami a kisülésekre adhatna felvilágosítást.

Mach elkészítette a berendezést és mechanikai detonációkkal is elérte Antolik ábráinak kialakulását, ezzel bizonyítva, hogy tisztán mechanikai hatásról van szó. Élőszőr egyszerű hanghullámokra gyanakodott, de sebességük megmérése után (amely a hang levegőbeli sebességénél nagyobb volt) megértette, hogy más típusú jelenséggel áll szemben. Hosszú évek optikai kísérleteivel mutatta ki a fellépő ugrásszerű sűrűségváltozást és megértette hogy egy az aerodinamikai , egyenletek korábbi matematikai vizsgálata során, 1860-ban B. Riemann által felvetett megoldás megvalósulásáról van szó, a lökéshullámról.

Mach figyelmét is felkeltette a kisüléseket összekötő egyenestől néhány cm távolságban kialakuló V-alakú képződmények sorozata. Későbbi vizsgálatai és az általa adott eredeti értelmezés szerint ezek a lökéshullámoknak az üveglapról való visszaverődése jellemzői. Tehát a Mach-effektus felfedezéséhez vezető kérdést Karl Antolik kassai gimnáziumi tanár furcsa rajzolatú ábrái tették fel.

Vajon ki volt ő?