i
i
“439-Moljk-naslov” — 2010/5/26 — 9:47 — page 1 — #1 i
i
i
i
i
i
List za mlade matematike, fizike, astronome in računalnikarje
ISSN 0351-6652
Letnik 7 (1979/1980)
Številka 3
Strani 129–137
Anton Moljk:
MIHAJLO PUPIN OB 125 LETNICI ROJSTVA
Ključne besede: fizika.
Elektronska verzija: http://www.presek.si/7/439-Moljk.pdf
c© 1980 Društvo matematikov, fizikov in astronomov Slovenije
c© 2010 DMFA – založništvo
Vse pravice pridržane. Razmnoževanje ali reproduciranje celote ali
posameznih delov brez poprejšnjega dovoljenja založnika ni dovo-
ljeno.
FIZIKA !@!
----------------
MIH AJ Lo p UPI N
(OB 125 LETNICI ROJSTVA)
Ali veste, ka j delate, ko vrtite gumb na radijskem aparatu in
izbir ate radijsko postajo? Odgovorite, potem šele berite na-
prej!
Mogoče ste se spomnili, da vsak radijski oddajnik niha in oddaja
valove z določeno frekvenco, ljubljanski na primer z 918 tisoč
nihaji na sekundo. Na to frekvenco moramo uglasiti nihajni
krog v radijskem aparatu , da dobimo zaradi resonance največji
odziv . Z vrtenjem gumba spreminjamo frekvenco sprejemnika. Na
kakšen način pa? Povejte še t o , preden berete naprej!
Pr av je, če ste re kli, da z gumbom vrtimo polovico plošč kon-
denzatorja proti drugi polovi ci plošč. Tako spreminjamo kapa ci
teto kondenzatorja in s tem frekvenco nihajnega kroga. Ta ima
poleg spremenljivega kondenzatorja še tuljavo z določeno indu~
tivno st j o. Za boljšo predstavo si narišite shemo nihajnega kr Q
ga. Namesto, d~ spreminjamo kapaciteto kondenzatorja, lahko
spreminjamo induktivnost tuljave.
Tako zlahka uglasimo e lektr i čni niha jni krog na želeno frekveQ
co . Najbrž pa ne veste, da je prvi objavil to zamisel, ki jo
sedaj na veliko uporabljamo, naš Mihajlo Pupin že leta 1893.
Takrat je bil profesor za matematično fiziko na univerzi Colum
bia v New Yorku. Najbolj znana iznajdba, ki je dobila po njem
ime, pa je Pupinova tiu l i av a , S takimi t ul j av ami j k i imajo pr i -
merno induktivnost in so priključene po nekaj kilometrov nara-
zen na telefonskih kablih ali daljinskih vodnikih, znatno po-
129
časneje oslabi signal, ki ga v obl iki električne napetosti iz
mikrofona pošiljamo po vodniku. Tako so postali mogoči telefoQ
ski pogovori na veliko večje razdalje kot prej .
Preglejmo najprej nekaj podatkov o življenju Mihajla Pupina.
Ti so nanizani na časovni osi v priloženi tabeli. V tabelo so
vnešena tudi nekatera nova fizikalna spoznanja, ki so močneje
vplivala na Pupinovo delo in razmišljanje.
Pupin je bil rojen leta 1854 v vasi Idvor blizu Pančeva. Odra-
ščal je na vasi ob kmečkih opravilih in običajih ter ob pastir
skih skrbeh in igrah. Ko je končal va ško šolo, je nadaljeval
šolanje na gimnaziji v Pančevu. Zaradi sodelovanja v študent-
skih demonstracijah je moral pred koncem gimnazije oditi s šo-
le. šel je v Prago, kjer pa je tudi zašel v težave zaradi pro-
tinemških stališč. Prodal je vse, kar je imel - celo svoj ko-
žuh - in si kupil naj cenejšo vozno karto za ladjo v Ameriko.
Tam je delal na kmetih, razkladal premog v mestu, delal v to-
varni in v pekar skem obratu ter varčeval, da bi lahko študiral.
Veliko je hodil v knjižnico, nazadnje pa se je odločil za ve-
černi tečaj, da bi se pripravil za sprejemni izpit, ki ga je
uspešno opravil in bil sprejet na univerzo Columbia v New Yor-
ku. Med študijem se je vzdrževal z inštruiranjem. Leta 1878 je
z odliko diplomiral iz matematike in naravoslovja na univerzi
Columbia v New Yorku. Zato je dobil štipendijo za nadaljnji
študij. Dve leti je študiral matematiko na univerzi v Cambrid-
geu, nato pa tri leta fiziko na univerzi v Berlinu pri ugled-
nem fiziku in naravoslovcu H. Helmholtzu . Tam se je temeljito
seznanil z eksperimentalnim delom in raziskovanjem in je leta
1889 doktoriral z zagovorom dela iz fizikalne kemije o osmot-
skem tlaku in prosti energiji .
Nato se je vrnil v Ameriko in postal docent , tri leta kasneje
pa profesor za matematično fiziko na oddelku za elektrotehniko
univerze Columbia v New Yorku. Tu je kot učitelj veliko preda-
val, veliko delal in ustvarjal in vodil mlade pri raziskoval-
nem delu. Skrbel je za materialno rast oddelka in napredek .š o-
le ter širil strokovne stike šole z industrijskimi podjetji.
130
MIHAJLO P UPI N
1854 rojen v vas i Idvor pr i Pančevu
v vaški šo l i
Maxwell
elektrcrnagnetn i
pojavi
18] 4
v srednji šoli v Pančevu
v s rednji šo li v Pragi
od še 1 v Amer i ko
delavec
študent
inštruktor
1883 diplcrna na univerz i Columbia v New Yorku
2 leti študija matematike v Cambridgeu
3 leta študija fizike na Un ive r z i v Berlinu
pr i Helmho1tzu
Hertz
elmag . valovanje
1889
1892
doktorat
profesor za matematično f iziko na univerzi
Columbia v New Yorku
Planck
energ. kvant i
sevanja
Roentgen
rentgenska svetloba
1900
Einstein
teorija relativnosti
uč ite 1j, raz i skova 1ec, i zum ite1j
- vrsta pomembn ih odkritij ( poveč an j e dosega t~
lefonsk ih pogovorov s Pupinovimi tuljavami,
večkratna telefonija, uglaševanje električ­
nega nihajnega kroga, sekundarno rentgen-
sko sevanje)
uporaba fluorescence pr i slikanju z rentgensko
svet lobo
radijska telefonija
družbeno aktiven znanstveni delavec
sodelavec državnega sveta za znanstveno razi-
skovanje
član ln občasno predsednik več strokovnih
društev
član ameriške ln newyorške akademije znanosti
dobitnik številnih priznanj, nagrad in
častnih naslovov
1929 zaslužni profesor
1935 umrl
13 1
S pred avan ji j e pojasn jeval ak t ua l ne pr obl em e st rokovni in š i r
š i jav nos t i in opra vl j a l ra zne s vetov aln e fun kcij e . Na pisal j e
š te vil na znan s t ven a, s trokovna i n poljudn o zn an st vena del a in
pr ijavil 24 patent ov za r a zna upor abna odkrit j a.
Za s voj e izr edn e do sež ke je dobi l Pupin ve l iko prizn an j i n na-
gra d, č as t n e d okt or at e na 16 univ erza h, med nj imi t ud i na beo-
gr a j s ki in za gr e bš ki . Bi l j e član ame r i š ke i n newyor š ke akad e -
mije zn a nos ti in č lan t er občasno predsednik več st roko vn ih
društev, me d njimi tu d i ameriškeg a f i zika lne ga druš tva.
Pa se vr ni mo k na jveč jem u Pupi nove mu odk ri tj u - k Pupin ov i m t~
ljava m. Po Bell ovem odkr i tju tele fo na l e t a 1876 s e j e upor aba
te le fo na po mest i h hitro š i r i la . Med h i šami so se vse bolj na
gosto r a z pr eda le te l efon sk e ž ice in kab li . Na ve čje razdal je
me d me st i pa se po · te l e fo nu ni s li š a lo , ker se je ele ktri čn i
s igna l za r ad i i zgub po ž ic a h uduš i l. Zat o s o s i mno gi pr iz ade -
va li , da b i zmanjša l i duš en j e e lek tr ičn ih s i gnal ov. Pup i n je
naš e l rešitev s teo r e t i čn o ob ra vnavo. Doblje ne r ez ulta t e je t ~
di na iz v i ren nač in e ks per i me nt a l no pre ve ril v lab oratoriju. V
razm i kih po ne ka j ki lome t rov j e pr ik lj uč il na vodnik tulja ve s
pri merno in du kti vnos t jo . Razmiki so odv is ni od elek tričn i h
l a st nosti vodn ika i n od naj v e čj e f re kvenc e n i ha nja e lektrične ­
ga toka, ki ga pošilj amo po vod ni ku. Pr edl agal je tudi pr i me r -
no nav i tj e t ulja ve v obl i ki svitka. S to re šitvijo se je te le -
fo ns ko omrež je r azširil o na ne ka j de se t krat ve čje r azd alje ,
ka r je pom en i lo izr ed en nap r ed e k. Ta re šit ev j e prin esl a Pupi-
nu veli k ugled.
Nekoč je Pupin v pogov or u vp r a šal pr edsednika te l ef onske i n t~
legraf ske dr už be, a l i bi mu hotel prodati nazaj nj eg ov izum .
Preds ednik pa je odvr ni l: "Da , tod a s amo , če kup i te obenem vs o
te le fon s ko dru žbo . Vs e na š e del ovanj e s loni na vašem i zumu" .
Ob dr ug i pril ik i pa j e Pupin ta kol e r azmiš ljal : "Moj i zum je
omo g o čil, da j e tele fo n ce ne jš i . . . . Vsak dober izum daj e jav-
nost i neizmern o v e č kakor izumit elju ali družbi, ki uporab lja
izum .. . . Imam se za javneg a dobr otnik a " .
Na ide j o za t o r e š i t e v , pi še Pupi n , je pri šel med p o či tni cami
132
Sl. 1 : Pup in v labo ratoriju na univer zi Columbia
1 3 3
v švici. Takrat se mu je posvetilo, da je prenašanje signala v
obliki nihajoče električne napetosti po žici podobno prenaša-
nju nihanja po vrvi ci ali struni , Te probleme pa je poznal. Z
nJlml se je seznanil pri H. Helmholtzu, ki je zresonatorji,
uglašenimi na različne frekvence, raziskoval zvok . študiral
jih je po Lagrangejevi knjigi o analitični mehaniki . Doživljal
pa jih je, kot pravi, že v otroških letih pri idvorskih pastir
jih, ki so pri igranju na dude izkoriščali resonan co lesenih
piščali. Zato je tudi naravnavanje frekvence električnega ni-
hajnega kroga imenoval uglaševanje. Pupin je s to mislijo o PQ
dobnostih na videz različnih pojavov dobil predstavo o pojavih
v vodniku.
Vzemite dve nekaj metrov dolgi nitki iz bombažne preje. Na eno
pritrdite svinčene kroglice v enakih razmikih po okrog 10 cm .
Nitki na enem krajišču privežite na steno ali na naslonjalo
stola nekaj deset centimetrov narazen. Drugi krajišči nitk pa
zvežite in vzemite v roko tako, da sta nitki za štiri prste na-
razen. Vrvica naj ne bo napeta . Roko pa nihajte sem in tja. Vi
deli boste, .d a s kroglicami obtežena nitka močno valovi, med-
tem ko se po neobteženi nitki valovanje uduši .
Tako je Pupin prišel na misel, da je namesto krogl ic vzel tu-
ljave s primerno induktivnost jo, ki jo je teoretično izračunal.
Pri tem poskusu se boste veliko naučili, če boste odgovorili
na mnoga vprašanja, ki se bodo porajala ob opazovanju.
Med drugimi Pupinovimi izumi je treba navesti v ečkra tn o te lef'2.
nijo , S katero lahko po enem telefonskem vodu pošiljamo več PQ
govorov hkrati. Rešitev morda poznate, če ne, pa poskusite ug~
niti, kako bi to šlo in narišite shemo, preden berete naprej.
Ideja j e tale. Nihanje električne napetosti z mikrofona naloži
mo na nihanje električnega nihajnega kroga z določeno večjo
frekvenco. Nihanje z drugega mikrofona, ki ustreza drugemu po-
govoru, pa naložimo na nihanje drugega električnega nihajnega
kroga z drugačno frekven co in tako dalje . Na drugem koncu na
sprejemni strani pa izločimo pogovore z ustreznimi nihajnimi
krogi, ki delujejo kot filtri in prepuščajo samo valovanje v
134
dolo če ne m fre kve n čne m o b moč j u .
Drugo zani mi vo od kritje se j e po sre čilo Pupinu pri poskusih z
r ent ge ns ko svetlobo . Le š t irinaj s t dni po tem , ko je Roentg en
objavil svoje od krit j e, je prvi v Ameriki pono vi l ta pos kus .
Z rentgens ko svetlobo je nat o velik o pomagal . kirurgom. Pri t em
je pri šel na mi sel, d a je pred fotogra fs ki fi 1m dal fl uor es cen
č n i za s l on in i zkoristil t ud i nastalo flu orescenčno s ve t lo bo.
S t em j e nekaj deset krat s kraj šal čas osvetlitve in omogočil
hi tro re ntgens ko f oto grafi jo. Pr i nadaljnjih poskusih je pri-
š e l do spozn anja, ki ga je prvi ob javil , da vsa ka snov, ki je
izpostavljena sevan ju rentg ens ke svetlobe, sama seva rentgen-
s ko svetlobo. Lal pa tega za f izi ko pomembnega spoznanja ni
utegnil dal je ra zisk ovati.
Pupin j e bil uspe š en razis kovale c in i zna jditelj . Bil je t udi
dob er uči telj , spreten govorni k in pr epri čljiv predavatelj, ki
je znal stvari jedrnato opisati , slikovito pojasniti in ponazQ
rit i s prispodobami . š t uden t i so ga z veseljem posluša li in so
ga imeli radi. To povedo mnogi v svojih spominih. Ko si je ku-
pil hišo v Norfol ku, se je za razvedrilo bavil z vzrejo konj.
Po zmagi na ne ki družabni konj sk i tekmi mu je ne kdo dejal:
"Profesor Pupin, č e znate ta ko dob ro brzdati svoje š t udent e,
ka kor s voj a ponija, ste največji profe sor v Ameriki". Pupin
pa je odvrni 1: "Tudi to bi znal, če naj bi brzdal samo dva št'!.
denta namesto dvesto" . Pupin j e imel veli ko ur pr edavanj in
š o l s kega dela. Zato se j e pogosto zavzema l za učno razbr emeni-
tev učiteljev na .uni ver z i , da bi 1ahko več časa pos ve ti 1i ra z-
iskovanju.
Vedno je opo zarjal na dober pou k fizike. Le ob dise rta ciji l e-
ta 1889 je vzel ko t dodatno tezo, ki jo je moral braniti , tr-
ditev : "Pouk fizi ke v sredn j ih š ol ah naj poteka, kolikor je mQ
g oč e , na pr a k t ični podla gi". Poudarjal je : "Ni mogoče poučeva­
t i znanosti brez labo rator ijev, ne samo v višjih, temveč tudi
v nižjih š ol a h . Nevarno je mnenj e, da je za višje šole treba
samo nekaj več š ol sk i h tabel , krede , gob in pr edavatelja , ki
b i se za s voja predava nja pripravljal z branjem knjig".
13 5
Neprestano j e opozarjal na potrebo po splošni znanstveni raz-
gledanosti, rekoč: "Od vsakega kulturnega človeka pričakujemo,
da ima pravilne in pametne nazore o književno sti, o umetnosti
in o družbenih vedah. Toda kdo je kdaj mislil na to, da bi zab
teval od kulturnega človeka, naj ima inteligentne nazore tudi
o pojmih znanosti". Bi 1 je mnenja, da bi se moral vsak otrok
v osnovni šoli s e znan i t i s preprostimi poskusi, ki r a z l aqa j c
osnovne pojme Newtonove mehanike .
Zavzemal se je tudi za večjo raziskovalno dejavnost, ki bi hi-
treje vodila k napredku. " I z ber i mo si za naše raziskovanje
predvsem takšne probleme, ki bodo pospešili naše znanje o kak~
ni veliki stvari" . Sodeloval je v državnem znanstvenem svetu,
ki ga je ustanovil ameriški predsednik Wilson med prvo vojno,
da bi pomagal gospodar ski in vojaški moči z novimi odkritji in
Sl . 2 : Pupinova tuljava , priključena na kabel
136
dosežki. Med drug im j e v sek ciji za aerona vtiko razv i jal rad ij
sk o telegraf ijo .
Pup in je lju bil in spoštoval s voj e starše i n ceni l svo j e roja-
ke i n domo vino. Ve čkrat j e pr ihajal na obis k domov in ob vsak i
priliki poudarjal, odk od je do ma . Roja kom j e na vse načine po-
ma gal z nas ve ti in z denar nimi prispevki .
Posebno pa je treba poudariti Pupinove zasluge pri določanju
dr žav ni h mej a na mirovnih pogovor ih po prvi svetov ni voj ni v
Pariz u. Pupin si je s svojimi uspeh i i n s s voj i m del om pr ido-
bil ve l ik ugled in štev ilno poznanstvo. Ke r ga j e predsednik
Wi lso n ose bno poznal, je njegova beseda ve l iko za l e gl a. Ta ko
ima zas luge . da ni bi la Sl ovenija okrnjena za del Pr ekmurja
in za Bohi njski kot. Za t o ga je o bčina Bled i zvolil a le ta 1922
za častnega ob čana .
Pupin je bi l živahe n, družaben i n čustven člove k . Govor il je:
"Fizi kalna dejstva n i kakor n i so hladna, če vaše sr ce ni hlad-
no". Po Hertzove m eks pe r i ment a l nem doka zu. da je s vet loba e l e ~
t ro magnetno val ova nj e , so mnoga vpr a š an j a o s ve t lo bi i n o šir-
jenju svetl obe še bolj razburila f i z i ke. Pupin večkrat piše o
teh vprašanji h. pa tudi o svetlobi, ki na m pri naša in f ormaci j o
z zvezd: "Govor zvezd nam l a hko odkrije mnogo ve li kih skrivn o-
sti, danes je zame prav ta ko č u d o v i t ka kor pr ed petdesetimi
l e t i na pašn ikih domače vas i ". Razmišljal je tud i o r a zvoj u
sveta ter verj e l, da bo znanst veni napredek omogočil boljš e sQ
ž it je ljudi.
Marsi ka j bi bil o treba š e poved ati. da bi bila podob a Mihajl a
Pupi na , ki je bi l velik č lovek, popo lna. Ne misl i te , da j e v
današnjem hitrem r a zvoj u t a podoba že zast are la in ni več zani
miva . Preb erite njegovo knjigo. pa bos t e v i deli , ko liko zna nja
in modr csti si boste pridobi li .
Anton Mo lj k
137
1.
J'!g. 1.
L
,~-_&
[FS~C..- .. I
_ . j..-..
.~. .
LIST ZA MLADE
MATEMATIKE
O O FIZIKE
ASTRONOME '
IZDAJA DMFA SRS