Lummer, Otto

Otto Richard Lummer ( tyska:  Otto Richard Lummer ; 17 juli 1860, Gera - 5 juli 1925, Breslau ) - tysk experimentell fysiker, författare till vetenskapliga artiklar om optik , spektroskopi , fysik för termisk strålning .

Biografi

Lummer studerade vid olika tyska universitet och blev 1884, efter att ha avslutat sin avhandling, assistent åt Hermann von Helmholtz vid universitetet i Berlin . 1887 följde Lummer med Helmholtz till det nyinrättade Fysisk-tekniska institutet ( Physikalisch-Technische Reichsanstalt ), där han först tjänstgjorde som assistent, från 1889 forskare, och 1894 fick han titeln professor. Från 1901 undervisade Lummer också vid universitetet i Berlin som Privatdozent , och fick 1904 en professur vid universitetet i Breslau (nu polska Wrocław ). 1924, på initiativ av Lümmer, grundades radiostationen Schlesische Funkstunde i Breslau ; vetenskapsmannen blev dess medgrundare och den första styrelseordföranden.

Vetenskapliga landvinningar

Optik

År 1884, i sin avhandling, återupptäckte Lummer remsor med lika lutning ( eng.  Haidinger fringe ), som härrörde från interferensen av ljus i planparallella glasplattor och upptäcktes för första gången av Wilhelm Haidinger . 1901 använde Lummer idén om interferensen av ljusstrålar som reflekterades flera gånger inuti en planparallell platta för att skapa en högupplöst spektrometer . Följande år lade Ernst Gercke till ett ingångsprisma till instrumentet för att minska strålningsförlusten. Enheten som förbättrats på detta sätt kallas en platta, eller interferometer, Lummer-Gercke ( eng.  Lummer-Gehrcke-interferometer ).

Från det ögonblick då det grundades stod de anställda vid Fysisk-tekniska institutet inför uppgiften att skapa standarder för bestämning av belysning och andra fotometriska storheter. För att lösa detta problem har ett antal nya enheter skapats. 1889, tillsammans med Eugen Brodhun ,  uppfann Lummer den fotometriska kuben, även känd som Lummer-Brodhun-fotometern ; när det gäller känslighet var den här enheten mer än dubbelt så överlägsen som standardbländarfotometern för den tiden, uppfunnen av Robert Bunsen . 1892, tillsammans med Ferdinand Kurlbaum , förbättrade Lummer bolometerschemat som föreslagits av Samuel Langley , och uppnådde inte bara en ökning av dess känslighet (temperaturförändringar i storleksordningen 10 −7 ° C) och drifthastighet (tröghet av storleksordningen 8 s), men också möjligheten att jämföra två strålkällor och samtidigt belysa enheten från två sidor. För att skapa en sådan enhet ("stor area bolometer") utvecklades en originalteknik för att skapa tunna svärtade platinatrådar, som också användes för att implementera den så kallade linjära bolometern 1899. Dessa bolometrar, liksom spektrobolometern, som var en modifiering av spektrometern för drift i det infraröda området , användes i efterföljande mätningar av strålningsintensiteten i svartkroppsspektrat.

1902 etablerade Lummer produktionen av kvicksilverlampor som källor för monokromatiskt ljus .

Svart kroppsstrålning

1895, tillsammans med Wilhelm Wien , föreslog Lummer en metod för att förverkliga en helt svart kropp med hjälp av ett svärtat hålrum med ett litet hål; strålningen som kommer ut ur denna hålighet, uppvärmd till en viss temperatur, är den önskade termiska jämviktsstrålningen. Följande år utvecklade Lummer denna metod och noterade att tidigare använda sändare (till exempel svärtade metallplattor) inte var tillräckligt svarta och kunde inte exakt bestämma egenskaperna hos en svart kropp. Förutom ett intresse för grundläggande fysiska lagar, var motivet för att skapa en artificiell svartkropp behovet av en absolut strålningsintensitetsstandard . 1897/98 slutförde Lummer, med hjälp av sin medarbetare Ernst Pringsheim , den praktiska implementeringen av en svart kropp: det var en sfärisk eller cylindrisk metallhålighet (järn och koppar användes), som täcktes med sot eller uranoxid på insidan; för att stabilisera temperaturen placerades hålrummet i olika vätskor (flytande luft, kokande vatten, het salpeter och så vidare) eller i en lerugn. Denna metod gjorde det möjligt att erhålla jämviktsstrålning i temperaturområdet från -188° till +1200°C. Således har framsteg inom experimentell teknik gjort det möjligt för forskare att påbörja tillförlitliga mätningar av svartkroppsegenskaper. År 1897 testade Lummer och Pringsheim Stefan-Boltzmann-lagen och fann senare det numeriska värdet av konstanten lika med produkten av våglängden som motsvarar maximum av spektrumet och temperaturen, och bekräftade därför Wiens förskjutningslag . För att uppnå ännu högre temperaturer utvecklade de 1898 en svart kropp med elektrisk uppvärmning: ett porslinshålrum som var svärtat inuti placerades i en platinacylinder, till vilken elektriska kontakter var anslutna; detta system isolerades från yttre påverkan av flera lager av värmebeständigt material. Med hjälp av detta schema kunde experimentörerna höja temperaturen på den svarta kroppen till 1500 ° C och 1903 förde den till 2100 ° C, med ett grafitrör istället för platina, placerat i en gasatmosfär. Denna svartkroppsdesign används fortfarande i experimentella studier idag.

Den 3 februari 1899, vid ett möte med det tyska fysikaliska sällskapet, presenterade Lummer och Pringsheim de första resultaten av sina mätningar av fördelningen av energi i spektrumet av en absolut svart kropp (i våglängdsområdet från 0,2 till 6 μm och kl. temperaturer på 800–1400°C). I allmänhet överensstämde deras data med Wiens lag om strålning, teoretiskt härledd 1896. Under månaderna som följde förbättrade försöksledarna sina tekniker för att utöka mätningarna till den långa våglängdsregionen. Den 3 november 1899 rapporterade Lummer förekomsten av systematiska avvikelser av experimentet från teorin, men situationen förblev oklar, eftersom mätningar som gjordes ungefär samtidigt av Friedrich Paschen inte hittade några avvikelser från Wiens lag. Vid ett möte den 2 februari 1900 presenterade Pringsheim nya resultat av sina mätningar med Lummer, vilket bekräftade förekomsten av avvikelser från Wiens lag, särskilt i långvågsområdet (deras experiment täckte våglängder upp till 18 mikron). Därmed ifrågasattes giltigheten av Wiens strålningslag. Snart föreslog Lummer, tillsammans med Eugen Jahnke ( tyska:  Eugen Jahnke ), en generalisering av denna lag, så att intensiteten av termisk strålning blev proportionell mot temperaturen i området med långa vågor. Detta bekräftades experimentellt av Heinrich Rubens och Kurlbaum, som mätte spektrumet av en svart kropp ner till en våglängd på 51,2 µm. Dessa grundläggande studier av fördelningen av energi i spektrumet av en svart kropp skapade förutsättningarna för Max Planck att härleda sin berömda formel och därefter skapa en kvantteori om termisk strålning.

Stora verk

• Lummer O. Über eine neue Interferenzerscheinung an planparallelen Glasplatten und eine Methode, die Planparallelität solcher Gläser zu prüfen  // Annalen der Physik . - 1884. - Bd. 259 (23). - S. 49-84.
• Lummer O., Brodhun E. Photometrische Untersuchungen // Zeitschrift für Instrumentenkunde. - 1889. - Bd. 9. - S. 41-50, 461-465.
• Lummer O., Kurlbaum F. Bolometrische Untersuchungen  // Annalen der Physik. - 1892. - Bd. 282 (46). - S. 204-224.
• Wien W., Lummer O. Methode zur Prüfung des Strahlungsgesetzes absolut schwarzer Körper  // Annalen der Physik. - 1895. - Bd. 292 (56). - S. 451-456.
• Lummer O., Pringsheim E. Die Strahlung eines „schwarzen” Körpers zwischen 100 und 1300°C  // Annalen der Physik. - 1897. - Bd. 299 (63). - S. 395-410.
• Lummer O., Pringsheim E. Die Verteilung der Energie im Spektrum des schwarzen Körpers // Verhandlungen der Deutschen Physikalischen Gesellschaft. - 1899. - Bd. 1. - S. 23-41.
• Lummer O., Pringsheim E. Über die Strahlung des schwarzen Körpers für lange Wellen // Verhandlungen der Deutschen Physikalischen Gesellschaft. - 1900. - Bd. 2. - S. 163-180.
• Lummer O., Jahnke E. Über die Spectralgleichung des schwarzen Körpers und des blanken Platins  // Annalen der Physik. - 1900. - Bd. 308(3). - S. 283-297.
• Lummer O., Gehrcke E. Über die Anwendung der Interferenzen an planparallelen Platten zur Analyze feinster Spektrallinien  // Annalen der Physik. - 1903. - Bd. 315 (10). - S. 457-477.
• Lummer O., Reiche F. Die Lehre von der Bildentstehung im Mikroskop von Ernst Abbe. — Braunschweig, 1910.
• Lummer O. Grundlagen, Ziele und Grenzen der Leuchttechnik. — München, 1918.
• Eucken A. (Hrsg.), Lummer O. (Hrsg.), Waetzmann E. (Hrsg.). Müller-Pouillets Lehrbuch der Physik (11. Auflage). Zweiter Band: Lehre von der strahlenden Energie (Optik). — Braunschweig: Vieweg, 1926.

Anteckningar

1. ↑ 1 2 Otto Lummer // Brockhaus Encyclopedia  (tyskt) / Hrsg.: Bibliographisches Institut & FA Brockhaus , Wissen Media Verlag
2. ↑ 1 2 Otto Lummer // Gran Enciclopèdia Catalana  (kat.) - Grup Enciclopedia Catalana , 1968.

Litteratur

• Hermann A. Otto Richard Lummer // Dictionary of Scientific Biography. - New York: Charles Sribners söner, 1973. - Vol. 8. - s. 551-552.
• Khramov Yu. A. Lummer Otto Richard // Fysiker: Biografisk guide / Ed. A. I. Akhiezer . - Ed. 2:a, rev. och ytterligare — M  .: Nauka , 1983. — S. 173. — 400 sid. - 200 000 exemplar.
• Jammer M. Utveckling av begrepp inom kvantmekanik. — M .: Nauka, 1985.
• Mehra J. Max Planck och lagen om svartkroppsstrålning // Mehra J. Den teoretiska fysikens guldålder. - 2001. - S. 34-37.
• Hoffmann D. On the Experimental Context of Plancks Foundation of Quantum Theory  // Centaurus. - 2001. - Vol. 43. - S. 240-259.
• Huebener RP, Lübbig H. The Optical Laboratory and the Birth of Quantum Theory  // A Focus Of Discoveries. - World Scientific, 2008. - S. 47-60.

Länkar

• Otto  Lummer . Otto Lummers lärjungar . North Dakota State University. Hämtad 27 augusti 2012. Arkiverad från originalet 29 oktober 2012.

Tematiska platser	Matematisk släktforskning zbMATH Öppna
Ordböcker och uppslagsverk	Stor katalanska Brockhaus
I bibliografiska kataloger CONOR : 277737315 GND : 117667498 ISNI : 0000 0001 1063 569X J9U : 987007272235905171 LCCN : n87120960 NKC : mub2010569241 NLG : 228958 NLP : A31086524 NTA : 070501076 NUKAT : n2006009431 SUDOC : 114518971 VIAF : 54931576 WorldCat VIAF : 54931576