A HATÁS MEGSOKSZOROZÁSA

Radnai Gyula
ELTE Ált. Fizikai Tanszéke

Jedlik szerteágazó kísérletező tevékenységét vizsgálva akadhatunk rá erre a kísérleti fizikában régóta eredményesen alkalmazott eljárásra. Számos találmányának ötlete ezen alapul, s bár mint elvet Ő sohasem mondta ki, látni fogjuk, hogy milyen sikeresen alkalmazta. Ezért lehet ez kulcs Jedlik feltalálói tevékenységének vizsgálatához.

Még szimbolikus jelentőségű is lehet, ha Jedlik hatására gondolunk.

Magával a fogalommal Jedlik akkor találkozhatott először, amikor Oersted híres 1820-as kísérletének Schweigger-féle módosításával megismerkedett. Oersted, s nyomában Arago, majd még sokan mások azt mutatták meg, hogy az elektromos árammal átjárt egyenes vezető kitéríti irányából a közelében elhelyezett mágnestűt. A hatás gyenge volt, s először úgy próbálták felerősíteni, hogy nagyobb áramot bocsátottak át a vezetőn. Ekkor jött Schweiggernek Halléban az az ötlete, hogy ha ugyanazt az áramot többször egymás után vezeti el a mágnestű mellett, akkor a hatást megsokszorozhatja. Textillel bevont, szigetelt huzalt készített, s ezt egy négyszögletes fakeretre csévélte fel, sokszor egymás után. Kapott egy sokmenetű, négyszögletes tekercset, amit elnevezett “multiplikátornak" (sokszorozónak). A “tekercs", mint áramköri elem fogalma akkor még nem létezett. Csak ekkortájt fedezte fel Ampère, hogy ha egy szigetelt huzalt vasrúdra teker fel, akkor a huzalban folyó áram a vasrudat felmágnesezi. Ampère a hengeresen feltekert huzalnak a görög eredetű szolenoid nevet adta. Schweigger úgy módosította Oersted kísérletét, hogy a vízszintes síkban elfordulni képes mágnestűt függőleges síkú (É-D irányba beállított) multiplikátorának közepébe helyezte.

Jedlik megértette és magáévá tette a Schweigger által alkalmazott sokszorozási elvet, és kicserélte a mágnestűt egy Ampère-féle szolenoidra. A hatás annyira felerősödött, hogy az áram bekapcsolásakor a szolenoid átlendült az egyensúlyi helyzeten. Alkalmas ritmusban adagolt áramlökésekkel az elektromágnest forgásba lehetett hozni. Már csak ki kellett találni az áramváltót, ami a forgáshoz szinkronizálva működik és megszületett Jedlik villamdelejes forgonya.

Az ötvenes években, amikor dinamóját tervezte, már tudatosan fordult a sokszorozás elvéhez: “Egysarki villanyindító (Unipolar Induktor), melynek vastag rézhuzalokból készült és csak 12 tekerintésű sokszorozójában megszakadás nélküli villamfolyam indul meg, ha fekmentes helyzetű és ezen alakú hengere, [itt a henger rajza következik] miután egy vagy több Bunsen féle elem hatása által villanydelejjé változtatott, a hozzá alkalmazott fogaskerék segítségével forgásba hozatik..."

A 12 tekerintésű sokszorozó itt már az indukált feszültség sokszorozására szolgál. Másrészt a forgó és az álló részék meneteinek sorbakapcsolásával az öngerjesztésű sokszorozás elvét fedezte fel és alkalmazta Jedlik: “a delej forgatása folytán a sokszorozó huzalban villamfolyam indíttatik, mely a forgatott delej tekercsén átmenvén a delejt erősebbé teszi, az pedig ismét erősebb villamfolyamot indít s. i. t..."

----

Az elektrosztatikus feszültség sokszorozásának elvét először leydeni palackok láncolatára próbálta ki 1863-ban: azokat párhuzamosan kapcsolva feltöltötte U feszültségre, majd sorbakapcsolva a keletkezett n x U feszültség kisülése nagy szikrát keltett. Így született meg a kaszkádgenerátor. Ezt továbbfejlesztve, a leydeni palackokat saját csöves villamszedőire cserélte ki, és nyolc ilyen egységből álló berendezést épített. Ez a láncolatos villamfeszítő nyert díjat a bécsi világkiállításon 1873-ban. Itthon 1879 őszén, nyugdíjazásának első évében mutatta be Jedlik Ányos, a Magyar Orvosok és Természetvizsgálók Budapesten tartott XX. nagygyűlésén. “...midőn a c fogantyú meghúzása folytán a csöves villamszedők láncolati közlekedésbe hozatnak a villamosság egyik villamszedő tevőleges felületéből a következő villamszedő nemleges felületébe átmenve, a láncolat végső felületén igen megközelítve a villamszedők számával aránylagos feszültséget nyer."

----

Utolsó még aktív évtizedében figyelmét a jelenségek időbeli sokszorozása, folytonos ismétlődése kötötte le. A mechanikai rezgésekkel foglalkozott. Olyan gépeket szerkesztett, melyek folyamatosan, egymás után ismétlődően rajzolták ki az azonos frekvenciájú rezgések összetevéséből képződő görbéket. Gyönyörködött a képek sokszorozásában.

Csakugyan, a hatások sokszorozásának elvére a legszebb példákat az optika szolgáltatta. A fényhatás sokszorozódását figyelhette meg interferencia esetén, azonos fázisú fényhullámok találkozásakor. Másrészt pontok és vonalak, akadályok és nyílások térbeli sokszorozódása, periodikus ismétlődése esetén, ha ezeket fénnyel megvilágította, gyönyörű, megunhatatlanul érdekes képek keletkeztek.

Fraunhofer kísérleteit ismételve merült el a fiatal Jedlik a fényelhajlás rejtelmeiben, s azután már csak az volt a vágya, hogy a megfigyelt képeket még szebbé tegye. Ehhez a legalapvetőbb esetben egy rés megsokszorozására volt szükség. Ezt nevezte el Fraunhofer optikai rácsnak, és le is írta, hogyan készít rácsot: üvegre ragasztott aranylemezre vágott egymással párhuzamos vékony réseket. Készített egy olyan osztógépet, amellyel milliméterenként 33 rést tudott vágni. Később sűrűbb rácsot is tudott készíteni; sima üvegfelületre gyémántheggyel karcolt vonalakat, milliméterenként 302, összesen 3601 vonalat húzott. Ez esetben a vonalak között sértetlenül maradt üvegfelület alkotta a réseket, a megkarcolt rész diffúzan szórta a fényt. Jedlik kitűzte maga elé a célt: Fraunhofer vonalazó gépénél jobbat kell kitalálni. “1843-dik év Június havában kezdém meg a vonalzó gépem csináltatását" - olvashatjuk a már Pesten elkezdett naplójában. És 1845-ben már saját készítésű rácsokkal kísérletezett Pécsett, a Magyar Orvosok és Természetvizsgálók VI. vándorgyűlésén:

“A világsugarak tüneményéről általánosan és a sugárhajlásról különösen". Az arannyal, ezüsttel, sőt korommal bevont üvegfelületre acéltűvel húzott vonalak valóban nem adtak elég sűrű rácsot, azon kívül a vonalak szélessége sem volt állandó. Mégis, ezek a kísérletek vezették Jedliket arra a gondolatra, hogy a megvonalazott üveg kémiai maratásával próbáljon szabályos, egyenes élű réseket előállítani. Később se törekedett a vonalak sűrűségének minden áron való növelésére, sokkal inkább arra, hogy pontosan egyenlő közű, és lehetőleg egyenes szélű résekből álljon a rács. De ehhez még meg kellett találni a megfelelő bevonatot!

Rowland (1848-1901), az Eötvössel egyidős amerikai fizikus - az Amerikai Fizikai Társulat megalapítója és első elnöke - aki nemzetközi hírnevet szerzett kiváló rácsaival, 1882-ben már 1 mm-re 1800 rést tudott vonalazni. Mégis, Jedliknek a párizsi Duboscg optikusnál árult rácsaiból - melyek Csapó Gusztáv közvetítésével jutottak el oda - amerikaiak is szívesen vásároltak; a keresett Jedlik-rácsok pontosságukkal és nagy fényerejükkel vívták ki a szakértők elismerését.

A legjobban keresett rácsok, melyek Jedlik osztógépén készültek, 162 rést tartalmaztak milliméterenként. A rések hossza 75 mm (nem tévedés: 7,5 cm!), a rács szélessége pedig maximum 70 mm volt, vagyis a rések száma elérhette a 12 ezret. Ezzel a ráccsal a színképnek egymástól 10^-10 m-rel eltérő hullámhosszú vonalait már meg lehetett különböztetni. Jedlik osztógépe rendkívül finom mechanikai szerkezet volt, amely még abban is különbözött a többiektől, hogy nem a gyémántcsúcsot mozgatta az üveglemezen, hanem az üveglemezt mozgatta a gyémántcsúcs alatt. Egy-egy vonal meghúzása körülbelül 10 másodpercig tartott, azután a tű felemelkedett, s a gép a következő vonal végének megfelelő pontot tolta a tű alá. Egyetlen rács elkészítése - 12 ezer vonal meghúzása - több napig tartott. Nem csoda, hogy Jedlik villamdelejes motorját állította be a gép meghajtására. A sokszorozás elve Jedliké, gyakorlata a motoré volt.

A pontos, egyenes élű rések előállítása azért sikerült Jedliknek, mert volt türelme kikísérletezni a legjobb bevonatot a vonalazáshoz. Naplójának az a bejegyzése, amely a megfelelő anyag megtalálásakor keletkezett, szinte megható: - “Gloria in excelsis Deo! Több évig tartó, kimondhatatlan időáldozatba kerülő és a türelmet a végletekig erőltető kutatásaim után végre sikerült 1860-diki év februárius 12-dikén estve 8 órakor a sűrűen (legfeljebb 4000 vonalt számítva 1 hüvelykre) megvonalozandó üvegek bevonására kellő tulajdonságokkal bíró gyantaféle anyagot felfödöznöm. E tulajdonságok a következő pontokba foglalhatók:..."

Csak csodálkozik az olvasó, hogyan volt Jedliknek lelkiereje ezután a pontos, tényszerű felsoroláshoz, az elért eredmény papírra vetéséhez. Nemcsak hihetetlen kitartással, de elképesztő önfegyelemmel rendelkezett.

Palatin Gergely (1851-1927) pannonhalmi főiskolai tanár, aki az 1880-as években újra összeállította, sőt továbbfejlesztette Jedlik mások által elrontott osztógépét, így jellemezte mesterét 1911-ben: “... rendkívül türelmes és szívós természetű volt; mert annyi hiábavaló próbálás és kísérletezés után sem vesztette el a gép iránt való bizalmát és kedvét. Ezt mérlegelve, hálás szívvel vehetünk tőle példát arra nézve, miként kell a jól megválasztott eszmét szorgalom és kitartás mellett megvalósítani és mindinkább tökéletesíteni. Áldás emlékének!"

____________________