Lummer, Otto

Otto Richard Lummer ( německy:  Otto Richard Lummer ; 17. července 1860, Gera – 5. července 1925, Breslau ) – německý experimentální fyzik, autor vědeckých prací o optice , spektroskopii , fyzice tepelného záření .

Životopis

Lummer studoval na různých německých univerzitách a v roce 1884 se po dokončení disertační práce stal asistentem Hermanna von Helmholtze na univerzitě v Berlíně . V roce 1887 Lummer následoval Helmholtze do nově založeného Fyzikálně-technického institutu ( Physikalisch-Technische Reichsanstalt ), kde nejprve působil jako asistent, od roku 1889 vědecký pracovník a v roce 1894 získal titul profesora. Od roku 1901 Lummer také učil na univerzitě v Berlíně jako Privatdozent a v roce 1904 získal profesuru na univerzitě v Breslau (nyní polská Wrocław ). V roce 1924 byla z iniciativy Lümmera založena v Breslau rozhlasová stanice Schlesische Funkstunde ; vědec se stal jeho spoluzakladatelem a prvním předsedou představenstva.

Vědecké úspěchy

Optika

V roce 1884 Lummer ve své dizertační práci znovu objevil pásy stejného sklonu ( angl.  Haidinger fringe ), vznikající interferencí světla v planparalelních skleněných deskách a které poprvé objevil Wilhelm Haidinger . V roce 1901 Lummer použil myšlenku interference světelných paprsků odrážejících se vícekrát uvnitř planparalelní desky k vytvoření spektrometru s vysokým rozlišením . Následující rok přidal Ernst Gercke k přístroji vstupní hranol pro snížení radiačních ztrát. Takto vylepšené zařízení se nazývá deskový, neboli interferometr, Lummer-Gercke ( angl.  Lummer-Gehrcke interferometer ).

Zaměstnanci Fyzikálně-technického ústavu stáli od jeho založení před úkolem vytvořit standardy pro stanovení osvětlení a dalších fotometrických veličin. K vyřešení tohoto problému byla vytvořena řada nových zařízení. V 1889, spolu s Eugenem Brodhunem ,  Lummer vynalezl fotometrickou kostku, také známý jako Lummer-Brodhun fotometr ; v podmínkách citlivosti, toto zařízení bylo více než dvakrát lepší než standardní clonový fotometr pro tu dobu, vynalezený Robert Bunsen . V roce 1892 Lummer společně s Ferdinandem Kurlbaumem vylepšil schéma bolometru navržené Samuelem Langleym a dosáhl nejen zvýšení jeho citlivosti (teplotní změny řádově 10 −7 °C) a rychlosti provozu (setrvačnost řádově 8 s), ale také možnost porovnávat dva zdroje záření, současně osvětlovat zařízení ze dvou stran. Pro vytvoření takového zařízení („velkoplošný bolometr“) byla vyvinuta originální technologie pro vytváření tenkých černěných platinových drátů, která byla také v roce 1899 použita k realizaci tzv. lineárního bolometru. Tyto bolometry, stejně jako spektrobolometr, který byl modifikací spektrometru pro provoz v infračervené oblasti , byly použity při následných měřeních intenzity záření ve spektru černého tělesa.

V roce 1902 Lummer založil výrobu rtuťových výbojek jako zdrojů monochromatického světla .

Záření černého tělesa

V roce 1895 Lummer spolu s Wilhelmem Wienem navrhl metodu realizace zcela černého tělesa pomocí zčernalé dutiny s malým otvorem; záření vycházející z této dutiny, zahřáté na určitou teplotu, je požadované rovnovážné tepelné záření. Následující rok Lummer tuto metodu rozpracoval a poznamenal, že dříve používané zářiče (například černěné kovové desky) nebyly dostatečně černé a nemohly přesně určit vlastnosti černého tělesa. Motivací pro vytvoření umělého černého tělesa byla vedle zájmu o základní fyzikální zákony i potřeba absolutního standardu intenzity záření . V letech 1897/98 Lummer s pomocí svého spolupracovníka Ernsta Pringsheima dokončil praktickou realizaci černého tělesa: jednalo se o kulovou nebo válcovou kovovou dutinu (používalo se železo a měď), která byla pokryta sazemi nebo oxidem uranu. uvnitř; pro stabilizaci teploty se dutina vkládala do různých kapalin (kapalný vzduch, vroucí voda, horký ledek atd.) nebo do hliněné pece. Tato metoda umožnila získat rovnovážné záření v rozsahu teplot od -188° do +1200°C. Pokroky v experimentální technice tedy umožnily výzkumníkům zahájit spolehlivá měření charakteristik černého tělesa. V roce 1897 Lummer a Pringsheim testovali Stefanův-Boltzmannův zákon a později našli číselnou hodnotu konstanty rovnou součinu vlnové délky odpovídající maximu spektra a teplotě, a proto potvrdili Wienův posunovací zákon . Pro dosažení ještě vyšších teplot vyvinuli v roce 1898 černé těleso s elektrickým ohřevem: uvnitř zčernalá porcelánová dutina byla umístěna v platinovém válci, ke kterému byly připojeny elektrické kontakty; tento systém byl izolován od vnějších vlivů několika vrstvami tepelně odolného materiálu. Pomocí tohoto schématu byli experimentátoři schopni zvýšit teplotu černého tělesa na 1 500 ° C a v roce 1903 jej přivedli na 2 100 ° C pomocí grafitové trubice místo platiny umístěné v plynné atmosféře. Tento design černého tělesa se dodnes používá v experimentálních studiích.

3. února 1899 představili Lummer a Pringsheim na setkání Německé fyzikální společnosti první výsledky svých měření rozložení energie ve spektru absolutně černého tělesa (v rozsahu vlnových délek od 0,2 do 6 μm a při teploty 800–1400 °C). Obecně platí, že jejich údaje byly v souladu s Wienovým zákonem o záření, odvozeným teoreticky v roce 1896. V následujících měsících experimentátoři zdokonalili své techniky, aby rozšířili měření na oblast dlouhých vlnových délek. 3. listopadu 1899 Lummer oznámil přítomnost systematických odchylek experimentu od teorie, situace však zůstala nejasná, protože měření, která ve stejnou dobu provedl Friedrich Paschen , nenalezla žádné odchylky od Wienova zákona. Na schůzce 2. února 1900 představil Pringsheim nové výsledky svých měření s Lummerem, potvrzující přítomnost odchylek od Wienova zákona, zejména v oblasti dlouhých vln (jejich experimenty pokrývaly vlnové délky až 18 mikronů). Tím byla zpochybněna platnost vídeňského radiačního zákona. Lummer brzy spolu s Eugenem Jahnkem ( německy  Eugen Jahnke ) navrhli zobecnění tohoto zákona, takže v oblasti dlouhých vln se intenzita tepelného záření stala úměrnou teplotě. To experimentálně potvrdili Heinrich Rubens a Kurlbaum, kteří změřili spektrum černého tělesa až do vlnové délky 51,2 µm. Tyto základní studie rozložení energie ve spektru černého tělesa vytvořily předpoklady, aby Max Planck odvodil svůj slavný vzorec a následně vytvořil kvantovou teorii tepelného záření.

Hlavní díla

• 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 Analyse 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. — Mnichov, 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.

Poznámky

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

Literatura

• Hermann A. Otto Richard Lummer // Slovník vědecké biografie. - New York: Charles Sribner's Sons, 1973. - Sv. 8. - S. 551-552.
• Khramov Yu. A. Lummer Otto Richard // Fyzici: Biografický průvodce / Ed. A. I. Akhiezer . - Ed. 2., rev. a doplňkové — M  .: Nauka , 1983. — S. 173. — 400 s. - 200 000 výtisků.
• Jammer M. Evoluce konceptů kvantové mechaniky. — M .: Nauka, 1985.
• Mehra J. Max Planck a zákon záření černého tělesa // Mehra J. Zlatý věk teoretické fyziky. - 2001. - S. 34-37.
• Hoffmann D. O experimentálním kontextu Planckových základů kvantové teorie  // Kentaurus. - 2001. - Sv. 43. - S. 240-259.
• Huebener RP, Lübbig H. Optická laboratoř a zrození kvantové teorie  // Ohnisko objevů. - World Scientific, 2008. - S. 47-60.

Odkazy

• Otto  Lummer . Učedníci Otty Lummera . Státní univerzita v Severní Dakotě. Získáno 27. srpna 2012. Archivováno z originálu dne 29. října 2012.

Tematické stránky	Matematická genealogie zbMATH Otevřeno
Slovníky a encyklopedie	Velká Katalánština Brockhaus
V bibliografických katalozích 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