Co by se stalo, kdybych se zítra probudil ve starém Římě a měl v hlavě současné znalosti. Přežil bych? Zbohatl bych, třeba ukázat jim základy optiky, lupu, dalekohled, brýle?

A je tu další pokračování přemítání o tom, jak by současník s dnešními znalostmi obstál ve starověkém Římě v roce 1 našeho letopočtu. Jde o oddechové čtení pod slunečník, zamyšlení nad tím, co by, kdyby a tak trochu i o tom, jak vlastně ve své podstatě fungují věci. V prvním díle jsme řešili, jestli bychom uspěli s výrobou střelného prachu a v druhém jsme se shodli, že lepší bude začít podnikat s destilací. Potom jsme položili základy průmyslové revoluce vynálezem kolovratu Dnes se podíváme na základy optiky, protože, vzhledem ke stavu mého zraku, dříve nebo později se bez brýlí neobejdu.

Zvětšujeme

Jak ukazují třeba nálezy v Pompejích, Římané byli velmi zruční v broušení skla, takže samotný základ tu je. Co nevěděli, bylo jak vybrousit čočku, aby třeba zvětšovala. I když: Třeba slavný filozof a řečník Seneca si všiml, že písmena za koulí s vodou se zdají větší, než ve skutečnosti jsou:

„omnia per aquam videntibus longe esse maiora: litterae quamvis minutae et obscurae per vitream pilam aqua plenam maiores clarioresque cernuntur“

Smysl je:

„Všechno se těm, kteří se dívají skrze vodu, zdá mnohem větší; písmena, jakkoli malá a nejasná, jsou skrze skleněnou kouli naplněnou vodou vidět větší a jasnější.“

Takže vlastně vše potřebné znali, jenom si to nikdo nedal dohromady. A teď bych přišel s jedním ze svých vynálezů, s klikovým mechanismem. Asi všichni znáte starý šicí stroj na nožní pohon, dole se šlape, nahoře to šije. Pedál přes klikový mechanismus roztáčí velké kolo, které funguje i jako setrvačník a přes řemen pohání malé kolo na hřídeli šicího stroje.

První věc, kterou bych takto vylepšil, by byl soustruh pro mého truhláře a potom i brus na sklo pro mého brusiče. Truhlář by zvládal rychleji a v mnohem lepší kvalitě produkovat různé potřebné součástky a brusič by zrychlil broušení a zjemnil brus. Když jsou vyšší otáčky, nemusíte mít tak hrubý brousek k dosažení stejného výsledku.

Lupa

První a velmi jednoduchou věc na konstrukci je spojná čočka, spojka nebo též lupa. Tady je obrázek, jak to vlastně funguje a proč to zvětšuje:

Ze školy jistě všichni víme, že čiré sklo má index lomu 1,5. Mohl bych tu frajeřit s odvozováním, ale to není článek z cyklu „Tim se ptá: Proč a jak funguje vesmír“, takže to berte jako danou věc. Na obrázku jsou tři různé typy paprsků. První je rovnoběžný s optickou osou čočky a ten se láme do jejího ohniska po průchodu sklem. Druhý jde středem čočky a zůstane nedotčen. A třetí jde skrze ohnisko před čočkou a za čočkou vyjde jako rovnoběžný s optickou osou. Když si dáme předmět méně než dvě ohniskové vzdálenosti (f) a více jak jednu, na druhé straně ho uvidíme větší. Navíc pro tyhle čočky platí, že poloměr, s jakým je čočka vybroušena, je přibližně její ohnisková vzdálenost.

Tím pádem moje veškerá práce bude spočívat v tom, jak na nějaké tenké prkno nakreslím část kružnice o poloměru 20cm (odhadem vzdálenost mezi roztaženým palcem a ukazováčkem) a vypižlám to pilkou, brusem, aby měl brusič skla s čím poměřit, co brousí. A jakmile budu mít lupu v ruce, můžu ji ukázat rytcům, jak pěkně zvětšuje a co všechno by šlo pomocí ní vyrýt, také můžu ukázat, jak s ní rozdělat oheň a myslím si, že to půjde na odbyt. Tentokrát není mým cílem okamžitý zisk, ale aby se co nejvíce lidí naučilo vyrábět optické čočky.

Dalekohled

Další praktická ukázka optiky, v podstatě na to potřebuju dvě různé spojné čočky, asi jak je naznačeno na obrázku:

Princip je opět velmi prostý, na okuláru, první čočce zleva využijeme toho, že paprsky rovnoběžné s optickou osou se lámou do ohniska a na druhé čočce, okuláru, paprsky procházející ohniskem vystupují rovnoběžně s optickou osou. Zvětšení pak závisí na poloměru zakřivení obou čoček, když objektiv bude 10 cm a okulár 1 cm, bude to 10 a středy čoček musí být od sebe 11 cm. I tohle bych pustil do světa, protože budu opravdu potřebovat zručné brusiče a s tím, jak poroste možnost výrobky zpeněžit, doufám, že poroste i jejich ochota pro netradiční brus.

Brýle

Ano, to bude můj hlavní cíl. Dříve nebo později budu potřebovat brýle na svoji krátkozrakost a budu muset ukázat brusičům, že kromě spojky ještě existuje čočka rozptylka. No,schválně si tipněte, o kolik let předběhneme dobu, ve které se brýle začaly poprvé používat. V Benátkách se první čtecí pomůcky začaly používat v roce 1285 a první opravdové brýle se datují na rok 1317. Takže Otec vlasti, Karel IV. mohl nosit na čtení opravdové brýle. To byste neřekli, že?

_________________________________________________________________________

Vážený čtenáři, máš před sebou knihu „Tim se ptá: Proč a jak funguje vesmír“. Je to kniha odpovědí na otázky z moderní fyziky, kosmologie, ale také třeba o tom, jak fungují atomové elektrárny, výlet do historie, jak vznikala moderní fyzika a kdo byli její zakladatalé. Věnujeme se i současné kosmonautice, potřebám kolonizace vesmíru a jsou tam i pikaktní detaily, jak kosmonauti chodí na záchod, zdaleka nejčtenější část knihy. Tedy hned po kapitole, jak Jára Cimrman přispěl ke vzniku kvantové mechaniky.
Kniha je určená jak pro děti, ale i z části pro jejich rodiče, pro každého, kdo se laicky zajímá o fyziku a potřebuje zjednodušení složitých odpovědí. Předmluvu ke knize mi napsal Ondřej Neff, na faktickou správnost dohlížel profesor Jiří Chýla z Ústavu fyziky Akademie Věd.Stručně řečeno, Tim se ptal, abyste se už nemuseli ptát Vy :)Cena je 199 Kč + poštovné.
Objednat je možno na martin.tuma@smartblue.net, pošlete mi, prosím, i Vaše telefonní číslo, dopravce bez toho nevezme zásilku.