Dr ROSTISLAV KOŠŤÁL

 

ŽIVOT A DÍLO PROFESORA Dr JOSEFA ZAHRADNÍČKA

Profesor Dr Josef Zahradníček působil dlouhá léta jako pro­fesor experimentální fysiky na Masarykově universitě v Brně. V roce 1956 se dožil 75 let. Pobočka JČMF uspořádala u příle­žitosti tohoto jubilea v říjnu 1956 přednášku o životě a díle prof. Zahradníčka, kterou proslovil Dr R. Košťál, profesor Vysokého učení technického v Brně.

Profesor Zahradníček patří k vynikajícím představitelům české fysiky a svým dílem přispěl k udržování tradic české fysiky, za­ložených Strouhalem a Koláčkem, jejichž byl, žákem.

Redakce

Dne 9. srpna 1956 dožil se experimentální fysik univ. profesor Dr Josef Zahradníček sedmdesáti pěti let.                                  

Profesor Zahradníček je syn továrního dělníka z moravského Horácka. Narodil se v Třebíči 9. srpna 1881. Jeho dědeček byl tkalcem a otec i matka se také pů­vodně věnovali tomuto zaměstnání. Otec Zahradníčkův odešel v jeho mládí jako dělník do továrny, odkud roku 1921 — ve svých sedmdesáti letech — šel do pense, kterou požíval jen krátkou dobu; zemřel v r. 1925. Matka, která byla o 10 let mladší otce, dožila se pěkného věku — zemřela v r. 1951, několik měsíců před dovršením sedmdesáti let svého syna.

V roce 1895 začal Josef Zahradníček studovati v rodném městě Třebíči na gymnasiu. Sociální podmínky ke studiu nebyly příznivé, finanční podpory z do­mova neměl. Peníze si musel vydělávati, na knihy se peněz nedostávalo. Svou schopností a pílí překonal všechny tyto překážky a dne 20. července 1901 vy­konal s vyznamenáním zkoušku dospě­losti. Po prázdninách odešel do Prahy na filosofickou fakultu Karlovy univer­sity, kde studoval matematiku a fysiku ve stud, letech 1901/02 až 1904/05. Tam poslouchal přednášky profesorů Strou­hala, Koláčka, Ed. Weyra, Studničky, Petra a jiných. V roce 1905 pracoval v ústavě prof. Koláčka a dne 16. pro­since 1905 vykonal zkoušku z matema­tiky a fysiky a hned za dva měsíce — 10. února 1906 — doktorát z theoretické a experimentální fysiky.

Po dokončení vysokoškolských studií působil na středních školách, a to od l. ledna 1906 do 14. září 1907 na gymnasiu v Boskovicích, od 15. září 1907 do 31. srpna 1919— tedy celých 12 let— na gymnasiu v Kroměříží a od l. září 1919 na I. státní reálce v Brně, Antonínská ul. To bylo jeho poslední gymnasijní pů­sobiště, z něhož l. července 1930 přešel úplně na vysokou školu. Po celou dobu této učitelské činnosti byl na ústavech správcem fysikálních sbírek a vedl fysikální cvičení.

Při zakládám Masarykovy university nastoupil l. září 1921 jako asistent ústavu experimentální fysiky na přírodovědecké fakultě u profesora Dr Bedřicha Macků; asistentskou práci vykonával vedle činnosti na reálce. Teprve od l. září 1923 měl úplnou dovolenou na střední škole. Na Dr Zahradníčkovi, prvém asi­stentu ústavu, spočívala tehdy celá tíha realisace přebudování jedné z budov bý­valého chudobince na fysikální ústav. Věnoval se vybavování ústavu měřícími přístroji pro laboratorní cvičení, demonstračními přístroji pro přednášky i pro demonstrační cvičení posluchačů. Vedl praktická laboratorní cvičení posluchačů, připravoval experimenty ke speciálním přednáškám a zastupoval přetíženého je­diného profesora experimentální fysiky Dr Macků.                  

Jako asistent, ústavu experimentální fysiky habilitoval se 3. března 1929 pro experimentální fysiku a po předčasné smrti prof. Dr Macků byl jmenován l. čer­vence 1930 mimořádným profesorem experimentální fysiky a ředitelem ústavu a do 28. října 1938 řádným profesorem. Jako profesor konal kromě přednášek pro budoucí učitele škol III. stupně ještě od r. 1934 přednášky z lékařské fysiky na lékařské fakultě Masarykovy university až do příchodu prof. Dr Viktora Teisslera z bratislavské university před druhou světovou válkou. Kromě toho připravoval učitele pro měšťanské školy v kursech na přírodovědecké fakultě. Do konce stud. roku 1933/34 měl speciální přednášky, od studijního roku 1934/35 převzal úvodní přednášky a ponechal si jen některé přednášky speciální.

Za okupace byl dán l. srpna 1940 spolu s jinými vysokoškolskými profesory na dovolenou s čekatelným. Okupace byla tak pro něho i dobou velmi krutého od­loučení od práce, ke které za svého působení na vysoké škole přilnul a které se svědomitě věnoval. Bylo to odloučení od ústavu, ve kterém pracoval pravidelně vždy od časných hodin ranních až do večerních, ve všední dni i o nedělích a svátcích. V květnu 1945 se vracel do ústavu, aby jej znovu upravil pro potřebu příro­dovědecké fakulty. Působil jako jediný profesor experimentální fysiky přírodo­vědecké fakulty .až do konce studijního roku 1952/53, kdy odcházel do výslužby.

Vědecká činnost prof. Zahradníčka zasahuje do všech oborů fysiky. Můžeme ji rozdělit na činnost vyplývající z působení na gymnasiích a na činnost vyplývající z působení na vysoké škole.                         .

Na gymnasiích začal s publikacemi ve výročních zprávách gymnasia v Kromě­říži. Zde uveřejnil v r.1908 práci Aberrace (93) a v roce 1909 práci Problém dvou těles (94). Své zkušenosti z fysikálních laboratoří na gymnasiu uložil v knížce Fysikální praktikum(112), která vyšla v roce 1911 v Kroměříži, a pak ve výroční zprávě gymnasia v Kroměříži v r. 1913 (95). Práce na gymnasiu přilákala jej v té době i k matematice; ve výroční zprávě gymnasia v Kroměříži v r. 1914 pojednal o vyučování trigonometrii (96) a v Časopise pro pěstování matematiky a fysiky publikoval v r. 1918 článek z analytické geometrie o kuželosečkách (61) a v r. 1920 článek O některých křivkách odvozených z kuželoseček (64).

Z činnosti na gymnasiu v Kroměříží a na reálce v Brně vyplynuly práce pojed­návající o úlohách ve fysikálních cvičeních a o pokusech demonstračních v přednáškách. Jsou to články Z fysikálního praktika(62), Rubensova trubice (65), Strboskopická methoda ve fysikalní praxi (65, 66) a článek Versuche mit der Rubensschen Flammenröhre (85) publikovaný v roce 1920.

Za působení na vysoké škole uveřejnil nejdříve v r. 1922 kratší článek v Roz­hledech matematicko-přírodovědeckých O interferenci vln elektromagnetických (86) a v roce 1925 článek Zrcadlo kuželové (87).  

obr.1  

Působením na vysoké škole byly mu zlepšeny podmínky k vědecké práci. Jeho práce zasahují do všech oborů fysiky: mechaniky, akustiky, thermiky„ elektřiny a magnetismu, optiky a atomistiky.

Práce z mechaniky se týkají gravimetrie. kmitů a měření modulů pružnosti.

Prvá jeho publikace z gravimetrie vyšla v roce 1927 v didakticko-metodické příloze Časopisu pro pěstování matematiky a fysiky (68). V tomto oboru začal od statické metody měření gravitační konstanty (68). K měření použil gravimetru konstruovaného v ústavě, který byl zjednodušeným typem gravimetru Eötvösova a který během doby upravoval. Podstatný rozdíl proti gravimetru Eötvösovu byl v tom, že použil jen jednoduchých obalů — nikoliv trojitých, jak mají Eötvösovy gravimetry. Původní gravimetr měl závěs křemenný, další giravimetry byly se­strojovány se závěsem platino-iridiovým o průměru asi 0,04 mm. Vahadlo bylo vodorovné z hliníkového drátu a neslo na konci olověné kuličky; bylo v mosazné trubici, k níž byla připojena trubice nesoucí otáčivou hlavu s připevněným.závě­sem. Trubice byla opatřena trojnožkou se stavěcími šrouby. Výchylka byla způ­sobována těžkými olověnými koulemi, které se posunovaÍy na tyčích rovnoběžných s vahadlem a stavěly se před malé kuličky gravimetru (obr, 1). Z původní a vý­sledné polohy po uklidnění vah — tedy statickou metodou - lze tímto zařízením, určit gravitační konstantu (68,6). Aby bylo možno přesně vypočíst gravitační konstantu, všímá si netoliko vzájemného působení velkých a malých koulí, nýbrž zavádí i korekční členy vyjadřující silové působení velkých koulí na vahadlo (6).

Pro demonstraci zákona Newtonova potřeboval váhy s velkým útlumem. Proto na konci vahadla přidal hliníkové plechy, které pohyb tlumily.

Vedle tohoto, tzv. horizontálního variometru, konstruoval vertikální variometr, u něhož vahadlo bylo tvaru _|— nebo _|—^| , tedy v úpravě Schweydar—Bambergově, a neslo na koncích olověné kuličky nebo válečky.

¶g      ¶g      ¶g ¶x  ,   ¶y  ,   ¶z

Těmito variometry lze určit složky změny vektoru gravitační intensity

 

 

tím, že se tyto gravimetry natáčejí do různých azimutů vyznačených na připojeném kruhu a měří se přitom doba kyvu. Doba kyvu vychází různá v různých azimutech.

Používané gravimetry mají dlouhou dobu kyvu a proto si všímal nejprve měření doby kyvu gravitačních vah (3 a 6). Nulovou polohu vah počítá z bodů obratu (určovány jsou na stupnici s dalekohledem). Aby určil dobu kyvu, měří doby prů­chodů jednotlivými délkovými intervaly mezi body obratu; tyto intervaly zmen­šuje při druhém, příp. dalším kyvu. V intervalu, který je nejrychleji proběhnut, leží rovnovážná poloha, vah a příslušnou dobu průchodu určí interpolací. Později  měřil doby kyvu užitím dvou stopek (34).

V době jeho práce v tomto oboru vyšla práce J. Kunze »Resonanzmethoden für die Bestimmung der Gravitationskonstanten G« ve Physikalische Zeitschrift 31,  764, 1930. Na této metodě již sám pracoval a proto hned po vyjití Kunzovy práce upozornil na některé její nedostatky (40). Zahradníček použil k této metodě (6, 42) i dvou torsních kyvadel (obr. 2)

 

obr.2

gravimetru jako vah sekundárních a těžkých torsních kyvadel jako vah primárních. Koule primárních vah (5 kg nebo 10 kg) kývaly kolem gravimetru. Rovnovážnou polohu měly oboje torsní váhy v jedné vertikální rovině. Nastavení stejných period obou kývajících soustav bylo dosaženo změnou momentu setrvačností primárních vah. Z pohybových rovnic volných i vynucených kmitů odvodil výraz pro gravitační konstantu. Při měření bylo  postupováno tak. že z klidové polohy vychýlil primární váhy, které byly takřka netlumené. Při kmitavém pohybu primárních vah vynutily se kmity na vahách sekundárních a určil jejich amplitudu. Při přesnějším měření přihlédl i k útlumu primárních vah.                    

Tuto metodu upravil pak na metodu dynamickou (6, 42). Sekundární váhy při této metodě konaly pohyb při pevné poloze primárních vah, a to jednou v jejich polí axiálním — vertikální roviny proložené koulemi u obou sys­témů splývaly — nebo v jejich polí ekvatoreálním — když tyto roviny byly navzájem kolmé. Z obou period kmitů lze určit pak gravitační konstantu. Přitom opět neomezuje se jen na silové působení koulí, nýbrž počítá i korekce na vahadlo. Tato metoda je obdobná metodě Eötvösově, který použil k měření dvou olověných sloupů, mezi nimiž kývaly torsní váhy buď v poloze axiální nebo ekvatoreální.

Zahradníček uvažoval též o určování gravitační konstanty z frekvence gravimetru, když jsou primární koule v klidu v poloze axiální, a z frekvence, když jsou primární koule odstraněny. Měření horizontálním variometrem v různých azimutech je tedy vlastně metodou dynamickou, při níž je pole způsobeno naší Zemí (11).

 

obr.3

 

Zahradníček zabýval se též elektrickým gravimetrem (47). Podstatou tohoto přístroje jsou dva oscilační obvody vysoké frekvence se samoindukčnostmi a ka­pacitami přibližně stejnými. Při změně kapacity v jednom obvodu vzniká dife­renční kmit. V jednom oscilačním obvodu je otočný kondensátor s mikrometrickým pohybem, v druhém pak kondensátor vytvořený dvěma deskami, z nichž jedna je zatížena na prohyb závažím. Se změnou intensity gravitačního pole sou­visí změna vzdálenosti desek a tedy změna kapacity. Byly-li oba obvody nasta­veny na stejnou frekvenci, lze z rázů určit změnu frekvence, a tedy i změnu intensity gravitačního pole. Pojednání o tom napsal se svými asistenty Dr Gajdošem a Nešporem. Přednost tohoto gravimetru proti obvykle užívanému gravimetru Haalckovu jest v jednoduchosti a rychlosti práce.

Konstruovaného gravimetru použil též pro měření aktivity radiových preparátů (53, 5, 41, 12). Od dřívějších metod, u nichž šlo vždy o měření proudu, resp. poklesu napětí mezi deskami kondensátoru způsobeného ionisací paprsky Roentgenovými nebo látek radioaktivních, liší se tato metoda tím, že nepoužívá vůbec kondensátorů, nýbrž jen vhodně upravených torsních vah. Vahadlo torsních vah opatřil na konci kromě kuličkou ještě destičkami z tenkého hliníkového plechu. Proti destičkám byly v kovovém obalu kruhové otvory přikryté z vnější strany lístkem aluminia tloušťky 0,005 mm. Pod folií byla okénka přelepena tenkým pa­pírem, aby se zabránilo případnému protržení folie při nárazu vahadla (obr. 5).

Radioaktivní preparát kladl do vhodné vzdálenosti před okénko. Pokusy provedl jednak s radonem v množství asi 100 milicurie bezprostředně po zatavení ema­nace do tenkých kapilár, jednak s preparátem chloridů radnatého o množství 159,1 mg, 42,04 mg a 4,90 mg radia. Ve všech případech se vždy rameno vah, k němuž byl přiblížen radioaktivní preparát, přitáhlo k preparátu. Lze to vysvětlit tím, že kolem radioaktivní látky vzniká pole elektrické a pohyblivá tělesa (vahadla torsních vah) snaží se dostat do míst o největší intensitě elektrického pole.

 

obr.5

případem kmitů spřažených, když druhý systém je zadržen, tedy v klidu, ale vazba je provedena.                                          

Z tohoto oboru vydal knižně v Cestě k vědění v roce 1942 Mechanické kmity (101) a pro posluchače v roce 1950 přednášky Elektromagnetické kmity (111).

Theorie kmitů vedla ho k vhodným dynamickým; metodám pro měření modulů pružnosti. Zabýval se měřením modulu pružnosti v tahu z podélných kmitů drátu (29) i z příčných kmitů tyče (l, 29). Místo jemného měření prodloužení nebo prohnutí pří statických metodách měří zde dobu kmitu; jsou to metody velmi vhodné. Zahradníček zabýval se též měřením modulu pružnosti metodou prof. Macků (38), který jemná prodloužení drátu převedl na posunutí hladiny v trubici sahající do širší nádobky se rtutí.

Řada jeho prací jest z oboru akustiky. Jeho zájem soustředil se zde na řadu problémů.

Zabýval se především měřením intensity zvukovéhopole. K měření je zapotřebí takového přístroje, jehož výchylka je úměrná druhé mocnině rychlosti; přístroj jehož výchylka by závisela na prvá mocnině měřené veličiny, neukázal by výchylku, protože by se uplatnila setrvačnost přístroje. Této podmínce vyhovuje Rayleighova deska (9, 30, 39) — malá destička kruhová zavěšená na tenkém závěsu — která se v akustickém poli stáčí kolmo ke směru intensity pole. Tato deska dává se do válcového resonátoru obr. 5, aby byly odstraněny rušivé vlivy a aby byla zvýšena citlivost desky. Maximum účinku na desku je v kmitně resonátoru. Rayleighova deska však udává jiné výsledky, když je v resonátoru, poněvadž záleží značně .na tom, na jaké vlny je resonátor naladěn. Vyšetřování prováděl s válco­vým resonátorem o délce rovné čtvrtině délky vlivy znějícího tónu; resonátor byl na jednom koncí uzavřen a na druhém otevřen. Polohu destičky uvnitř resoná­toru měnil tím, že na jedné straně resonátor zkracoval a na druhé stejně prodlu­žoval. Ukázal, že je značný rozdíl mezi průběhem theoretickým a skutečností. Tento rozdíl souvisí s tím, že deska i otvor pro závěs desky mění silové pole uvnitř resonátoru. Kromě toho zkoušel, jak závisí výchylka Rayleighovy desky na délce resonátoru. Jestliže se volný konec opatřil kruhovými clonkami různých průřezů, měnila se poloha maxima, a to tak, že maximum, výchylky bylo nejen nižší, nýbrž se i s menším průřezem posunovalo blíž k otevřenému konci resonátoru. Jako zdroje bylo používáno trvale znějící ladičky. Závislost na frekvenci při stálé délce resonátoru zkoušena nebyla; rovněž nebyla zkoušena závislost na intensitě zvuku — tedy na vzdálenosti od zdroje.                       

Práce s Rayleighovou deskou přivedly jej ke zkoumání akustiky staveb (90).

Interferenci zvukových vln prováděl trubicí Quincke—Stefanovou (39) v obvyklé úpravě. Kromě toho však použil ve vhodně upravené interferenční trubici Quin­cke—Stefanově, (35) dvou zdrojů a ukázal, že koherence vln není nutnou podmínkou interference akustických vln, jak je tomu pří interferenci vln světelných. Jako detektoru použil citlivého plamene (33, 43, 9) buď se síťkou Gaviho nebo dlou­hého plamene Tyndallova, který vhodně upravil, aby nepotřeboval přetlak 20 cm H₂O a byl citlivý již při normálním přetlaku 6 cm H₂O. Plamének s užším otvorem (asi 1,5 mm) je citlivý i na vysoké tóny, dokonce i na tóny supersonické. Plamén­ky nastavují se tlačkou na hraniční fázi mezi tokem laminárním a turbulentním. V klidném prostředí hoří tento plamen tokem laminárním; akustické pole se pro­zradí neklidným hořeními plaménku.

Vedle pole všímal si oscilátorů samotných (7). Kmitočet všech oscilátorů akus­tických vyjadřuje pomocí setrvačnosti (nyní hmota setrvačná) a pružnosti, tak jak tyto veličiny zavedl B. Macků. Pojem modulu pružnosti se od pojmu pružnosti liší v tom, že moduly pružnosti jsou konstanty materiálu, kdežto pružnost je konstanta individua. Odvozuje setrvačnost a pružnost u tyče podélně kmitající, příčně kmitající, u struny — u níž přihlížel i k tuhosti, u torsního kyvadla, u píšťaly retné, u desky a u blány. Experimentálně zjišťoval, jak vyhovuje pro tuhou strunu vzorec Taylorův, Rayleighův, Seebeckův, Mackův a jeho. Nejmenší odchylky měl vzorec Seebeckův a Mackův (7).   

Dále se z akustiky zajímal o kmity struny. Spolu se Zdiradem Žákem sestavil zařízení pro trvale znějící kovové struny (58) (obr. 6). K rozezvučení použili magnetisačních cívek a elektronky. Podle toho, jaký harmonický tón je třeba strunou vyloudit, musí být cívky postaveny do vhodných vzdáleností. Podařilo se jim tímto způsobem strunu trvale rozkmitávat až do 25. harmonického tónu.

S velkým zájmem věnoval se studiu píšťal (8, 45). Vznik tónů v retných píšťalách se vykládá Strouhalovou theorií třecích tónů nebo Krügerovou theorií vírů. Třecí tóny vznikají podle Strouhala rozrážením vzduchového proudu, vycházejícího z komory, ostrou hranou rtu. Z těchto tónů zesiluje pak píšťala ten tón, na nějž je resonanční trubice naladěna. Krügerova theorie říká, že při dopadu proudu vzduchu na ret vzniknou víry o periodě závislé na resonanční trubici; víry v pa­storu vnějším jsou proti vírům v prostoru vnitřním posunuty o půl periody.

Zahradníček ukázal, že nutnou podmínkou pro vznik tónu v retné píšťale jsou

obr.6

víry na obou stranách rtu; víry na jedné straně rtu nejsou pro vznik tónů postačitelné. Stejnosměrný proud vzduchu vycházející z komory mění se tímto způ­sobem ve střídavý proud, a to za stejných podmínek jako u oscilujícího oblouku. Zahradníček srovnává retnou píšťalu s oscilujícím obloukem (8, 10). Místo el. proudu nastupuje intensita proudu vzduchu i, t. j. objemové množství vzduchu procházející průřezem vodiče v jednotce času, elektromotorické síle, t. j. energií jednotkového množství elektrického, odpovídá přetlak p, t. j. energie souvisící s objemovou jednotkou akustického pole, místo samoindukčnosti, odporu a kapacity nastupuje setrvačná hmota, odpor P a převratná hodnota pružnosti. Podle podmínky u oblouku zní pak podmínka netlumených oscilací u píšťaly

 

 

tedy charakteristika vodivé dráhy musí být klesající. Věnoval se proto zjištění statické charakteristiky retné píšťaly. Intensitu i určoval Rayleighovou destičkou, umístěnou na konci vodivé dráhy. Přetlak mezi komorou a vnějším prostorem měřil otevřeným manometrem kapalinovým, jehož jedno rameno bylo hadicí spojeno s nástavkem píšťalové komory.                                         

Z měření vyšlo, že charakteristika vodivé dráhy píšťaly není trvale klesající, podobně jako u oblouku. Do píšťal vkládal dřevěné vložky (8, 45) příp. je vkládal  i vně u rtu a zjišťoval, kdy oscilace vznikají a kdy odpor nabývá mezní hodnoty a oscilace zanikají. Zjistil, že pro vznik oscilací je nutnou podmínkou nesouměrná vodivá dráha. Dále zjišťoval užitím tlakového detektoru, připojeného na manometr skloněný k vodorovné rovině pod malým úhlem, rozdělení tlaku v ose píšťaly (8, 45).

Pak vykládal i vznik tónů v jazýčkových píšťalách (8, 13, 10, 15); dají se vyložit z periodických změn tlaku vzduchu v komoře píšťaly, při čemž jazýček svou pruž­ností a setrvačností jest regulátorem těchto změn. Tlak vzduchu se v komoře zvětšuje, až vychýlí jazýček; tím určité množství vzduchu odejde, tlak se změní a jazýček se vrátí do původní polohy a děj se opakuje. Tím se rozkmitává s touto frekvencí vzduch v resonančním prostoru. Maximum účinku nastane v případě resonance. Charakteristika jazýčku je závislost rychlosti toku z komory do ozvuč­ny na přetlaku mezi komorou a ozvučnou. Pro malé hodnoty rychlosti a přetlaku je charakteristika stoupající a teprve po dosažení určité hodnoty — záleží na ja­zýčku — přechází charakteristika v klesající (13, 48). V jazýčkové píšťale všímal si opět rozdělení tlaku. Křivka tlaku liší se zde podstatně od křivky tlaku u píšťaly retné.

Spolu se svým asistentem Nešporem zabýval se znovu touto otázkou (48) a určoval charakteristiky varhanních píšťal; zjistili, že kmity jazýčku nastávají jen v oboru, v němž charakteristika je klesající.

K měření tlaku používal tlakové sondy (9); byla to mosazná trubice l cm v prů­měru a 60 cm délky, jež byla uzavřena na jednom konci kruhovou destičkou s otvorem l mm, překrytým muším křidélkem přilepeným silnějším koncem, a volný konec byl připojen hadičkou k manometru. Tímto způsobem se dá určit amplituda tlaku. Aby měření bylo správné, bylo by však nutné, aby tímto detek­torem bylo silové pole rušeno co nejméně.

Potom vyšetřoval energetické poměry v jazýčkových píšťalách (14) a experi­mentálně ukázal, že maximum energie vydávané píšťalou nenastává v případě resonance jazýčku s ozvučnou. Tímto problémem zabýval se v ústavě též Josef Žák.

Od vyšetřování poměrů v akustickém polí užitím Rayleighovy desky, citlivého plamene a akustického ventilu přešel v roce 1937 k analyse zvuku a demonstraci základních úkazů z akustiky katodovým oscilografem (16). Ukazoval tímto způso­bem přímočaré šíření zvuku, ohyb, odraz, lom, absorpci a interferenci a vedle toho prováděl záznamy zvuků vydávaných nástroji strunovými, píšťalami a záznamy samohlásek, jak je dříve mnohem obtížněji prováděl Helmholtz, Müller, Stumpf a K. Wagner.                           

Spolu s Dr Kozumplíkem zabýval se srovnáním elektromagnetických kmitů, jak je budili triodou Barkhausen a Kurz, magnetronem Žáček, diodou Sahánek a po­změněnou methodou Kozumplík, s třecími tóny Strouhalovými vzbuzenými vzdu­chem proudícím rychlostí u proti napjatému drátu. Strouhalův vztah platí i pro retné píšťaly (36). Stejně jako drát určitého průměru, délky a napětí zesiluje určitý třecí tón vzniklý při rychlosti vzduchu u čili při určitém přetlaku, nebo i jako ozvučna píšťaly retné zesiluje určitý tón třecí vznikající na rtu, je tomu i u kmitů Barkhausenových, Žáčkových i Sahánkových.

Pokud je doba průtoku vzduchu mezi  rty píšťaly kratší než perioda tónů ozvuč­ny, je výška tónů retné píšťaly dána kmitem ozvučny. Vyšší kmit dá se u píšťaly budit zmenšením vzdálenosti mezi rty při témž přetlaku v komoře. Při nižších tónech nerozhoduje přetlak o výšce tonu podobně jako je tomu u triody při kmitech Meissnerových, kdy nerozhoduje vzdálenost elektrod a kmitočet závisí jen na konstantách připojeného oscilačního obvodu. U píšťaly zazní od určitého tlaku p základní tón se slabými vrchními tóny, při zvyšování tlaku zesiluje se oktáva, a při přetlaku 4 p základní tón mizí a zůstává oktáva a tak lze postupovat k vyšším vrchním tónům, Strouhalův vzorec N ≈ √p byl potvrzen Kármánem pro kapaliny. Ukázal tedy spolu s Dr Kozumplíkem, že vzorec N ≈ √p platí jako obec­ný zákon fysikální jak pro pohyby částic plynů a kapalin narážejících na překážky, tak i pro pohyb elektronů v triodě s kladnou mřížkou, nebo v magnetronu nebo v diodě s vnější katodou a vnitřní vláknovou anodou.

Z akustiky vydal v roce 1930 před­nášky Fysikální základy akustiky (103), jež byly základem ke knize Akustika, která vyšla v r. 1938 (100).

Charakteristickým bylo pro Zahrad­níčka řešení jednotlivých problémů s hlediska energie. Tak tomu bylo i při kmitech u problémů akustických. Ve svých přednáškách zdůrazňoval vždy přeměny energií; svůj .způsob výkladu uložil do publikace uveřejněné v Práci Moravské přírodovědecké společnosti (23). Od otázek energetiky ve světovém prostoru přešel k otázkám energie mikročástic (24) a jejich vzájemné pře­měny a svůj způsob výkladu uložil opět v publikaci Práce Moravskoslezské aka­demie věd přírodních (spol. s dr. Čížkem). Pro posluchače zpracoval Ener­getiku základních úkazů fysikálních (98), která vyšla ve dvou vydáních.

Z thermiky zabýval se určováním tepelné roztažnosti tyčí přístrojem, který k tomuto účelu dal sestrojit prof. Macků (38). Tepelná roztažnost u kapalin určuje se obtížně, poněvadž se roztahuje i nádobka. Absolutně byla tato veličina určena metodou Dulong—Petitovou. Tuto metodu nahradil jednodušší, které se dá použít nejen pro rtuť; k měření použil dvou U-trubic navzájem spojených a opatřených kohoutkem k vytvoření stejného přetlaku v trubicích (44, 46). Každá trubice je v samostatné lázni (obr. 7). Změnu výšek určoval kathetometrem.     

 

obr.7

   .

Prvá jeho práce z oboru elektřiny vyšla v roce 1926 (26). V ní pojednával o doutnavce a jejím použití k přerušování proudu, při měření kapacit, dielektrických konstant, samoindukcí a odporu.                                      

Zahradníček zabýval se galvanomagnetickými a thermomagnetickými úkazy transversálními i longitudinálními, potenciálovými i temperaturními. Podrobně zpracoval ve své habilitační práci thermomagnetický longitudinální úkaz potenciálový (2, 57); jeví se tím, že na kovové tyčince protékané tepelným proudem a dané do magnetického pole vzniká na proudové čáře potenciálový rozdíl, kromě toho, který je tam v důsledku různých teplot. Měření provedl na různém mate­riálu. Poněvadž efekt je poměrně slabý u látek s permeabilitou blízkou 1, použil metody multiplikační, při níž se potenciální diference znásobila. Úkaz tento se jeví u látek silně diamagnetických a feromagnetických. Našel, že potenciální rozdíl je v tomto případě stejnosměrný s rozdílem temperaturním v celém roz­sahu kromě u železa a oceli, kde mění charakteristiky jednou svůj směr. Vedle toho zabýval se též demonstrováním Thomsonova úkazu (28) a Peltierova úkazu (32).

Pro posluchače vydal v roce 1949 z tohoto oboru přednášky Fysikální úkazy na rozhraní dvou různorodých hmot (110).

K zachycení struktury látek pokusil se užít Maxwellových proudů a upozornil, že by bylo možné užít těchto proudů i v případech, v nichž by viditelné záření nebo Roentgenovy paprsky nevedly k úspěchu (19).

Práce Zahradníčkovy zasahují i do atomistiky a theorie relativity. Pojednal o Bohrových podmínkách (50), Ramanově úkazu (51)— provedeném u benzenu a vody, o problému dvou těles s hlediska theorie relativity (54), o spektrech Roentgenových (52), o posuvu Merkurova perihelu (21)— (vydal společně s Dr Čížkem). Pro posluchače vydal v r. 1947 přednášky Fysika atomů (107).

Na začátku vysokoškolské dráhy byla jeho pracovním oborem optika. Zabýval se měřením indexu lomu polarisační metodou. jíž se užívá při určování optických konstant absorbujících látek (25). Odvodil výraz pro index lomu látek bez absorpce a uvedenou metodou měřil index lomu skla kor., vápence isl., křemene, vody, ebo­nitu, celuloidu a parafinu. Přesnost této metody je však vzhledem k měření spektrometrickému poměrně malá (asi 2 %) a proto se hodí jen pro rychlou orientaci o hodnotě indexu lomu, jak sám uvádí.

Pak si všímal speciálně kovů a navázal na práce Drudeovy a prof. Macků (4, 56). Výklad a demonstrování Zeemanova úkazu daly podnět ke kratší zprávě z tohoto oboru (55).                                  

Pro posluchače vydal přednášky Optiku krystalů I. vyd. z r. 1931, II. vyd. z r. 1949 (105) a Záření (109), které se stalo základem pro knihu Záření (99).

Ani při působení na vysoké škole nezapomněl prof. Zahradníček na konání po­kusů na střední škole a na gymnasiích a na praktická cvičení na těchto školách. V přednáškách vždy zdůrazňoval nutnost pokusů a sám vždy pečlivě připravenými pokusy doplňoval své přednášky, v praktiku fysikálních pokusů seznamoval poslu­chače s pokusy, které je třeba konat na gymnasiích, v kursech pro učitele měšťan­ských škol seznamoval posluchače s pokusy pro dřívější školu měšťanskou. Svou praxi demonstrátora a své zkušenosti z praktik demonstračních i měřicích, které získal za působení na gymnasiích i na vysoké škole, ukládal do sdělení a metodic­kých článků publikovaných nejčastěji v didakticko-metodické příloze Časopisu pro pěstování matematiky a fysiky. V pracích, které vznikly již z praxe středoškolské a na začátku praxe vysokoškolské, pokračoval nepřetržitě dál.

Zmíním se zde aspoň, čeho se tyto práce týkaly:

Poggendorffova metoda (78), stroboskopická metoda (65,66), padostroj Atwoodův (69), padostroj Obermayer—Edelmannův (69), padostroj Lippichův (62, 69), Duffova nakloněná rovina (69,70), zákon zachování hybnosti (83), pokusy na akci a reakci (62), zákon zachování energie (82), deformace v tahu (83), vodní zvony (75), měření tlaku manometrem (78), balon (78). buzení netlumených vln na stru­nách (83), buzení netlumených kyvů a kmitů u píšťal (75). charakteristiky vo­divých drah (78), Rubensova trubice (63, 85), Rayleighova deska (75), kmitající plaménky (72, 57), akustický ventil (75), měření kmitočtu resonancí (62), zařízení pro interferenci zvuku (62), vznik tepla z práce (73), zvýšení bodu varu kapaliny tlakem (75), zvýšení bodu varu u roztoků (73), zvýšení resp. snížení teploty při změně adiabatické (75), přístroj na ukázání tekutého kysličníku uhličitého (81), te­pelné vlastnosti skla a křemene (78), pokusy z elektrostatiky (81), elektrické silo­čáry (78), sádka kapacit (74), pokusy z elektrodynamiky (62), velké odpory (37), užití thermočlánku (73), elektromagnetická pružina (67), závislost magnetismu na teplotě (78), články koncentrační (76), charakteristika elektronky (75), princip Chatelier—Braunův (78), pokus Einstein - de Haasův a Barnettův (71), Barkhausenův pokus (71), změna modifikace pevného železa s teplotou (71), pilové kmity (74), ka­todový oscilograf v elektřině (79), katodový oscilograf v akustice (77), zpívající oblouk elektrický (74), resonanční křivka (74), energie Roentgenových paprsků (76), počítání α a β paprsků (71), ohyb světla na plošných mřížkách (76), polarisace chromatická a rotační (76), celofán ve fysice (78), diapositivy na filmech celofánových (76). projekční teploměry (78), seznam základních pomůcek pro střední školu (84).

Pro posluchače vydal návody pro praktikum fysikálních pokusů, které vyšly ve dvou vydáních (102) a byly základem ke knize Základní pokusy fysikální, které vyšlý rovněž ve dvou vydáních (97). Pro fysikální cvičení pokročilých posluchačů vydal návody — vyšly ve dvou vydáních (106). Pro posluchače farmacie vydal stručný přehled fysiky (108).

Z článků o významných osobách je nutno uvésti článek k úmrtí prvého ředitele ústavu experimentální fysiky MU prof. Dr B. Macků, ve kterém zhodnotil jeho vědeckou činnost (27) a pak v r. 1950 vzpomínku Ke stým narozeninám fysika Čeňka Strouhala (88).                      

Kromě této činnosti nutno uvésti jeho každoroční přednášky v JČMF v Brně, v Extensích vysokých škol i přednášky mimo Brno.

Jako vysokoškolský profesor věnoval se vědecké výchově budoucích středo­školských profesorů, a to jednak v přednáškách, jednak v praktických cvičeních a samostatných pracích. Za jeho vedení vyšla z ústavu i řada prací jeho žáků. Kromě již zmíněných jsou to práce Jar. Linharta, Frant. Mikulíčka, Ťad. Gajdoše, Josefa Žáka, Eng. Keprta, R. Koťové, M. Chytilové, Ant. Čížka, Františka Kozumplíka a jiných.

Za jeho působení na vysoké škole vyšla z ústavu řada absolventů, kteří pů­sobí jako profesoři na středních školách, jako asistenti, docenti a profesoři na školách vysokých, ve vědeckých ústavech nebo v průmyslu. Jim všem byl za ve­dení prof. Zahradníčka položen v ústavě dobrý základ k další vědecké i peda­gogické činnosti.

         

PRÁCE PROF. Dr JOSEFA ZAHRADNÍČKA

l. Spisy přírodovědecké fakulty Masarykovy university

1. Měření modulu pružnosti v tahu metodou dynamickou (Determination of the Ela­sticity Modulus of a Rod as Cantilever or with Loads by dynamical Methods), č. 89, 1927.                                                                

2. Měření termomagnetického longitudinálního efektu potenciálového (De l´effect thermo-magnetique longitudinal), č. 95, 1928.

3. Měření doby kyvu gravitačních vah (Mesure de la période du gravimètre), č. 118, 1930.

4. Odraz světla na kovech (Réfiexion metallique), č. 127, 1930.                 .

5. Nová metoda měření radiace látek radioaktivních (L'action de force des substances radioactives sur la balance de Coulomb), č. 158, 1931.                          

6. Měření gravitační konstanty točivými vážkami (Mesure de la constante de gravitation par la balance de torsion), č. 153, 1932.

7. Konstanty akustických oscilátorů (Űber die Konstanten akustischer Oszillatoren). č. 174, 1933.                

8. Vznik tónů v píšťalách (Űber die Tonbildung in Pfeifen), č. 181, 1955.

9. Detektory mechanických kmitů (Űber die Detektoren mechanischer Schwingungen), č. 190, 1934.

10. Výklad vzniku netlumených kmitů mechanických (Űber die Erregung von ungedämpften mechanischen Schwingungen), č. 198, 1934.

11. Dynamická metoda pro měření gravitačního pole zemského (Dynamische Messmethode des Gravitationserdfeldes), č. 216, 1935.                          

12. Měření radioaktivity torsními vážkami, elektrometrem a fotočlánkem (Mesures de la radioactivité par la balance de torsion, par l´électromètre et par la photocellule), č. 226, 1936.

13. Klesající charakteristika píšťalového jazýčku (Sur la caractéristique descendente de la languette ďun tuyau), č. 226, 1936.                         

14. Energetické poměry v jazýčkových píšťalách (Energieverhältnisse in den Zungenpfeifen), č. 229, 1936.

15. Netlumené oscilace mechanické s buzením vlastním (Ungedämpfte mechanische Schwingungen mit Selbsterregung), č. 246, 1937.    

16. Akustická měření katodovým oscilografem (Akustische Messungen mit dem Kathodenoszillographen), č. 252, l938.

17. Energetika torsních kyvadel (Étude des oscillations non amorties d´un système de pendules de torsion couplès), č. 277, 1946.

18. Tvar a hmota Země (Figure et masse de la terre), č. 286, 1947.

19. Fotochemické účinky Maxwellevých proudů (Photochemical effects produced by Maxwells currents), č. 301,C l, 1948.

20. Měření volných elektronů torsními vážkami (Messure des actions des électrons libres avec la balance de torsion), č. 334, C 6, 1952/2.

21. — A, Čížek: Posuv Merkurova perihelu (Perihelverschiebung des Merkur), č. 365, 1955.

 

2. Práce Moravskoslezské akademie věd přírodních

 (Práce Moravské přírodovědecké společnosti)

22. O kmitech soustav vázaných, XV. l; F 147; 1943.

23. Přeměny energie ve světovém prostoru, XVII, 7; F 181; 1945.

24. — A.. Čížek: Problémy mikroenergetiky, XXV, 16; F 294; 1953.

 

3. časopis pro pěstování matematiky a fysiky; část fysikální

 

25. Měření indexu lomu metodou polarisační, 54, 354—360, 1925.

26. Lampa s doutnavým světlem jako přerušovač proudu, 55, 172—184, 1926.

27. Prof. Dr Bedřich Macků, 59, 22—29, 1930.              .                           \

28. Jednoduchá metoda k ukázání Thomsonova zjevu, 59, 137—140, 1930.

29. Měření modulu pružnosti v tahu metodou dynamickou, 59, 189—193, 1930.

30. Akustická měření Rayleigheovou deskou, 60, 183—191, 1931.

31. Kyvy spřažených kyvadel torsních. 61, 268— 275, 1932.

32. Nová metoda pro měření Peltierova tepla, 62, 188—192, 1933.                  

33. Příspěvek k interferenci zvuku, 62, 193—196, 1933.

34.Měření doby kyvu pomocí dvojích stopek, 63, 277— 283, 1934.           

35. Kyvy spřažených netlumených kyvadel torsních, 70, 133—152, 1941.          

36. — Frant. Kozumplík: Strouhalův vztah mezi rychlostí větru a výškou třecích tónů — obecný zákon fysikální, 75, 97—102. 1950.

 

4. Physikalische Zeitschrift

 

37. Zwei Demonstrationsversuche, 30, 554—556, 1929.

58. Zwei Apparate nach B, Macků, 30, 925—928, 1929.     

39. Zwei akustische Vorlesungsversuche, 32. 56—59, 1931.

40. Bemerkungen zum Aufsatz: »Resonanzmethoden für die Bestimmung der Gravitationskonstanten G« von Jakob Kunz in der Physik. Zeitschr. 31, 764, 1930—32, 149—150, 1931.

41. Messung der Aktivität der radioaktiven Substanzen mittels der Drehwaage, 32, 630— 634, 1931.                                                                    

42. Resonanzmethode für die Messung der Gravitationskonstante mittels der Drehwaage,

34. 126—133. 1933.

43. Notiz zur empfindlichen Flamme nach Tyndall, 34, 182, 1953.

44. Notiz zur Messung des absoluten thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Flüssigkeiten, 34, 386, 1933.                                  

45. Zur Tonbildung in Lippenpfeifen, 34, 602—604, 1933.                     

46. Bemerkung zu meiner Mitteilung »Notiz zur Messung des absoluten thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Flüssigkeiten«, 34, 624, 1933.      

47. — Gajdoš—Nešpor: Elektrisches Gravimeter, 41, 109—110, 1940.

48. — Nešpor: Negative Charakteristik der Pfeifenzunge, 41, 419—420, 1940.

49. Ungedämpfte Schwingungen zweier gekoppelter Torsionspendel, 45, 81—83, 1944.

 

5. Zeitschrift für Physik

50. Eine Bemerkung zu der Borschen Theorie der Wasserstoffserien, 59, 723—724, 1930.

51. — B. Vlach: Eine einfache Beobachtungsmethode des Ramaneffektes in Flüssigkeiten, 60, 402—404, 1930.

52. Relativistische L-Dubletts im Röntgengebiet, 60, 712—715, 1930.

53. Messung der Aktivität der Radiumemanation mittels der Drehwaage, 61, 719—724, 1930.

54. Das Zweikörperproblem vom Standpunkt der speziellen Relativitätstheorie, 62, 687— 693, 1930.                       

55. Eine Bemerkung zu der elementaren Theorie des Zeemaneffektes, 62, 694—695, 1930.

56. Zur Metallreflexion, 65, 814—823, 1930.

57. Der longitudinale thermomagnetische Potentialeffekt, 66, 425—430, 1930.

 

6. Annalen der Physik

58. — Z. Žák: Saitenoszillator, 12, 662—664, 1932.                             

 

                        

7. Zeměměřičský obzor

59. O přístrojích gravimetrických, 5/32, čís. 6, 81—89, 1944.

60. Měření Eőtvősovými gravimetry, 7/34, čís. 7—8, 109—118; 9—10, 143—150; 11—12, 170—174, 1946.   

 

 

 

8. Časopis pro pěstování matematiky a fysiky;

 vyučování (příloha didakticko-metodická)

61. Methodický příspěvek k analytické geometrii kuželoseček, 47, 204—211, 1918.

62.Z fysikálního praktika, 48, 78—83, 1919.

63. Rubensova trubice, 48, 230—234, 1919.                                    

64. O některých křivkách odvozených z kuželoseček, 49, 174—181, 281—284, 1920.

65. Stroboskopická methoda ve fysikální praxi, 50, 68—76, 1921.

66. Stroboskopická methoda ve fysikalní praxi,  50, 200—204, 1921.

67. Upotřebení elektromagnetické pružiny, 55, 209— 214, 1926.

68. Měření gravitační konstanty, 56, 17—22, 1927.

69. Několik poznámek k padostrojům, 57, 24—30 a 37—39, 1928.                 

70. Z praktika fysikálních pokusů, 60, 49—54, 1931.

71. Z fysikami praxe, 61, 53—57, 1932.                              

72. Kmitající plaménky, 62, 1—3, 1933.                                           

73. Termočlánek ve školní praxi, 62, 33—35, 1933.

74. Sádka kapacit, 62, 49—52, 1933.

75. Několik pokusů fysikálních, 66, 136—140, 1937.

76. Několik pokusů fysikálních, 66, 199—203, 1937.                                                    

77. Katodový oscilograf v akustice, 67, 205—214, 1938.

78. Několik pokusů fysikálních, 68, 14—21, 1939.

79. — Vlad. Vaněk: Katodový oscilograf v elektřině, 68, 137—158, 1939.

80. Seminář pro středoškolskou fysiku, 69, 129, 1940.      

81. Z fysikální praxe, 69, 131, 1940.

82. Zákon zachování energie na střední škole, 69, 198—205, 1940.      

83. Několik pokusů o pružnosti, 70, 126—133, 1941.    

84. Seznam základních pomůcek fysikálních pro střední školu, 70, 133—137, 1941.

 

9. Zeitschrift für den phys. Unterricht

85. Versuche mit der Rubensschen Flammenrőhre, 33, 220—224, 1920.                          

 

10. Rozhledy matematicko-přírodovědecké

86. O interferenci vln elektromagnetických, II, 20, 1922.

87. Zrcadlo kuželové, IV, 181—183, 1925.

88. Ke stým narozeninám fysika Čeňka Strouhala, 29, 65—68, 1950.

89. O rovnicích ve fysice, 33, 59—61, 1954.   

 

11. Věda a život

90. Akustika moderních staveb. I, 220—226, 1935.

 

12. Sborník matematicko-přírodovědeckých kursů

pro středoškolské profesory, konaných v Brně ve dnech 20. března až l. dubna 1931

91. Měření silových polí fysikálních, str. 87—101. 

92. Z praktika fysikálních pokusů, str. 102—109.

13. Výroční zpráva gymnasia v Kroměříži

93. Aberrace, r. 1908, str. 1—24.

94. Problém dvou těles, r. 1909. str. 1—15.

95. Z fyzikálního praktika, r. 1913, str. 1—13.

96. Pomůcka pro vyučování .trigonometrie, r. 1914. str. 1—8.

 

14. Knihy

97. Základní pokusy fysikami. I. vyd. 1935, Brno, II. vyd. 1945. Brno.

98. Energetika základních úkazů fysikálních. I. vyd. 1936, Brno, II. vyd. 1939. Praha.

99. Záření, 1937. Brno.

100. Akustika, 1938, Brno.          

101. Mechanické kmity, Cesta k vědění sv. 16. JČMF 1942, Praha.            

 

15. Přednášky

102. Návod pro praktikum fysikálních pokusů, I. vyd. 1926, SPPF Brno, II.vyd. 1930, SPPF Brno.

103. Fysikální základy akustiky, 1930, SPPF Brno.

104. Základy gravimetrie, 1931, SPPF Brno.                                  

105. Optika krystalů, I. vyd. 1931, SPPF Brno, II. vyd. 1949, Brno.   

106. Návody pro fysikální měření, I. vyd. 1931, SPPF Brno, II. vyd. 1946, Brno.

107. Fysika atomů, 1947, Brno.   

108. Přehled fysiky pro posluchače farmacie, 1949, Brno.   

109. Záření, 1949, Brno.

110. Fysikální úkazy na rozhraní dvou různorodých hmot, 1949, Brno.

111.Elektromagnetické kmity, l950, Brno.

 

16. Pomocné knihy pro střední školu   

112. Fysikální praktikum, 1911, Kroměříž.