Кристиан Андре́ас До́плер ( нем. Christian Doppler ( / ˈ d ɒ p l ər / ); 29 ноября 1803, Зальцбург — 17 марта 1853, Венеция) — австрийский математик и физик , профессор, первый директор Института физики Венского университета , почётный доктор Пражского университета , член (англ.) ( и Венской академии наук . Наиболее известен своими исследованиями в области акустики и оптики , он первым обосновал зависимость частоты звуковых и световых колебаний, воспринимаемых наблюдателем, от скорости и направления движения источника волн и наблюдателя относительно друг друга. Физический эффект , открытый Доплером, является неотъемлемой частью современных теорий о происхождении Вселенной (таких как теория Большого взрыва и красного смещения ), используется в прогнозировании погоды , в изучении движения звёзд и диагностике сердечно-сосудистых заболеваний , лежит в основе функционирования радаров и систем навигации .

Биография

Происхождение и образование

Кристиан Доплер родился 29 ноября 1803 года в Зальцбурге в семье Иоганна (1766—1823) и Терезы Доплер. У них было пятеро детей: Иоганн, Катарина, Терезиа, Кристиан и Анна . Отец Доплера был каменотёсом и занимался поставкой мраморных плит и алтарей в Аугсбург , Мюнхен , Линц , Вену и Штирию , а также для резиденции Людвига I Баварского . Кристиан рос в среде каменщиков и с ранних лет учился этому ремеслу .

В детстве Доплер посещал начальную школу в Зальцбурге и среднюю школу в Линце, во время учёбы в которых проявил выдающиеся способности к математике. В 1822—1825 годах Доплер, по рекомендации профессора математики Зальцбургского лицея, учился в Венском политехническом институте .

В 1825 году он вернулся в родной Зальцбург и прослушал курс лекций по философии в Зальцбургском лицее. Около года Доплер зарабатывал на жизнь уроками физики и математики в колледже Святого Руперта, после чего изучал высшую математику, механику и астрономию в Венском университете .

Научная деятельность

В 1829 году Доплер получил должность ассистента профессора высшей математики и механики Венского университета (нем.) ( . За время работы в Венском университете он опубликовал четыре статьи по математике, первая из которых называлась «Вклад в теорию параллелей» . В университете Доплер так и не смог получить академическую должность и начал поиски другого места работы. Он подавал заявления в институты Линца, Любляны , Вены, Цюриха , Праги , однако ему было отказано. С 1833 года учёный в течение полутора лет работал клерком на хлопчатобумажной фабрике в Зальцбурге. Из-за невозможности профессиональной реализации Доплер решил эмигрировать в Соединённые Штаты Америки и обратился к американскому консулу в Мюнхене с вопросами о возможности эмиграции и преподавательской деятельности в США. Но в это же время он получил два предложения в Европе и принял одно из них .

30 апреля 1835 года Доплер стал учителем элементарной математики и вычислений в Государственной средней школе в Праге. Помимо работы в школе, с 1836 года Доплер преподавал по несколько часов в неделю в Пражском политехническом институте . В период с 1835 по 1841 годы Доплер проводил много времени в тесных и душных аудиториях, он читал лекции примерно 400 студентам. Современники полагали, что именно в эти годы он заболел лёгочным туберкулёзом , от которого впоследствии умер .

В марте 1841 года Доплер получил должность профессора практической геометрии и элементарной математики в Пражском политехническом институте. Несмотря на состояние здоровья и изматывающую преподавательскую деятельность, Доплер продолжал интенсивно заниматься наукой. Его научные интересы лежали в таких областях физики как оптика и акустика . Он опубликовал новый метод определения расстояний, исследовал аберрации света , работал над теорией микроскопа и теорией цветов , устройством оптического дальномера , предложил применение фотографических методов в астрономии . Он также исследовал электричество и магнетизм, изменение магнитного склонения со временем .

25 мая 1842 года на заседании отделения естественных наук Королевского научного общества Богемии в Праге он представил статью, которая впоследствии сделала его широко известным — « (англ.) ( » ( нем. «Über das farbige Licht der Doppelstern und einiger anderer Gestirne des Himmels» ). Эта статья была опубликована в трудах Общества в следующем году. Исходя из собственных наблюдений за волнами на воде, Доплер предположил, что подобные явления происходят в воздухе с другими волнами. На основании волновой теории он вывел, что приближение источника света к наблюдателю увеличивает наблюдаемую частоту, отдаление уменьшает её. Доплер теоретически обосновал зависимость частоты звуковых и световых колебаний, воспринимаемых наблюдателем, от скорости и направления движения источника волн и наблюдателя относительно друг друга. Это явление впоследствии было названо его именем — эффектом Доплера .

Вскоре после представления своей статьи Доплер был избран членом Королевского научного общества Богемии. В 1847 году он получил почётное звание доктора Пражского университета, а в 1848 году был избран членом Австрийской академии наук .

В 1844 году у Доплера начало ухудшаться здоровье, появились жалобы от студентов и учёный взял отпуск по болезни. Он вернулся к своей работе только в 1846 году. В 1847 году учёный перешел на должность профессора математики, физики и механики в (англ.) ( в небольшом городе Банска-Штьявница . Политическая нестабильность в 1848 году вынудила Доплера переехать в Вену на должность профессора практической геометрии Политехнического института. Указом Императора Франца Иосифа I от 17 января 1850 года он был назначен первым директором нового Института физики Венского университа . Одним из студентов Доплера во время работы в Вене был Грегор Иоганн Мендель — аспирант и монах Августинского аббатства Святого Томаша в Брюнне (ныне Брно , Чехия), будущий основоположник учения о наследственности . В 1850-51 годах Мендель два семестра посещал лекции и частные уроки Доплера по физике .

В ноябре 1852 года он переехал в Венецию , воздух которой в то время рекомендовался людям с лёгочными заболеваниями. Несмотря на плохое самочувствие, Доплер продолжал работать. После пяти месяцев болезни 17 марта 1853 года Кристиан Доплер скончался от туберкулеза . Он был похоронен на кладбище на острове Сан-Микеле . К концу лета 1853 года с разрешения городских властей на галерее кладбища ему был установлен памятник .

Личная жизнь

В 1836 году Кристиан Доплер женился на Матильде Штурм ( нем. Mathilda Sturm ). 22 января 1837 года у них родилась дочь Матильда . Со временем в семье Доплера родилось ещё четверо детей — Людвиг (1838—1906), Адольф (1840—1916) , Берта (1843) и Херман (1844) .

У Доплера было немного друзей. В 1832 году в Венском университете он познакомился с профессором философии (нем.) ( , который стал его лучшим другом . В Праге его другом и ментором был Бернард Больцано , который рекомендовал Доплера в Королевское научное общество Богемии и был председателем общества во время презентации его знаменитой статьи .

Память

В честь Доплера названы открытый им физический эффект и использующие его технологии и измерительные приборы — доплерография , доплер-аппараты, доплеровский радар, доплеровский измеритель , акустический доплеровский измеритель течения (ADCP), доплеровский измеритель скорости и сноса (ДИСС), лазерный доплеровский анемометр и другие .

Существует ряд научных лабораторий имени Доплера, например, в Кембридже , Венском университете, университете Зальцбурга. В Австрии открыта исследовательская ассоциация имени Кристиана Доплера, осуществляющая кооперацию между научной и бизнес сферами и поддержку лабораторий имени Кристиана Доплера . В Зальцбурге — родном городе ученого — есть больница, площадь и мост имени Доплера. Известный производитель шоколада Fürst (изобретатель конфет Моцарткугель ) выпускает конфеты «DopplerKonfekt» . В Венском университете установлен памятник Доплеру.

В 1970 году Международный астрономический союз назвал именем Кристиана Доплера кратер на обратной стороне Луны .

В 2003 году в честь двухсотлетия со дня рождения Кристиана Доплера были проведены научные конференции в Зальцбурге, Праге, Вене и Венеции. Их материалы были опубликованы в книге «Christian Doppler: life and work, principle and applications : proceedings of the Commemorative Symposia in 2003, Salzburg, Prague, Vienna, Venice», которая содержит обзор жизни Доплера и применений открытого им эффекта .

Эффект Доплера является неотъемлемой частью современных теорий о начале Вселенной (Большого взрыва и красного смещения). Он получил применение в астрономии для измерений скоростей движения звёзд вдоль луча зрения (приближения или удаления от наблюдателя) и их вращения вокруг оси, параметров вращения планет, колец Сатурна (что позволило уточнить их структуру), турбулентных потоков в солнечной фотосфере, траекторий спутников, контроля за термоядерными реакциями, а затем и в самых разнообразных областях физики и техники (в прогнозировании погоды, в воздушной навигации и полицейских радарах). Широкое применение эффект Доплера получил в современной медицине — на нём основано множество приборов ультразвуковой диагностики .

Некоторые из опубликованных работ

Многие исследователи сходятся во мнении, что всего Доплер опубликовал 51 работу . Приводится часть из них:

• Доплер К. Вклад в теорию параллелей (нем.) = Ein Beitrag zu den Parallelen-Theorien // Wiener Polytechn. Jahrb. 17. — 1832.
• Доплер К. О вероятной причине возникновения электричества через контакт и электрический потенциал (нем.) = Über die wahrscheinliche Ursache der Elecktricitats-Erregung durch Berührung und der elektrischen Spannung. — Ibid, 1834.
• Доплер К. О цветном свете двойных звезд и некоторых других звезд на небесах (нем.) = Über das farbige Licht der Doppelstern und einiger anderer Gestirne des Himmels. — Прага: Borrosch & Andre, 1834.
• Доплер К. Вклад трения в производство электричества (нем.) = Ein Beitrag zur Electrizitäts-Erzeugung durch Reibung // Hessler’s encyclopädische Zeitschrift. — 1842. — Bd. 16 .
• Доплер К. Учебник по арифметике и алгебре со специальными ссылками на требования различных наук и жизни, с приложением с 450 задачами и примерами = Arithmetik und Algebra mit besonderer Rücksicht auf die Bedürfnisse der verschiedenen Wissenschaften und des praktischen Lebens, mit einem Anhange von 450 Aufgaben und Beispielen. — Прага: Borrosch & Andre, 1842.
• Доплер К. О сплаве, который превосходит в отражательной способности все предыдущие смеси металлов, и поэтому особенно подходит для оптических целей (нем.) = 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. Об исключительном усовершенствовании отражательного микроскопа (нем.) = Über eine wesentliche Verbesserung der katoptrischen Mikroscope. — Borrosch & Andre, Прага, 1845.
• Доплер К. Попытка систематической классификации цветов (нем.) = Versuch einer systematischen Classification der Farben. — Прага: Borrosch & Andre, 1848.
• Доплер К. О возможности определить число и абсолютное расстояние между атомами и их силу взаимного притяжения, для начала в различных простых твердых телах (нем.) = 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. — S. 498−514 .

Комментарии

Примечания

Литература

• 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 экз.
• 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. . — Wien: Springer-Verlag, 1992. — 136 с. — ISBN 3211823670 .
• Roguin A. (англ.) // The British Journal of Radiology. — 2002. — Vol. 75 , no. 895 . — P. 615—619 . — doi : .
• Pasquale M., Paulshock BZ. Christian Christian Doppler (1803–1853): an ingenious theory, an important effect (англ.) // J.Lab.Clin.Med. : journal. — 1991. — Vol. 118 . — P. 384—386 .
• Eden A. Johann Christian Doppler (англ.) // (англ.) ( : journal. — 1985. — Vol. 118 . — P. 537—539 .
• Schuster P. Moving the Stars. Christian Doppler, His Life, His Works and Principle and the World After. — Living Edition Publishers, 2005. — 232 с. — ISBN 3901585052 .

Ссылки

• (англ.) . School of Mathematics and Statistics, University of St Andrews, Scotland. Дата обращения: 10 мая 2015. 16 апреля 2015 года.
• Schuster P. . — Living Edition Publishers, 2005. — 232 с. — ISBN 3901585052 .
• Roguin A. (англ.) // The British Journal of Radiology : journal. — 2002. — Vol. 75 , no. 895 . — P. 615—619 . — doi : .
• (англ.) . School of Mathematics and Statistics, University of St Andrews, Scotland. Дата обращения: 10 мая 2015. 5 марта 2016 года.