Friedrich Hasenöhrl - Friedrich Hasenöhrl
Friedrich Hasenöhrl | |
---|---|
![]() Friedrich Hasenöhrl | |
narozený | |
Zemřel | 7. října 1915 Vielgereuth, Welschtirol, Rakousko-Uhersko | (ve věku 40)
Národnost | Rakousko-Uhersko |
Alma mater | Vídeňská univerzita |
Známý jako | Dutinové záření |
Vědecká kariéra | |
Pole | Fyzik |
Instituce | Vídeňská univerzita |
Doktorský poradce | Franz S. Exner |
Doktorandi | Karl Herzfeld Erwin Schrödinger |
Friedrich Hasenöhrl (Němec: [Haˈzn̩øːɐ̯l]; 30. listopadu 1874 - 7. října 1915), byl an rakouský fyzik.
Život
Friedrich Hasenöhrl se narodil v roce Vídeň, Rakousko-Uhersko v roce 1874. Jeho otec byl právník a jeho matka patřila k významné aristokratické rodině. Po základním vzdělání studoval na Přírodovědecké škole a matematice Vídeňská univerzita pod Joseph Stefan (1835–1893) a Ludwig Boltzmann (1844–1906). V roce 1896 získal doktorát Franz-Serafin Exner s prací nazvanou „Über den Temperaturkoeffizienten der Dielektrizitätskonstante in Flüssigkeiten und die Mosotti-Clausius'sche Formel“.
Pracoval pod Heike Kamerlingh Onnes v Leidene v nízkoteplotní laboratoři a tam se také spřátelil H. A. Lorentz.
V roce 1907 se stal Boltzmannovým nástupcem na vídeňské univerzitě jako vedoucí katedry teoretické fyziky. Měl tam řadu slavných žáků a měl obzvlášť významný dopad na Erwin Schrödinger, který později vyhrál Nobelova cena za fyziku za jeho příspěvky do kvantová mechanika.
Když vypukla válka v roce 1914, okamžitě se přihlásil do rakousko-uherské armády. Bojoval jako Oberleutnant proti Italům v Tyrolsko. Byl zraněn, zotavil se a vrátil se na frontu. Poté byl zabit granátem při útoku na Mount Plaut (Folgaria) dne 7. října 1915 ve věku 40 let.
Dutinové záření
Od té doby J. J. Thomson v roce 1881 se mnoho fyziků líbí Wilhelm Wien (1900), Max Abraham (1902) a Hendrik Lorentz (1904) použil rovnice ekvivalentní k
pro tzv.elektromagnetická hmotnost ", který vyjadřuje, kolik elektromagnetické energie přispívá k hmotnosti těl. A Henri Poincaré (1900) implicitně použil výraz m = E / c2 pro množství elektromagnetické energie.
V návaznosti na tuto myšlenkovou linii publikoval Hasenöhrl (1904, 1905) několik článků o setrvačnosti dutiny obsahující záření.[V 1][H 2] Jednalo se o zcela klasickou derivaci (bez použití speciální relativity) a byla použita Maxwellova rovnice pro tlak světla. Hasenöhrl konkrétně spojil „zdánlivou“ hmotnost setrvačností s energetickým konceptem pomocí rovnice:[V 1]
- ,
kde μ je zdánlivá hmotnost, E0 je energie záření a rychlost světla. Následně použil notaci:[H 2]
- ,
kde hε0 je energie záření. Došel také k závěru, že tento výsledek platí pro všechna vyzařující tělesa, tj. Pro všechna tělesa, jejichž teplota je> 0 ° K. Za tento výsledek byl Hasenöhrl oceněn Haitingerova cena z Rakouská akademie věd. V roce 1904 napsal:[H 2]
Jelikož obsah tepla v každém těle částečně sestává ze sálavého tepla, věci, které jsme prokázali v dutině, jsou pravdivé mutatis mutandis pro každé těleso, jehož teplota je odlišná od 0 ° A. Zejména každé těleso musí mít zdánlivou hmotnost určenou vnitřním zářením, která je tedy především závislá na teplotě.
Abraham však ukázal, že Hasenöhrlův výpočet zdánlivé hmotnosti byl nesprávný, a tak v roce 1905 vydal další dokument, kde představil Abrahamovu kritiku a opravil svůj vzorec na:[H 3]
Jednalo se o stejný vztah (jak si sám Hasenöhrl všiml) jako o elektromagnetická hmotnost vzorec uvedený výše. Hasenöhrlovy výsledky (týkající se zdánlivé hmotnosti a termodynamiky) s využitím dutinového záření byly dále rozpracovány a kritizovány Kurd von Mosengeil (1906/7), který již začleněn Albert Einstein je teorie relativity ve své práci. Široký přehled relativistické termodynamiky a ekvivalence hmotnostní energie s využitím dutinového záření bylo dáno Max Planck v roce 1907.[1][2][3]
V některých dalších dokumentech (1907, 1908)[H 4] Hasenöhrl dále rozvinul svou práci z roku 1904 a dospěl k závěru, že jeho nové výsledky jsou nyní v souladu s teoriemi Mosengeila a Plancka. Stěžoval si však na skutečnost, že Planck (1907) nezmiňoval své dřívější výsledky z roku 1904 (jako závislost zdánlivé hmotnosti na teplotě). V roce 1908 Planck napsal, že výsledky nového přístupu Hasenöhrla z roku 1907 byly skutečně rovnocenné výsledkům relativity.[4]
Poté několik autorů připisovalo zásluhy Hasenöhrlovi za jeho úspěchy v radiační dutině z roku 1904.
Že černé tělo záření má setrvačnost poprvé upozornil F. Hasenöhrl.[5]
— Max Planck, 1909.
Záření v pohyblivé dutině. Tento případ má historický význam, protože jej lze léčit pouze elektrodynamikou, a to i bez teorie relativity. Pak člověk nutně přijde, aby připisoval hybnou sílu a tím setrvačnou hmotu energii pohybujícího se záření. Je zajímavé, že tento výsledek našel F. Hasenöhrl již před zavedením teorie relativity. Jeho závěry však v některých bodech vyžadovaly opravu. Úplné řešení tohoto problému poprvé poskytl K. v. Mosengeil.[6]
— Wolfgang Pauli, 1921
Vysvětlení
Existují různá vysvětlení pro tento výsledek a jeho odchylku od relativistického vzorce . Enrico Fermi a další argumentovali[7][8] že tento problém je analogický s tzv. 4/3 problémem elektromagnetické hmoty. To znamená, že kdyby Hasenöhrl zahrnul skořápku do svých výpočtů způsobem, který je v souladu s relativitou, prefaktor 4/3 by byl 1, takže . To nemohl udělat, protože neměl relativistické mechaniky, pomocí kterých by mohl modelovat skořápku.
Na druhou stranu Stephen Boughn a Tony Rothman v roce 2011[9] (a Boughn v roce 2012[10]), který historicky vysvětlil různá řešení problému, tvrdil, že výše uvedené vysvětlení je nedostatečné. Po poskytnutí úplného relativistického popisu a řešení problému s dutinou (v případě „konstantní rychlosti“ a „případu pomalé akcelerace“) napsali:
... obecněji důvod, proč [Hasenöhrl] dosáhl v obou případech nesprávného výsledku, je ten, že chce důsledně přirovnat vykonanou práci k kinetické energii, jak to vyžaduje teorém o pracovní energii. Bohužel neví, jak správně vypočítat energii. Zejména Hasenöhrl nepředstavuje skutečnost, že pokud radiátory ztrácejí energii, musí ztrácet hmotu, která obsahuje prvek ironie, protože se právě snaží vytvořit vztah mezi hmotou a energií. [...]
Na závěr bychom řekli, že Fritz Hasenöhrl se pokusil o legitimní myšlenkový experiment a vypořádal se s ním v té době dostupnými nástroji. Pracoval během přechodného období a nevytvořil novou teorii nezbytnou k tomu, aby mu umožnil správně a úplně vyřešit problém. Přesto jeho základní závěr zůstal platný, a proto by měl být uznán.
Hasenöhrl a Einstein
Vzorce pro elektromagnetická hmotnost (stejně jako Hasenöhrlovy) byly podobné slavné rovnici pro ekvivalence hmotnost-energie:
publikováno Albert Einstein v září 1905 v Annalen der Physik - několik vydání poté, co Hasenöhrl zveřejnil své výsledky týkající se radiačního záření dutin. Podobnost mezi těmito formulemi vedla některé kritiky Einsteina, až do 30. let, k tvrzení, že on plagoval vzorec.
Jako příklad, Phillip Lenard v roce 1921 publikoval dokument, ve kterém dal přednost „E = mc²“ Hasenöhrlovi (Lenard také Johann Georg von Soldner a Paul Gerber ve vztahu k některým účinkům obecná relativita ).[11]Nicméně, Max von Laue rychle vyvrátil tato tvrzení tím, že setrvačnost elektromagnetické energie byla před Hasenöhrlem dlouho známá, zejména z děl Henri Poincaré (1900) a Max Abraham (1902), zatímco Hasenöhrl pouze použil jejich výsledky pro svůj výpočet radiačního záření dutiny. Laue pokračoval uvedením této cti za založení setrvačnost všech forem energie (dále jen nemovitý ekvivalence hmoty a energie) jde k Einsteinovi, který také jako první pochopil hluboké důsledky této ekvivalence ve vztahu k relativitě.[12]
Známá rodina
- Oženil se s Ellou Brücknerovou a měl alespoň jednoho známého syna Victora Hasenohrla (? - 1982), který se oženil s Elizabeth Sayre (? - 1968)
- Victor Hasenohrl (? - 1982), který si vzal Elizabeth Sayre (? - 1968), měl tři děti:
- Frederick Hasenohrl [zesnulý], kdo si vzal Victorii? (? -?) kdo měl dvě děti:
- Děti:
- Frederick Hasenohrl (? -)
- Issca (? -)
- Děti:
- Elizabeth Sayre Reich (1937-2015), který se oženil s Josephem D. Reichem (1928-2000), který měl dvě děti:
- Děti:
- Daniel S. Reich (1965-), který žije v Lutherville, Maryland, USA.
- Eric K. Reich (1966-), který žije v Boyds, Maryland, USA.
- Děti:
- Margaret Hasenohrl (1942-), který se nikdy neoženil a žije v Silver Spring, Maryland, USA.
- Frederick Hasenohrl [zesnulý], kdo si vzal Victorii? (? -?) kdo měl dvě děti:
- Victor Hasenohrl (? - 1982), který si vzal Elizabeth Sayre (? - 1968), měl tři děti:
Publikace
- Hasenöhrlovy práce o radiaci dutin a termodynamice
- ^ A b Zur Theorie der Strahlung bewegter Körper (1904), Sitzungsberichte der mathematisch-naturwissenschaftlichen Klasse der kaiserlichen Akademie der Wissenschaften, Wien. 113 IIa, 1039.
- Anglický překlad Wikisource: O teorii záření pohybujících se těl.
- ^ A b C Zur Theorie der Strahlung v bewegten Körpern (1904), Annalen der Physik 15, 344-370.
- Anglický překlad Wikisource: O teorii záření v pohybujících se tělech.
- ^ Zur Theorie der Strahlung v bewegten Körpern. Berichtigung (1905), Annalen der Physik 16, 589-592).
- Anglický překlad Wikisource: O teorii záření v pohybujících se tělech. Oprava.
- ^ Zur Thermodynamik bewegter Systeme a Zur Thermodynamik bewegter Systeme (Fortsetzung) (1907-1908), Sitzungsberichte der mathematisch-naturwissenschaftlichen Klasse der kaiserlichen Akademie der Wissenschaften, Wien. 116 IIa (9): 1391-1405, 1907 a 117 IIa (2): 207-215, 1908)
- Anglický překlad Wikisource: O termodynamice pohyblivých systémů.
Viz také
Poznámky a odkazy
- ^ Miller, Arthur I. (1981). Speciální teorie relativity Alberta Einsteina. Vznik (1905) a raná interpretace (1905–1911). Čtení: Addison – Wesley. str.359–374. ISBN 0-201-04679-2.
- ^ Mosengeil, Kurd von (1907). Bibcode:1907AnP ... 327..867V. doi:10,1002 / a 19073270504. . Annalen der Physik. 327 (5): 867–904.
- ^ Planck, Max (1907). . Sitzungsberichte der Königlich-Preussischen Akademie der Wissenschaften, Berlín. Erster. Halbband (29): 542–570.
- ^ Planck, Max (1908). . Physikalische Zeitschrift. 9 (23): 828–830.
- ^ Planck, Max (1915) [1909], , Osm přednášek z teoretické fyziky, New York: Columbia University Press
- ^ Pauli, Wolfgang (1921), „Die Relativitätstheorie“, Encyclopädie der Mathematischen Wissenschaften, 5 (2): 539–776
V angličtině: Pauli, W. (1981) [1921]. Teorie relativity. Základní teorie fyziky. 165. Dover Publications. ISBN 0-486-64152-X. - ^ Fermi, E. (1923). „Sulla massa della radiazione in uno spazio vuoto“. Rendiconti Lincei. 32: 162–164.
- ^ Mathpages: Další odvození ekvivalence masové energie.
- ^ Stephen Boughn, Tony Rothman (2011): Hasenöhrl a ekvivalence hmoty a energie, arXiv:1108.2250
- ^ Stephen Boughn (2013). "Fritz Hasenöhrl a E = mc2". European Physical Journal H. 38 (2): 261–278. arXiv:1303.7162. Bibcode:2013EPJH ... 38..261B. doi:10.1140 / epjh / e2012-30061-5. S2CID 118338231.
- ^ Lenard, P., J. (1921). „Vorbemerkung Lenards zu Soldners: Über die Ablenkung eines Lichtstrahls von seiner geradlinigen Bewegung durch die Attraktion eines Weltkörpers, an welchem er nahe vorbeigeht;“. Annalen der Physik. 65 (15): 593–604. Bibcode:1921AnP ... 370..593S. doi:10,1002 / a199213701503.
- ^ Laue, M.v., M. (1921). „Erwiderung auf Hrn. Lenards Vorbemerkungen zur Soldnerschen Arbeit von 1801“. Annalen der Physik. 66 (20): 283–284. Bibcode:1921AnP ... 371..283L. doi:10.1002 / andp.19213712005.
Další čtení
- Lenard, Philipp, Great Men of Science. Přeloženo z druhého německého vydání, G. Bell a synové, London (1950) ISBN 0-8369-1614-X
- Moore, Walter „Schrödinger: Život a myšlení“ University of Cambridge (1989) ISBN 0-521-43767-9.