Frage:
Haben Glühbirnenhersteller Planck beauftragt, die Schwarzkörperstrahlung zu untersuchen?
Artem Kaznatcheev
2016-12-06 07:01:46 UTC
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Hintergrund

Bei der Einführung von Plancks Umstellung auf die Betrachtung der Schwarzkörperstrahlung wurden eine Reihe von Quellen - wie MinutePhysics, the Economist - zufällig ausgewählt Online-Enzyklopädien und sogar hier auf HSM.SE (plus viele populäre historische Berichte: 1, 2, 3, 4 usw.) - schlagen Sie Motivationen vor, die den folgenden entsprechen:

1894 wurde Planck von Elektrizitätsunternehmen beauftragt, diese zu entdecken Wie man mit Glühbirnen mit minimaler Energie die größte Leuchtkraft erzeugt.

Je nach Quelle handelt es sich um ein einzelnes Unternehmen, ein lokales Unternehmen, ein Konsortium oder die Regierung. Aber ich habe keine dieser Erwähnungen auf eine tatsächliche historische Referenz oder ein Dokument zurückgeführt. Ich habe auch keine Erwähnungen bestimmter Unternehmen gesehen.

Die obige Geschichte läutet auch mehrere Alarmglocken:

  • Warum einen theoretischen Physiker für ein technisches Problem beauftragen, wenn es mehrere andere Brunnen gibt -qualifizierte Experimentatoren (sagen Lummer oder andere an der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt) in Berlin, die stattdessen in Auftrag gegeben werden könnten?
  • Seriösere Konten (wie Helge Kragh's (pdf)) tun dies nicht Erwähnen Sie Glühbirnenfirmen, legen Sie jedoch nahe, dass Planck durch die Universalität von Kirchhoffs Gesetz der Schwarzkörperstrahlung motiviert war. Dieses Gesetz wurde 1859 eingeführt, bevor Glühbirnen wichtig waren. Dies deutet darauf hin, dass die Motivation zur Untersuchung der Schwarzkörperstrahlung im Allgemeinen wenig mit Glühbirnen zu tun hatte (obwohl wir diese Theorien jetzt verwenden können, um darüber nachzudenken).
  • Die beiden vorhergehenden Punkte miteinander verbinden: Planck scheint sich viel mehr um universelle, abstrakte und grundlegende Fragen gekümmert zu haben und scheint nicht die Art von Charakter zu sein, die eine eindeutig praktische Aufgabe übernehmen würde, wie Glühbirnen energieeffizienter zu machen (selbst wenn sie der letzte Schrei wären Zeit).

Frage

Haben Glühbirnen Planck direkt motiviert? Wurde er zwischen 1894 und 1900 von jemandem finanziert, der mit Glühbirnen zu tun hatte? Waren ihm nahe stehende Forscher (wie Lummer, Rubens oder Wien) motiviert, Glühbirnen effizienter zu machen? Oder sogar durch Messung ihrer Effizienz?

Oder ist dies einfach einer der vielen Mythen, die nachträglich von Geschichtsbüchern erfunden wurden? (Wenn ja, Bonusfrage: Wer hat sie erstellt?)


Notizen

Die überzeugendste Geschichte, die ich bisher in dieser Richtung gefunden habe, ist auf der Wikipedia-Seite für die Physikalisch-Technische Bundesanstalt:

Die erste herausragende wissenschaftliche Leistung am PTR war auch eng mit Max Planck verbunden. Um zu entscheiden, ob Strom oder Gas für die Straßenbeleuchtung in Berlin wirtschaftlicher sind, sollte der PTR einen genaueren Standard für die Lichtstärke entwickeln. Zu diesem Zweck entwickelten Otto Lummer und Wilhelm Wien 1895 den ersten Hohlraumstrahler zur praktischen Erzeugung von Wärmestrahlung.

Dies wird jedoch erneut ohne verlässliche Referenz angegeben. Jörg Hollandts Artikel in dieser Sammlung (pdf) kann möglicherweise die obige Geschichte erläutern, aber ich kann kein Deutsch lesen, um dies zu überprüfen.

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Drei antworten:
Brandon Brown
2016-12-07 11:06:47 UTC
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Klingt so, als wären wir alle auf derselben Seite. Aber FWIW: Bei all meinen Recherchen für dieses Planck-Buch (2015) habe ich keine Beweise dafür gefunden, dass er in den 1890er Jahren von Glühbirnen- (oder ähnlichen) Unternehmen für seine theoretische Arbeit beauftragt, unter Vertrag genommen oder bezahlt wurde. Bitte beachten Sie, dass ich kein richtiger Historiker bin, aber ich habe zum Beispiel eine Reihe deutscher historischer Werke zu diesem Thema (in peinlich eisigem Tempo) durchgesehen, darunter die von Dr. Dieter Hoffmann. Sofern ich in diesen Quellen nichts verpasst habe (immer möglich), arbeitete Planck einfach als theoretischer Physiker und nutzte die neuesten Daten aus seinem eigenen Hinterhof. Sein Wechsel im Jahr 1894 hatte, soweit ich das beurteilen kann, mehr damit zu tun, etwas Neues erforschen zu wollen (nach Erfolgen in der physikalischen Chemie), insbesondere nachdem er Stücke zum Gedenken an die kürzlich verstorbenen Titanen Helmholtz und Hertz geschrieben hatte (und insbesondere nach dem erneuten Lesen) Hertz 'Arbeit zur EM-Strahlung). Er entschied sich für Wärmestrahlung. Auf jeden Fall bin ich mir nicht sicher, ob Glühbirnenhersteller Plancks Arbeit oder wirklich irgendeine rein theoretische Arbeit sehr interessiert hätten. Kaum ein Physiker kümmerte sich damals um seine Arbeit, soweit ich das beurteilen konnte. :-) Später behauptete er, die Dunkelheit seiner Arbeit aus den 1890er Jahren sei ein Glücksfall, da er Freiheit und Zeit hatte, ohne dass jemand konkurrierte oder über seine Schulter blickte, um einen Sinn daraus zu machen. Prost.

Vielen Dank für die Veröffentlichung, wir brauchen dringend Expertenbeiträge! Haben Sie um 1894 Papiere von Lummer, Pringsheim, Rubens, Paschen und Kurlbaum gesehen? Ich bin gespannt, ob einer von ihnen an der Messung der Filamentemissionen gearbeitet hat oder zumindest Glühbirnen als Motivation angeführt hat.
Conifold
2016-12-06 08:32:13 UTC
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Nach Prüfung seriöser Quellen scheint es, dass das "von Elektrizitätsunternehmen in Auftrag gegebene" eine Konfabulation ist, und das "vom Deutschen Normungsbüro in Auftrag gegebene" ist näher an der Wahrheit, aber immer noch eine große Strecke.

In Kuhns Schwarzkörpertheorie und der Quantendiskontinuität, 1894-1912, die Plancks Motivationen zwei Kapitel widmet, werden die Glühbirnen nur einmal erwähnt:

Aber quantitativ war es [Michelsons Gesetz] nicht sehr zufriedenstellend, eine Tatsache, die HF Weber (1843-1912) von der Technischen Hochschule Zürich, einem Physiker, der derzeit das Emissionsspektrum misst, bald betonte Carbon-Glühlampen. Nachdem Weber die theoretischen Grundlagen von Michelsons Herleitung (einschließlich seiner Abhängigkeit vom Stefan-Boltzmann-Gesetz) kritisiert hatte, schlug er eine alternative Formel vor, die auf seinen eigenen und anderen Experimenten beruhte. (...) Als Wien, fünf Jahre Später, als er das Verschiebungsgesetz veröffentlichte, war sein einziger Hinweis auf das Experiment das Weber-Gesetz. (...) Als Produkt der Theorie hatte das Wiener Verteilungsgesetz natürlich wenig Autorität, bis Planck es wieder aufnahm auf einem ganz anderen Weg im Jahr 1899.

Aber Browns Planck: Angetrieben von Vision, gebrochen durch Krieg gibt eine frühere Verbindung.

Neben den Physikern der Universität Berlin war die nahe gelegene Physikalisch-Technische Reichsanstalt Gastgeber einer Reihe von Experimentatoren, die sich intensiv mit Wärmestrahlung beschäftigten. Die PTR oder Reichsanstalt im allgemeineren Sprachgebrauch fungierte im Wesentlichen als ein Büro für Standards wie das heutige National Institute of Standards and Technology in Amerika. Der Schwerpunkt lag dort auf angewandter Technologie. Warum um alles in der Welt sollten sich ihre Laborwissenschaftler mit obskuren Fragen der Wärmestrahlung befassen? Sie hofften einfach, ein besseres elektrisches Licht zu entwickeln. (...)

Berlin und insbesondere die Reichsanstalt beherbergten zufällig die weltweit führenden Experten für die Messung von Wärmestrahlung. Dies waren Männer wie Lummer, Pringsheim, Rubens, Paschen und Kurlbaum. Obwohl Planck viel mehr ein Bleistift- und Gleichungsphysiker war als diese Kollegen, teilte er viel mit ihnen.

Wenn ich raten müsste, hätte sich die Anekdote möglicherweise so etwas entwickelt dies: zuerst wurde Planck durch die Vereinigung mit der Reichsanstalt "absorbiert", was vielleicht durch die Verbesserung der Glühbirnen motiviert war, dann wurde die Reichsanstalt in das besser klingende deutsche Normungsbüro umbenannt, was es schließlich im Wesentlichen war, und schließlich spekulierte jemand darüber Elektrizitätsunternehmen stützten sich in Bezug auf die Glühbirnen (die möglicherweise zutreffen oder nicht) auf die Reichsanstalt und beschlossen, sie für eine größere Wirkung bis nach Planck zurückzuschließen.

Die Realität ist vage und chaotischer . Das Interesse der Reichsanstalt-Experimentatoren an Glühbirnen beeinflusste offenbar Plancks Themenwahl im Jahr 1894, obwohl es auch gut zu seinem Interesse an Thermodynamik passte, und das Wiener Gesetz von 1893, das 1899 von Planck neu formuliert wurde, wurde zu einem der wichtigsten Sprungbretter für ihn Das Gesetz war seinerseits durch Webers Studie über Glühbirnen im Jahr 1888 motiviert. Die Glühbirnen waren also, wenn auch indirekt, etwas in der Mischung, und wir können der industriellen Revolution bestenfalls die Schaffung eines Forschungsumfelds zuschreiben, das zu einer bedeutenden Entdeckung in führte Grundlagenphysik.

"Sie hofften einfach, ein besseres elektrisches Licht zu entwickeln." Würden Sie diesen Teil des Zitats als maßgeblich ansehen? Ich hatte gehofft, eine Art "Leitbild" für die PTR zu finden (seit sie veröffentlicht wurden), das dies bestätigt, aber ohne Erfolg. Ich habe Dieter Hoffmanns "Über den experimentellen Kontext von Plancks Grundlagen der Quantentheorie" gelesen und er spricht ausführlich über PTR und andere experimentelle Arbeiten in der Quantenvorgeschichte, aber immer noch keine Erwähnung von Glühbirnen, nur die, die sie 1885/86 anstrebten. einen absoluten Intensitätsstandard bereitzustellen "(was ein rein messtechnisches Problem ist).
@ArtemKaznatcheev Nein, es gab zu viele "hilfreiche" Interpolationen in dieser Geschichte, und das klingt nach Browns. Kuhn erwähnt Paschen unter "einer Reihe junger Experimentatoren", die die Arbeit von Weber und Wien weiterverfolgten und 1893-96 Instrumente für Emissionsmessungen verbesserten. Ich würde gerne auch Papiere von anderen Leuten überprüfen, die Brown erwähnt, aber das wird einige Zeit dauern.
Francois Ziegler
2018-10-12 02:54:21 UTC
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Andere Antworten machten deutlich, dass „Max Planck in Auftrag gegeben“ wahrscheinlich eine Strecke ist, obwohl Siemens, Inhaber der ältesten deutschen Glühbirnenfabrik ( Siemens & Halske), die Berliner Physik (z. B. co.) stark finanziert hat -gründete die Reichsanstalt und gab ihr Land).

Ich frage mich, ob die Geschichte in der Verschmelzung von Planck mit seinem Ingenieurbruder verwurzelt sein könnte Adalbert ( Adelbert?), Der für Siemens gearbeitet hat. (Dies kann im Siemens-Akten-Archiv überprüfbar sein.)



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