Åpne hovedmenyen
Heinrich Rubens
1911 Solvay conference.jpg
Fellesbilde fra den første Solvaykonferansen 1911. Rubens er tredje person fra venstre stående i bakerste rad
Født30. mars 1865
Wiesbaden
Død17. juli 1922 (57 år)
Berlin
Gravlagt Gamle Sankt Matteus kirkegård i Berlin
Utdannet ved Humboldt-Universität zu Berlin
Doktorgradsveileder August Kundt
Beskjeftigelse Fysiker, universitetslærer
Nasjonalitet Tyskland
Medlem av Bayerische Akademie der Wissenschaften, Göttingens vitenskapsakademi, Det prøyssiske vitenskapsakademiet
Utmerkelse Rumfordmedaljen (1910)

Heinrich Rubens (født 30. mars 1865 i Wiesbaden, død 17. juli 1922 i Berlin) var en tysk fysiker. Han er kjent for sine målinger av egenskapene til varmestrålingen som ledet Max Planck til oppdagelsen av hva som senere er kjent som Plancks strålingslov. Dette var begynnelsen av moderne kvantefysikk.

Innhold

BakgrunnRediger

Etter å ha avlagt eksamen ved det anerkjente realgymnaset Wöhlerschule i Frankfurt am Main, begynte Rubens i 1884 å studere elektroteknikk ved de tekniske høyskolene i Darmstadt og Berlin.[1] Året etter skiftet han over til fysikk ved Universitet i Berlin, noe han etter ett semester fortsatte med, etter å ha flyttet til Straßburg (dagens franske Strasbourg).[2] Her fulgte han fremfor alt forelesningene til fysikeren August Kundt. Da denne i 1888 overtok en stilling etter Hermann von Helmholtz ved Universitet i Berlin, fulgte Rubens med dit og mottok sin doktorgrad der i 1888. I perioden 1890–1896 var han assistent ved universitetets Physikalisches Institut (fysikkinstitutt) hvor han habiliterte seg i 1892. Dermed var han Privatdozent og hadde rett til å undervise. Allerede da hadde han utmerket seg ved eksperimentelle undersøkelser av infrarød stråling.[3]

 
Gravsted for Heinrich og Marie Rubens i Berlin.

I 1896 fikk Rubens en fast stilling som dosent ved den tekniske høyskolen i Berlin-Charlottenburg. Sine eksperimentelle arbeider kunne han fortsette ved Physikalisch-Technische Reichsanstalt som lå like i nærheten. Det var her han i 1900 utførte sine målinger av energien til varmestrålingen som skulle gjøre han verdensberømt. Samme år ble han utnevnt til professor.

Etter at Paul Drude gikk av fra sitt professorat ved Universitet i Berlin i 1906, overtok Rubens denne stillingen og ble samtidig direktør for Physikalisches Institut der.[1] Året etter ble han valgt inn i Det prøyssiske vitenskapsakademiet og ble i 1908 korresponderende (det vil si med begrensede rettigheter) medlem av Akademie der Wissenschaften zu Göttingen. Han deltok på de to første solvaykonferansene etter at han hadde mottatt Rumfordmedaljen i 1910.

Heinrich Rubens døde i 1922 etter en lengre sykdom. Knapt et år senere ble hans innsats minnet ved et møte i Vitenskapsakademiet. Max Planck sa da:[4]

 Uten Rubens bidrag ville formuleringen av strålingsloven og derved grunnlaget for kvanteteorien kanskje ha skjedd på en ganske annen måte eller ikke i Tyskland i det hele tatt. 

Hans grav befinner seg på kirkegården Alter St.-Matthäus-Kirchhof Berlin i Berlin-Schöneberg og er gitt status som æresgrav.[5] Der er også hans kone Marie begravet. Hun begikk selvmord i 1941 ut av redsel for å bli deportert og drept av nazistene.[6] Gravstedet ligger i nærheten av æresgraven til Gustav Kirchhoff, som grunnla spektroskopien og fant de første lovmessighetene til varmestrålingen.

Vitenskapelige bidragRediger

Fra tidlig av var Rubens opptatt av å forstå elektromagnetisk stråling beskrevet teoretisk av Maxwell og eksperimentelt påvist av Hertz. Gjennom sin utdannelse under Kundt var han blitt interessert i å forstå de optiske egenskapene til materialer bedre. I sitt doktorgradsarbeid viste han at refleksjon av lys fra metaller økte med økende bølgelengder. Dette syntes å fortsette inn i det infrarøde området av spektret.[7] I denne sammenhengen viste han eksperimentelt at Maxwells ligninger for elektromagnetisk bølger er gyldige i forskjellige medier og kan også forklare egenskapene til infrarød stråling. Rubens verifisert dette opp til bølgelengder av størrelsesorden 10 μm.[8]

Ved bruk av nye instrumenter kunne han observere infrarød stråling for stadig større bølgelengder. Spesielt ville han å undersøke nærmere refleksjon fra ulike materialer. Det var kjent at denne var spesielt sterk for bølgelengder som blir absorbert. Dette førte Rubens til en ny teknikk som han utviklet med bruk av selektiv refleksjon fra flere krystaller. Det gjorde det mulig å filtrere ut uønsket stråling slik at man sto igjen med Reststrahlen som i stor grad hadde omtrent samme bølgelengde. I 1898 kunne han ved denne metoden registrere infrarød stråling med en bølgelengde på 61 μm[4]

VarmestrålingRediger

Denne metoden benyttet han i et samarbeid med Ferdinand Kurlbaum fra 1898 til å undersøke hvordan energien til varmestråling med en viss bølgelengde varierte med temperaturen. For svært store bølgelengder fant de en lineær sammenheng i overensstemmelse med en strålingslov foreslått av Lord Rayleigh. Dette var også i direkte motstrid med den rådende Wiens strålingslov.

Den 7. oktober 1900 var ekteparet Rubens invitert til et privat middagsselskap hjemme hos Max Planck. Rubens fortalte da sin vert om disse nye målingene som var gjort ved en konstant bølgelengde 51 μm.[9] Etter gjestene var gått, klarte Planck å finne en ny formel for energien i strålingen som passet alle observasjonene. Denne skrev han ned på et postkort som Rubens mottok neste dag. Et par dager senere informerte han Planck at den nye formelen stemte med alle målingene.[10] Den 14. desember kunne Planck presentere en teoretisk utledning av sin nye strålingsformel ved å innføre en kvantisering av energien. Dette har siden vært «fødselsdagen» for den nye kvantefysikken.[11]

Rubens flammerørRediger

 
Rubens flammerør. Bølgelengden til lyden kan bestemmes fra avstanden mellom to flammetopper.

I de følgende årene fortsatte Rubens med å forbedre sine målemetoder og klarte å undersøke stråling med bølgelengder opp til flere hundre mikrometer. Dette gjorde det mulig for han å teste Plancks strålingslov med stadig større nøyaktighet samtidig som han kunne studere egenskaper til materialer som nå kunne beskrives ved kvantefysikk. Han var elsket av studenter og kollegaer, mye på grunn av sin begeistring og nøyaktighet som karakteriserte hans eksperimentelle arbeid og praktiske demonstrasjoner i forbindelse med forelesningene.[2] I denne forbindelsen konstruerte han i 1905 et «Rubens flammerør» for å illustrere stående lydbølger ved hjelp av en brennbar gass i et rør. Dette var sannsynligvis inspirert av en tilsvarende innretning Kundts rør oppfunnet av hans tidligere lærer hvor fin sand eller pulver ble brukt for det samme formål.

ReferanserRediger

  1. ^ a b Horst Kant, Heinrich Rubens, Deutsche Biographie.
  2. ^ a b W. Westphal, Heinrich Rubens, Die Naturwissenschaften 10 (48), 1017-1020 (1922).
  3. ^ H. Rubens, Über Dispersion ultraroter Strahlen, Annalen der Physik 45, 238 (1892).
  4. ^ a b J. Mehra, The Golden Age of Theoretical Physics, World Scientific, Singapore (2001). ISBN 978-9810-24342-5
  5. ^ «Ehrengrabstätten des Landes Berlin (Stand: Dezember 2015)» (PDF). Berlins internettsted. Besøkt 17. januar 2015. 
  6. ^ Stolpersteine, Marie Rubens, Berlin.
  7. ^ G. Hertz, Rubens und die Maxwellsche Theorie, Die Naturwissenschaften 10 (48), 1024-1027 (1922).
  8. ^ J.C.D. Brand, Lines of Light: The Sources of Dispersive Spectroscopy, 1800 - 1930, Gordon & Breach, Luxembourg (1995). ISBN 978-2884-49163-1.
  9. ^ A. Pais, Einstein and the Quantum Theory, Review of Modern Physics, 51 (4), 863-914 (1979).
  10. ^ G. Hettner, Die Bedeutung von Rubens Arbeiten für die Plancksche Strahlungsformel, Naturwisssenschaften 10 (48), 1033-1038 (1922).
  11. ^ H. Kangro, Early History of Planck's Radiation Law, Taylor & Francis Ltd, New York (1976). ISBN 0-850-66063-7.

Eksterne lenkerRediger