Anders Celsius (0)

Laagri Kool
Anders Celsius
Referaat
Koostaja : Rene Kriisa
Juhendaja : Ly Reiman
Laagri, 12.10.2011.
Sisukord
2: Sisukord
3: Sissejuhatus
4: Elulugu
5: Tegevused Uppsalas
6-7: Ringreisid ja ekspeditsioonid
8-10: Olulisemad tööd ja saavutused
11: Kokkuvõte
12: Kasutatud kirjandus ja allikad
Sissejuhatus
Selles referaadis tuleb teemaks Anders Celsius, Rootsi füüsik ja astronoom Uppsalast. Juttu tuleb Celsiuse mõnedest retkedest ja ekspeditsioonidest, tema avastustest ja leiutistest ning elust.
’Eluloo’ peatükis tuleb juttu A. Celsiuse elust ja haridusteest.
Peatükis ’Tegevused Upssalas’ on kirjas Celsiuse tegevused kodulinnas Uppsalas, näiteks observatooriumi ehitamine.
’Retkede ja ekspeditsioonide’ osas on juttu mõnedest Celsiuse retkedest ja ekspeditsioonidest.
Osas ’Tööd ja saavutused’ saab räägitud mitmetest Celsiuse uurimustest ja tema tuntuimast leiutisest, elavhõbedatermomeetrist.
Elulugu
Anders Celsius oli Rootsi astronoom, matemaatik ja füüsik. Ta kirjutas ka luuletusi ja populaarteaduslikke tekste. Ta sündis Uppsalas 27. novembril 1701.
Mõlemad ta vanaisad Magnus Celsius ja Anders Spole olid professorid Uppsala Ülikoolis. Tema isa Nils Celsius oli astronoomiaprofessor. Ka Anders Celsius, kes juba noorelt oli väga andekas matemaatikas, asus aastal  1730 samale ametikohale.
Juba noores eas liitus ta väikese 1710. aastal asutatud teadlaste ühinguga, mis tänapäeval on Rootsi kõige vanem teadusühing – Kuninglik Teaduste Selts. Aastatel 1725 kuni 1744 töötas ta ühingu sekretärina ning enamiku oma töödest avaldas ta just selle ühingu kaudu.
Ilma observatooriumita vaatles Celsius Jupiteri kaaslasi; selleks oli ta oma instrumendid üles seadnud väiksesse kuuri aias.
Celsius suri 1744. aasta aprillis  tuberkuloosi, olles vaid 42-aastane. Ta oli alustanud paljusid teaduslikke uurimistöid, kui lõpuni õnnestus viia vaid vähesed. Ta maeti Uppsala Gamla kirikusse oma vanaisa Magnus Celsiuse kõrvale. Tema nimi on antud kraatrile Kuul.
Tegevused Uppsalas
Pärast mitmeaastast eemalolekut naasis Anders Celsius nüüd tagasi kodumaale , täpsemalt Uppsalasse, ja asus astronoomia professori ametikohale.
Sellel ajal ei olnud Uppsalas observatooriumit, aga Celsius oli kaasa toonud Prantsusmaalt ostetud kvadrandi ja Inglismaalt soetatud ühejalgse teleskoobi . Maupertuis'lt oli ta kingituseks saanud väikese kvadrandi, mille ta kavatses üles seada oma ema aiamajakeses.
Observatooriumi ehitamine
Aastal 1738  palus Celsius Rootsi võimudel annetada vahendeid moodsa observatooriumi ehitamiseks Uppsalasse. Tema palvele tuldi vastu ning kolm aastat hiljem oli ehitis valmis kasutamiseks. Celsius oli veennud ülikooli nõukogu ostma suure kivist maja Uppsala kesklinnas, mille katusele konstrueeriti observatoorium. Arvata võib, et Celsiust aitas uue observatooriumi ehitamiseks toetuse leidmisel tema suur tuntus kodumaal. Ta oli kolmandat põlve akadeemik ja professor , paljude välismaa akadeemiate liige, oli saatnud Maupertuis'd tema kuulsal ekspeditsioonil ning oli suur paavsti soosik. Observatooriumile anti Celsiuse nimi. Algul koosnes sisseseade tema pika reisi jooksul soetatud instrumentidest. Aastal 1742 sisustati uus ja avar observatoorium mitmete väärtuslike instrumentidega. See maja on alles tänapäevani, kuigi juba ligi sajand võimetu astronoomiat teenima, sest aastal 1857 lammutati selle peal olnud observatoorium.
Retked ja ekspeditsioonid
Ringreis Euroopas
Uppsalas ei juhtunud just tihti, et äsja ametisse nimetatud professor otsustab minna mitmeks aastaks välismaale. Aga just seda tegi Anders Celsius. Ta jättis oma kohustused kolleegide kaela ja alustas oma suurt Euroopa turneed, mis hoidis teda Uppsalast eemal kuus aastat.
Selleks sundis teda tõik, et astronoomia kui teadusharu oli Rootsis ülimalt kehvas seisus. Õpetust jagati vaid vähestes kohtades ja teadustöid ei tehtud praktiliselt üldse. Samuti ei olnud Rootsis ka arvestatavat observatooriumi. Celsius kui Kuningliku Teaduste Seltsi sekretär suutis oma kolleege veenda selles, et rootslastele on vaja tutvustada uusi avastusi.
Niisiis asuski ta ringreisile, mille jooksul külastas peaaegu kõiki selle aja Euroopa tuntumaid ja suuremaid observatooriumeid nii Saksamaal, Prantsusmaal kui ka Itaalias ning töötas koos paljude 18. sajandi juhtivate teadlaste ja astronoomidega. Algul läks ta Berliini, kus tegeles vaatlustega ning ostis endale kvadrandi, mis on tänapäevani Uppsala observatooriumis. Seejärel jõudis ta Nürnberi, külastades enne seda teele jäänud observatooriumeid. Edasi liikus ta Bolognasse, kust ta leidis paremaid instrumente kui prantslaste ja itaallaste omad. Bolognas töötas ta seitse kuud. Järgmisena jõudis ta Rooma . Paavst Clemens XII andis talle kasutamiseks kambri  Palazzo del Quirinales, kus Celsius viis valgusmõõturite abil läbi vaatlusi  Päikese, Kuu ja tähtede tähesuuruste määramiseks.
Lõpuks jõudis Celsius Roomast Pariisi. Sealse 1672. aastal asutatud observatooriumi direktor oli  Jacques Cassini , kuulsa itaalia-prantsuse astronoomi  Giovanni Domenico Cassini poeg.
Osalemine Mapertuis` ekspeditsioonis
Põhilised arutelud keerlesid sel ajal Maakera tegeliku kuju ümber. Pariisis vastandus Cassinile ja tema mõttekaaslastele  Pierre Louis de Maupertuis. Cassini viis läbi  meridiaani  kaare mõõtmised Põhja-Prantsusmaalt Dunkerque'ist kuni Lõuna-Prantsusmaal asuva Perpignanini. Ta avaldas saadud tulemused raamatus „Traité de la grandeur et de la figure de la terre” (1720). Cassini mõõtmised viisid arvamusele, et Maakera onpöördellipsoid, mille poolustel on diameeter suurem kui  ekvaatoril . Isaac Newtoni seisukohtade kohaselt oli aga Maa pöördellipsoid, mis on poolustelt kokku surutud.
Maupertuis' soovil hakkas kuningas Louis XV ette valmistama ekspeditsioone „maailma lõppu”, et leida mõõtmiste abil sellele küsimusele lõplik vastus. Prantsuse Teaduste Akadeemia korraldas ekspeditsiooni põhjapoolusele, mille eesmärgiks oli põhjapooluse lähedal meridiaani ühe kraadi pikkuse kaare mõõtmine. Ekspeditsiooni juhiks määrati Maupertuis. Ta palus kaasa ka Celsiuse, kes oli ainuke astronoom sellel ekspeditsioonil. Pärast aastat Pariisis suundus Anders Celsius Londonisse, kust ta ostis vajalikke instrumente Maupertuis' ekspeditsioonide jaoks. Need toimusid aastatel 1736– 1737 . Aastal 1735 purjetas teine ekspeditsioon sama eesmärgiga Lõuna-Ameerikasse Ecuadori.
Põhjas läbiviidud mõõtmiste tulemustel saadi ühe meridiaani kraadi pikkuseks 57,437 toisi, samas kui Picardi mõõtmised aastatel 1669 kuni 1670 Pariisi ja Amiensi vahel andsid tulemuseks 57,060 toisi (tois on vana prantsuse pikkusühik, mis võrdub 1,949  meetriga ). Saadud tulemuste võrdlemisel sai selgeks, et Newtonil oli õigus olnud.
Celsiuse ülesandeks ekspeditsioonil Lapimaale olid astronoomilised vaatlused (nagu võib näha tema päevikutest, mis on tänapäeval hoiul Uppsala Ülikooli raamatukogus). Prantsusmaa kuningas määras talle teadusele osutatud teenete eest eluaegse tuhande frangi suuruse pensioni.
Olulisemad tööd ja saavutused
18. sajandil kuulusid astronoomi töökohustuste hulka ka geograafilised mõõtmised, meteoroloogilised vaatlused ja veel muud, mida tänapäeval enam astronoomiaks ei peeta. Anders Celsius viis Rootsi kaardi koostamiseks läbi palju geograafilisi mõõtmisi ja oli üks esimestest, kes märkas, et Põhjamaad tõusevad tasapisi merepiirist kõrgemale. Tema arvas , et seda protsessi, mis on toimunud alates viimasest jääajast, põhjustab vee aurustumine .
Lühikese aja, ainult seitsme aasta jooksul, mil ta töötas astronoomia õpetajana, oli tal palju õpilasi ja selle aja jooksul avaldati umbes 20 väitekirja, millest enamus või peaaegu kõik olid tema kirjutatud. Ta uuris ka päikeseplekke ja -varjutusi. Samuti ka protuberantse, mille aastal 1733 avastas birger Wassenius.
Celsiuse tugevaks küljeks olid vaatlused, eelkõige füüsikalised eksperimendid ja meteoroloogilised vaatlused. Ta oli arvamusel, et tulevikus oskavad meteoroloogid täpseid ilmaennustusi teha. Tema teiste tööde hulgast tuleb mainida  Moskva , Uppsala, Åbo, Linköpingi, Londoni, Kopenhaageni, Tornio ja Reunioni saare  laiuskraadide ja/või pikkuskraadide mõõtmist. Celsius oli üks esimesi astronoome, kes mõõtis tähtede heledust instrumentide abil. Ta kasutas identseid läbipaistvaid klaasplaate ning vaatles tähti läbi nende. Heleduse võrdlemiseks loendas ta klaasplaate, mis kuluvad tähelt tuleva valguskiire summutamiseks. Taeva kõige heledama tähe Siiriuse valguse summutamiseks kulus tervenisti 25 plaati . Celsius avaldas katalooge kokku 300 tähe kaugusega, mis olid täpselt määratud tema enda meetodiga –  supra et sub polo , ilma refraktsioonita.
Virmaliste uurimine
Celsius ostis endale Londonist uue ja täpse kompassi, millega ta hakkas regulaarseid vaatlusi tegema, et uurida virmaliste seost magnetiliste kõrvalekalletega. Need avaldusid Maa magnetvälja suuna ja tugevuse kiirete muutustena ning esimesena oli seda täheldanud inglane Edmond Halley  1716. aastal. Celsius oli Nürnbergis avaldunud oma uurimustöö virmaliste kohta, mis põhines vahemikus 1716 kuni  1732  Rootsis tehtud rohkem kui kolmesajal vaatlusel. Sel ajal pidas ta virmalisi haruldaseks atmosfäärinähtuseks, tõelisele põhjusele jõudis ta jälile alles koos Olof Hiorteriga tehtud vaatluste abil.
Aastal 1741 märkasid Celsius ja tema abiline Olof Hiorter, et eriti suured magnetilised kõikumised ilmnesid siis, kui jälgiti virmalisi täpselt enda kohal. See näitas (nagu järeldati hiljem), et elektrivoolud seostusid virmalistega, valgudes piirkondades, kus virmalised alguse said. Pärast Celsiuse surma töö jätkus ja aastaks 1747 oli Hiorter teinud rohkem kui 10000 vaatlust.
Celsiuse konstrueeritud elavhõbetermomeeter
18. sajandil, mil Celsius elas ja töötas, oli kasutusel palju erinevaid termomeetreid erinevate skaaladega, kuid puudus üks ja kindel rahvusvaheline standard. Celsiuse arvates oli vaja ühtset süsteemi temperatuuri mõõtmiseks ning see ajendas teda välja töötama uut ja rahvusvaheliselt aktsepteeritavat termomeetrit. Niisiis konstrueeris ta 100-kraadise skaalaga elavhõbetermomeetri, kus oli kaks püsipunkti: vee külmumispunkt (100°C) ja vee keemispunkt (0°C). Esmakordselt demonstreeris ta oma termomeetrit 1742. aastal Rootsi Kuninglikule Teaduste Seltsile oma uurimistöös „Vaatlused kahe kindla punkti kohta termomeetril”. Ta tõestas, et jää sulamispunkt ei sõltu rõhust ja määras uskumatu täpsusega kindlaks vee keemispunkti sõltuvuse atmosfääri rõhust. Celsius pakkus, et tema skaala nullpunktiks oleks vee keemispunkt keskmisel merepinna tasemel. Väidetavalt keeras kuulus rootsi botaanik Carl von Linné pärast Celsiuse surma skaala teistpidi ning sellisena kinnitati ta algul standardiks Rootsis ja hiljem juba ka teistes riikides. Carl von Linné kasutas ümberpööratud Celsiuse skaalaga termomeetreid esialgu oma kasvuhoonetes. Need valmistas instrumenditegija  Daniel Ekström. Et info liikus aeglaselt, juhtus tollal tihti, et paljud füüsikud ja teadlased väidetavalt ise sõltumatult sama skaala välja töötasid. Nende hulgas olid ka Celsiuse õpilased Daniel Ekström ja Mårten Strömer ning Pehr Elvis , kes oli tihedates sidemetes Carl von Linnéga. Aastal 1948 nimetati skaala ametlikult Celsiuse järgi ning 1954. aastal kuulutati see rahvusvaheliseks standardiks. Ameerika Ühendriigid ja  Jamaica  on ainukesed riigid, kes kasutavad veel hollandi-saksa füüsiku Daniel Gabriel Fahrenheiti  skaalat .
Võitlus Gregoriuse kalendri eest
Celsius toetas aktiivselt Gregoriuse kalendri kasutusele võtmist Rootsis. Põhjuseks oli asjaolu, et Juliuse kalendri aasta oli liiga pikk ning seetõttu nihkus kevadine pööripäev iga aastaga tahapoole. Üleliigsed päevad kavatseti kaotada ajavahemikus  1700 kuni 1740, mil otsustati loobuda üheteistkümnest järjestikusest liigaastast ehk siis mitte lisada kalendrile 29. veebruari. Selle aja jooksul oleks Rootsi kalender olnud erinev nii Juliuse kui ka Gregoriuse kalendrist ning see erinevus oleks iga nelja aasta järel olnud erinev. Uue kalendri kasutuselevõttu Celsius ei näinudki, sest see toimus alles pärast tema surma. Aastal 1753 jäeti ära kõik üleliigsed 11 päeva, kui kolmapäevale, 17. veebruarile järgnes neljapäev, 1. märts. Täielikult võeti Gregoriuse kalender Rootsis kasutusele alles 1844. aastal.
Kokkuvõte
Selles töös sain väga palju teada nii Anders Celsiuse, Uppsala kui ka füüsika kohta üldiselt.
Seda oli päris huvitav teha ja loodan et ka klassivendadele see meeldib.
Kasutatud kirjandus ja allikad
http://et.wikipedia.org/wiki/Anders_Celsius
http://www.google.ee/webhp?sourceid=chrome-instant&ie=UTF-8&ion=1&nord=1#q=A.+Celsius&hl=et&nord=1&prmd=imvns&tbas=0&source=lnt&sa=X&ei=WpiVTu7_IcyG-wbxitmaCA&ved=0CAkQpwUoAA&bav=on.2,or.r_gc.r_pw.,cf.osb&fp=7ec0b2064879a485&ion=1&biw=1280&bih=675