Lummer, Otto

Otto Richard Lummer ( tysk:  Otto Richard Lummer ; 17. juli 1860, Gera - 5. juli 1925, Breslau ) - tysk eksperimentel fysiker, forfatter til videnskabelige artikler om optik , spektroskopi , fysik af termisk stråling .

Biografi

Lummer studerede ved forskellige tyske universiteter og blev i 1884, efter at have afsluttet sin afhandling, assistent for Hermann von Helmholtz ved universitetet i Berlin . I 1887 fulgte Lummer Helmholtz til det nyoprettede Fysisk-tekniske Institut ( Physikalisch-Technische Reichsanstalt ), hvor han først fungerede som assistent, fra 1889 forsker, og i 1894 fik han titel af professor. Fra 1901 underviste Lummer også ved universitetet i Berlin som Privatdozent , og modtog i 1904 et professorat ved universitetet i Breslau (nu polske Wrocław ). I 1924 blev radiostationen Schlesische Funkstunde på initiativ af Lümmer grundlagt i Breslau ; videnskabsmanden blev dens medstifter og den første bestyrelsesformand.

Videnskabelige resultater

Optik

I 1884 genopdagede Lummer i sin afhandling strimler med ens hældning ( eng.  Haidinger fringe ), opstået af lysets indblanding i planparallelle glasplader og opdaget for første gang af Wilhelm Haidinger . I 1901 brugte Lummer ideen om interferens fra lysstråler, der reflekterede flere gange inde i en plan-parallel plade til at skabe et højopløsningsspektrometer . Året efter tilføjede Ernst Gercke et inputprisme til instrumentet for at reducere strålingstabet. Enheden forbedret på denne måde kaldes en plade eller interferometer, Lummer-Gercke ( eng.  Lummer-Gehrcke interferometer ).

Fra det øjeblik, det blev grundlagt, stod medarbejderne i det fysisk-tekniske institut over for opgaven med at skabe standarder for bestemmelse af belysning og andre fotometriske størrelser. For at løse dette problem er der oprettet en række nye enheder. I 1889 opfandt Lummer sammen med Eugen Brodhun den fotometriske terning, også kendt som Lummer-Brodhun-fotometeret ; med hensyn til følsomhed var denne enhed mere end dobbelt så overlegen som standardblændefotometeret for den tid, opfundet af Robert Bunsen . I 1892 forbedrede Lummer sammen med Ferdinand Kurlbaum bolometerskemaet foreslået af Samuel Langley og opnåede ikke kun en stigning i dets følsomhed (temperaturændringer i størrelsesordenen 10 −7 °C) og driftshastighed (inerti af størrelsesordenen ca. 8 s), men også evnen til at sammenligne to kilder stråling, samtidig belyse enheden fra to sider. For at skabe en sådan enhed ("large area bolometer") blev der udviklet en original teknologi til at skabe tynde sorte platintråde, som også blev brugt til at implementere det såkaldte lineære bolometer i 1899. Disse bolometre, såvel som spektrobolometeret, som var en modifikation af spektrometeret til drift i det infrarøde område , blev brugt i efterfølgende målinger af strålingsintensiteten i sortlegemespektret.  

I 1902 etablerede Lummer produktionen af ​​kviksølvdamplamper som kilder til monokromatisk lys .

Sort kropsstråling

I 1895 foreslog Lummer sammen med Wilhelm Wien en metode til at realisere en helt sort krop ved hjælp af et sort hulrum med et lille hul; strålingen, der kommer ud af dette hulrum, opvarmet til en bestemt temperatur, er den ønskede termiske ligevægtsstråling. Året efter uddybede Lummer denne metode og bemærkede, at tidligere brugte emittere (for eksempel sorte metalplader) ikke var sorte nok og kunne ikke nøjagtigt bestemme egenskaberne af en sort krop. Ud over interessen for grundlæggende fysiske love var motivationen for at skabe en kunstig sort krop behovet for en absolut strålingsintensitetsstandard . I 1897/98 afsluttede Lummer med hjælp fra sin samarbejdspartner Ernst Pringsheim den praktiske implementering af et sort legeme: det var et sfærisk eller cylindrisk metalhulrum (der blev brugt jern og kobber), som var dækket af sod eller uranoxid på indersiden; for at stabilisere temperaturen blev hulrummet anbragt i forskellige væsker (flydende luft, kogende vand, varm salpeter og så videre) eller i en jordovn. Denne metode gjorde det muligt at opnå ligevægtsstråling i temperaturområdet fra -188° til +1200°C. Fremskridt inden for eksperimentel teknik har således gjort det muligt for forskere at begynde pålidelige målinger af sortlegeme-karakteristika. I 1897 testede Lummer og Pringsheim Stefan-Boltzmann-loven og fandt senere den numeriske værdi af konstanten lig med produktet af bølgelængden svarende til maksimum af spektret og temperaturen, og bekræftede derfor Wiens forskydningslov . For at opnå endnu højere temperaturer udviklede de i 1898 en sort krop med elektrisk opvarmning: et porcelænshulrum, der var sort indeni, blev anbragt i en platincylinder, hvortil elektriske kontakter var forbundet; dette system blev isoleret fra ydre påvirkninger af flere lag af varmebestandigt materiale. Ved hjælp af dette skema var forsøgslederne i stand til at hæve temperaturen på den sorte krop til 1500 ° C, og i 1903 bragte den til 2100 ° C ved at bruge et grafitrør i stedet for platin, placeret i en gasatmosfære. Dette sorte kropsdesign bruges stadig i eksperimentelle undersøgelser i dag.

Den 3. februar 1899 præsenterede Lummer og Pringsheim på et møde i det tyske fysiske selskab de første resultater af deres målinger af energifordelingen i spektret af et absolut sort legeme (i bølgelængdeområdet fra 0,2 til 6 μm og kl. temperaturer på 800-1400°C). Generelt var deres data i overensstemmelse med Wiens lov om stråling, teoretisk afledt i 1896. I de efterfølgende måneder forbedrede forsøgslederne deres teknikker for at udvide målingerne til det lange bølgelængdeområde. Den 3. november 1899 rapporterede Lummer om tilstedeværelsen af ​​systematiske afvigelser af eksperimentet fra teorien, men situationen forblev uklar, da målinger taget omkring samme tid af Friedrich Paschen ikke fandt nogen afvigelser fra Wiens lov. På et møde den 2. februar 1900 præsenterede Pringsheim nye resultater af sine målinger med Lummer, hvilket bekræftede tilstedeværelsen af ​​afvigelser fra Wiens lov, især i langbølgeområdet (deres eksperimenter dækkede bølgelængder op til 18 mikron). Der blev således sat spørgsmålstegn ved gyldigheden af ​​Wiens strålingslov. Snart foreslog Lummer sammen med Eugen Jahnke ( tysk:  Eugen Jahnke ) en generalisering af denne lov, så intensiteten af ​​termisk stråling i området med lange bølger blev proportional med temperaturen. Dette blev eksperimentelt bekræftet af Heinrich Rubens og Kurlbaum, som målte spektret af en sort krop ned til en bølgelængde på 51,2 µm. Disse grundlæggende undersøgelser af fordelingen af ​​energi i et sort legemes spektrum skabte forudsætningerne for, at Max Planck kunne udlede sin berømte formel og efterfølgende skabe en kvanteteori om termisk stråling.

Større værker

• 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.

Noter

1. ↑ 1 2 Otto Lummer // Brockhaus Encyclopedia  (tysk) / 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 sønner, 1973. - Vol. 8. - S. 551-552.
• Khramov Yu. A. Lummer Otto Richard // Fysikere: Biografisk vejledning / Red. A. I. Akhiezer . - Ed. 2. rev. og yderligere — M  .: Nauka , 1983. — S. 173. — 400 s. - 200.000 eksemplarer.
• Jammer M. Udvikling af begreber inden for kvantemekanik. — M .: Nauka, 1985.
• Mehra J. Max Planck og loven om sortlegemestråling // Mehra J. Den teoretiske fysiks gyldne tidsalder. - 2001. - S. 34-37.
• Hoffmann D. On the Experimental Context of Plancks Foundation of Quantum Theory  // Centaurus. - 2001. - Bd. 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.

Links

• Otto  Lummer . Otto Lummers disciple . North Dakota State University. Hentet 27. august 2012. Arkiveret fra originalen 29. oktober 2012.

Tematiske steder	Matematisk genealogi zbMATH Åbn
Ordbøger og encyklopædier	Fantastisk catalansk Brockhaus
I bibliografiske 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