Otto Wiener (fysiker)

Otto Wiener
Otto Wiener, experimentell fysiker i Leipzig sedan 1899
Född	( 1862-06-15 ) 15 juni 1862 Karlsruhe , Storhertigdömet Baden (nuvarande Baden-Württemberg , Tyskland )
dog	18 januari 1927 (1927-01-18) (64 år) Leipzig , Sachsen , Tyskland
Nationalitet	tysk
Känd för	Stående elektromagnetiska vågor i det synliga området
Vetenskaplig karriär
Fält	Fysik ( experimentell )
institutioner	Tekniska universitetet i Karlsruhe Universitetet i Strasbourg Universitetet i Leipzig

Otto Heinrich Wiener (15 juni 1862 – 18 januari 1927) var en tysk fysiker.

Liv och arbete

Otto Wiener var en son till Christian Wiener och Pauline Hausrath. Föräldralös till mamma vid 3 års ålder, gifte han sig med Lina Fenner vid 32.

Han var elev till August Kundt vid universitetet i Strasbourg, där han doktorerade 1887 med en avhandling om ljusets fasförändring vid reflektion och metoder för att bestämma tjockleken på tunna filmer.

Wiener är känt för det experimentella beviset på stående ljusvågor. År 1890 lyckades han bestämma ljusets våglängd .

Han var professor vid universitetet i Giessen från 1895. 1899 blev han professor vid fysikinstitutet vid universitetet i Leipzig , där han efterträdde Gustav Wiedemann . Tillsammans med Theodor des Coudres byggde han ett utmärkt fysiskt institut där och utnämnde Peter Debye och Gregor Wentzel .

I sin akademiska invigningsföreläsning i Leipzig 1900 om The Extension of our Senses presenterade han teorin om fysisk fostran i samband med evolutionsteorin . Han tog upp Heinrich Hertz teori som skiljer interna bilder - en konceptualisering av verkligheten - från beskrivningar av experiment (Principles of Mechanics, 1894). Det var medieteknikens gryning. Wiener lade till Hertz verk och teoretiserade film som en förlängning av våra sinnen (1900).

Experimentet med stående ljusvågor

Schematisk illustration av den experimentella uppställningen som beskrevs av författaren 1890. Filmen avbildas som om den vore en utvecklad positiv genomskinlighet, som visar 27 vågor och 2 tvärgående linjer av kolbågens spektrum nära Fraunhofers H .

Otto Wieners berömmelse beror mest på experimentet där han visualiserade ljusvågor under stadiga förhållanden. Även om det kunde anses vara likvärdigt med Hertz detektering av radiovågor, var deras avsikt olika. Hertz syftade till att validera Maxwells teori, medan Wieners syfte var att bestämma ljusvågornas vibrationsplan, så som de uppfattades i mekanisk teori. Observera att båda forskarna, liksom de flesta av deras samtida, antog existensen av eter . Med framväxten av kvantmekaniken förändrades begreppet ljusfält dramatiskt. Nuförtiden ersatte kvantoptik problemet med att visualisera ljusvågor med det att samtidigt mäta deras fas och amplitud.

Experimentuppställning

Ljuset erhölls från ett kolbågeljus som kom in i mörkrummet genom en slits. Sedan filtrerades det genom ett prisma, vilket kastade bort det mesta av den röda sidan av spektrumet. En akromatisk lins fokuserade en 8 mm bred, något konvergerande ljusstråle. 220 mm efter linsen träffade ljuset en polerad silverspegel vinkelrätt. Monokromatiskt ljus skulle resultera i en enhetlig våglängd, därav ett regelbundet stående vågmönster, parallellt med spegelns yta. Wieners ortokromatiska film var transparent tunn, cirka 20 nm, uppmätt genom interferens, vilket är mycket mindre än våglängden (natriumdubletten är på cirka 589 nm). Den lades på spegeln, över en lika tunn skiva gel. På så sätt, genom att applicera tryck bara på ena sidan av filmen, kunde Wiener luta den något så att den korsade flera stående vågor. De stående vågorna avslöjades genom att exponera filmen i 20~35 minuter, efter framkallning och utskrift.

Drudes kritik

Wiener lade till bensen i kilen efter att ha blivit kritiserad för att inte ha övervägt möjligheten att ha fotograferat tunnfilmsinterferensfransar snarare än stående vågor. Hans tolkning validerade Fresnels tolkning snarare än Neumanns . Paul Drude kritiserade Wiener för detta. Med Nernst upprepade han Wieners experiment med en fluorescerande film som detektor, för att bevisa att effekten berodde på elektriska fält.

Relation med interferensiell fotografering

Ett fotografiskt experiment för att validera Fresnels teori hade redan föreslagits av Wilhelm Zenker (1829-1899), efter ett samtal från den franska vetenskapsakademin 1865. Zenkers förslag grävde dock inte ner i filmens tjocklek. Genom att exponera en tjockare film, för att observeras genom reflektion snarare än genom transparens, Gabriel Lippmann interferentiell färgfotografering, som han tilldelades Nobelpriset för. Wiener bidrog till Lippmanns teori därefter.

Ytterligare upprepningar av experimentet

Upprepning av experimentet under olika förhållanden utfördes av Leistner, en Wienerstudent, för att bättre karakterisera strålningen. Leistner modifierade en Mach-Zehnder-interferometer för att sätta in filmen mellan speglarna. En annan upprepning var Ernst Schults avhandling, beställd av Nernst och Max von Laue för att jämföra ljusintensiteten med energin mätt med en mikropyrometer , tillsammans med verifieringen av energikvantiseringshypotesen med avseende på den enkla vågteorin. En ytterligare anmärkningsvärd upprepning, som syftar till att utvärdera beroendet av en cesiumfilms fotoelektriska emission på belysningsförhållanden. Ives och Fry kontrollerade bandbildning med hjälp av en tjockare film som skulle dissekeras vid framkallning. Nyare upprepningar utnyttjar laserteknik.

Bibliografi

• Die Erweiterung unserer Sinne , Akademisk invigningsföreläsning hölls den 19 maj 1900. Leipzig 1900:e, Leipzig 1900.
• Der Zusammenhang zwischen den Angaben der Reflexionsbeobachtungen an Metallen und ihrer optischen Konstanten , Teubner 1908.
• Über Farbenphotographie und verwandte naturwissenschaftliche Fragen , Artikel framlagt vid den 80:e vetenskapliga kongressen i Köln vid Rhen vid de två huvudgruppernas allmänna möte den 24 september 1908, i: Verh . der Ges. Dt. Naturforscher und Ärzte. 80. Vers. zu Köln. Tl. 1. Vogel, Leipzig 1909.
• Vogelflug, Luftfahrt och Zukunft, mit einem Anhang über Krieg und Völkerfriede. Barth, Leipzig 1911.
• Die Theorie des Mischkörpers für das Feld der stationären Strömung. 1. Abhandlung: Die Mittelwertsätze für Kraft, Polarization und Energie. Transaktioner av den matematisk-fysiska klassen av Royal Saxon Society of Sciences, volym 32, nr 6, Leipzig 1912.
• Physik und Kulturentwicklung durch technische und wissenschaftliche Erweiterung der menschlichen Naturanlagen , Leipzig, Berlin 1919.
• Fliegerkraftlehre , Hirzel, Leipzig 1920. (Arbeter om flygtekniska problem, introduktion till flyg och aerodynamik för blivande piloter.)
• Das Grundgesetz der Natur und die Erhaltung der absoluten Geschwindigkeit im Äther , Transactions of the Saxon Academy of Sciences, Mathematics and Physical Class IV, Teubner, Leipzig 1921.
• Schwingungen elastischer Art im kräftefreien Strömungsäther , i: Phys. Zeitschrift , vol. 25, 1924, s. 552–559.
• Weiten, Zeiten, Geschwindigkeiten. Ein Gespräch über grundlegende naturwissenschaftliche Fragen , Düsseldorf 1925.
• Natur und Mensch. Die Naturwissenschaften und ihre Anwendungen. 4 vol. Redigerad av CW Schmidt Edit. av HH Kritzinger, CW Schmidt, Otto Wiener, Hugo Kauffmann, K. Keilhack, G. Kraitschek, F. Cappeller, C. Schäffer inklusive de Gruyter, Berlin 1926–1931.
• Zur Theorie des Strömungsäthers. I: Phys. Zeitschrift , vol. 26. 1928, S. 73–78.

externa länkar

• Classic Science Paper: Otto Wieners experiment (1890), Skulls in the Stars