Josef Stefan

Josef Stefan
Född	( 1835-03-24 ) 24 mars 1835 St Peter (idag i Klagenfurt ), österrikiska riket
dog	7 januari 1893 (1893-01-07) (57 år) Wien , Österrike-Ungern
Alma mater	Universitetet i Wien
Känd för	Stefan–Boltzmann lag Stefan–Boltzmann konstant Stefan problem Stefans ekvation Stefans formel Stefan flow Stefan nummer Maxwell–Stefan diffusion Squeeze flow
Utmärkelser	Liebenpriset (1865)
Vetenskaplig karriär
Fält	Fysiker
institutioner	Universitetet i Wien
Akademiska rådgivare	Andreas von Ettingshausen
Doktorander	Ludwig Boltzmann Marian Smoluchowski Johann Josef Loschmidt

Josef Stefan ( slovenska : Jožef Štefan ; 24 mars 1835 – 7 januari 1893) var en etnisk Kärntens slovensk fysiker , matematiker och poet från det österrikiska imperiet .

Liv och arbete

Stefan föddes i en utkantsby St. Peter (slovenska: Sveti Peter ; idag ett distrikt i Klagenfurt ) i det österrikiska riket (nu i Österrike) till pappa Aleš (Aleksander) Stefan, född 1805, och mamma Marija Startinik, född 1815. Hans föräldrar, båda etniska slovener, gifte sig när Josef var elva. Familjen Stefan var en blygsam familj. Hans far var fräsassistent och hans mor tjänstgjorde som hembiträde. Stefans mor dog 1863 och hans far 1872. Josef var deras enda barn.

Stefan gick i grundskolan i Klagenfurt, där han visade sin talang. De rekommenderade honom att fortsätta sin skolgång, så 1845 gick han till Klagenfurt Lyceum . Som trettonårig pojke upplevde han det revolutionära året 1848, vilket inspirerade honom att vara sympatisk mot slovensk litterär produktion.

Efter att ha tagit examen i högstadiet i sin klass i gymnasiet övervägde han kort att gå med i Benediktinerorden, men hans stora intresse för fysik rådde. Han lämnade till Wien 1853 för att studera matematik och fysik . Hans professor i fysik på gymnasiet var Karel Robida, som skrev den första slovenska läroboken i fysik. Stefan fick sedan sin habilitering i matematisk fysik vid universitetet i Wien 1858. Under studentåren skrev och publicerade han också ett antal dikter på slovenska.

Stefan undervisade i fysik vid universitetet i Wien, var direktör för det fysiska institutet från 1866, vicepresident för Wiens vetenskapsakademi och medlem av flera vetenskapliga institutioner i Europa. Han dog i Wien , Österrike-Ungern. Hans liv och arbete har studerats ingående av fysikern Janez Strnad .

Arbete

Stefan publicerade nästan 80 vetenskapliga artiklar, de flesta i Bulletins of the Vienna Academy of Sciences. Han är mest känd för att ha skapat Stefans lag 1879, en fysisk kraftlag som säger att den totala strålningen från en svart kropp är proportionell mot fjärde potensen av dess termodynamiska temperatur T :

$j^{\star }=\sigma T^{4}$

Han härledde denna lag från mätningarna av de franska fysikerna Dulong och Petit . Eftersom både infallande strålning och svartkroppsutstrålning alltid är lika, gäller denna ekvation lika för temperaturen hos vilken idealkropp som helst som utsätts för infallande strålning över dess yta. 1884 utvidgades lagen till att gälla utsläpp av gråkroppar av Stefans elev Ludwig Boltzmann och är därför känd som Stefan–Boltzmann-lagen . Boltzmann behandlade en värmemotor med ljus som en arbetsfråga. Denna lag är den enda fysiska naturlagen som är uppkallad efter en slovensk fysiker. Idag är lagen härledd från Plancks lag om strålning från svarta kroppar:

$j^{\star }=\int _{0}^{\infty }\left({dj^{\star } \over d\lambda }\right)d\lambda$

Med sin lag bestämde Stefan temperaturen på solens yta , som han beräknade vara 5 430 °C (9 810 °F). Detta var det första vettiga värdet för solens temperatur.

Stefan gjorde de första mätningarna av gasernas värmeledningsförmåga , behandlade avdunstning och studerade bland annat diffusion , värmeledning i vätskor . För sin avhandling om optik tilldelade Wiens universitet Liebenpriset till honom. På grund av hans tidiga arbete med att beräkna förångnings- och diffusionshastigheter kallas flödet från en droppe eller partikel som induceras av förångning eller sublimering vid ytan nu Stefan-flödet .

Mycket viktiga är också hans elektromagnetiska ekvationer, definierade i vektornotation , och verk i den kinetiska teorin om värme. Stefan var bland de första fysikerna i Europa som till fullo förstod Maxwells elektromagnetiska teori och en av få utanför England som expanderade på den. Han beräknade induktiviteten för en spole med kvadratiskt tvärsnitt, och han korrigerade Maxwells felberäkning. Han undersökte också ett fenomen som kallas hudeffekten , där högfrekvent elektrisk ström är större på ytan av en ledare än i dess inre.

Inom matematiken är Stefansproblemen eller Stefans uppgifter med flyttbar gräns välkända. Problemet studerades första gången av Lamé och Clapeyron 1831. Stefan löste problemet när han beräknade hur snabbt ett lager av is på vatten växer ( Stefans ekvation ) .

Eponyma termer

Inom fysiken är flera begrepp uppkallade efter Joseph Stefan. Särskilt:

• Stefan–Boltzmann lag
• Stefan–Boltzmann konstant σ
• Stefan vidhäftning
• Stefan problem
• Stefans ekvation
• Stefans formel
• Stefan flow
• Stefan nummer
• Stefan tub
• Maxwell–Stefan diffusion

Jožef Stefan-institutet fick också sitt namn efter honom.

externa länkar

• "Josef Stefan: His life and legacy in the termal sciences," Experimental Thermal and Fluid Science , volym 31, nummer 7, juli 2007, s 795–803, av John C. Crepeau
• O'Connor, John J.; Robertson, Edmund F. , "Josef Stefan" , MacTutor History of Mathematics arkiv , University of St Andrews
• Utökad biografi över Josef Stefan , av John C. Crepeau