Фридрих Хазенёрль

Фридрих Хазенёрль
Фридрих Хазенёрль
Рожденный	( 1874-11-30 ) 30 ноября 1874 г. Вена , Австро-Венгрия
Умер	7 октября 1915 г. ) ( 1915-10-07 ) ( 40 лет Фьельгеройт , Вельштироль , Австро-Венгрия
Национальность	Австро-Венгерский
Альма-матер	Венский университет ( доктор философии )
Известный	Излучение полости
Награды	Премия Хайтингера (1905 г.)
Научная карьера
Поля	Физик
Учреждения	Венский университет
Диссертация	О температурном коэффициенте диэлектрической проницаемости в жидкостях и формуле Мосотти-Клаузиуса   (1896 г.)
Докторантура	Франц С. Экснер
Докторанты	Карл Херцфельд Эрвин Шрёдингер

Фридрих Хазенёрль (англ. Немецкий: [ˈhaːzn̩øːɐ̯l] ; 30 ноября 1874 — 7 октября 1915) — австрийский физик .

Жизнь

Фридрих Хазенёрль родился в Вене , Австро-Венгрия, в 1874 году. Его отец был юристом, а мать принадлежала к известной аристократической семье. После начального образования он изучал естествознание и математику в Венском университете у Йозефа Стефана (1835–1893) и Людвига Больцмана (1844–1906). В 1896 году он получил докторскую степень под руководством Франца-Серафина Экснера , защитив диссертацию на тему «О температурном коэффициенте диэлектрической проницаемости в жидкостях и формуле Мосотти-Клаузиуса».

Он работал под руководством Хайке Камерлинг-Оннеса в Лейдене в лаборатории низких температур и там же подружился с Х. А. Лоренцем .

В 1907 году он стал преемником Больцмана в Венском университете на посту заведующего кафедрой теоретической физики. Там он имел ряд выдающихся учеников и оказал особенно значительное влияние на Эрвина Шрёдингера , который позже получил Нобелевскую премию по физике за вклад в квантовую механику .

В автобиографии Шрёдингер утверждал, что «ни один человек не оказал на меня большего влияния, чем Фриц Хазенёрль, за исключением, возможно, моего отца Рудольфа».

Когда Первая мировая война в 1914 году разразилась , он сразу же пошел добровольцем в австро-венгерскую армию. В звании оберлейтенанта он сражался против итальянцев в Тироле . Был ранен, выздоровел и вернулся на фронт. Затем он был убит гранатой во время нападения на гору Плаут (Фольгария) 7 октября 1915 года в возрасте 40 лет.

Излучение полости

Основная статья: Электромагнитная масса

Начиная с Дж. Дж. Томсона в 1881 году, многие физики, такие как Вильгельм Вин (1900), Макс Абрахам (1902) и Хендрик Лоренц (1904), использовали уравнения, эквивалентные

$m_{em}={\frac {4}{3}}\cdot {\frac {E_{em}}{c^{2}}}$

для так называемой « электромагнитной массы », которая выражает, сколько электромагнитной энергии вносит вклад в массу тел.

Следуя этому направлению, Хазенёрль (1904, 1905) опубликовал несколько работ об инерции полости, содержащей излучение. Это был полностью классический (нерелятивистский) вывод, в котором использовалось уравнение Максвелла для давления света . Хазенёрль специально связал «кажущуюся» массу через инерцию с концепцией энергии посредством уравнения:

$\mu ={\frac {8}{3}}{\frac {E_{0}}{{\mathfrak {B}}^{2}}}$,

где ц — кажущаяся масса, Е ₀ — энергия излучения, а ${\mathfrak {B}}$ скорость света. Впоследствии он использовал обозначения:

$m={\frac {8}{3}}\cdot {\frac {h\,\varepsilon _{0}}{c^{2}}}$,

где hε ₀ – энергия излучения. Он также пришел к выводу, что этот результат справедлив для всех излучающих тел, т. е. для всех тел, температура которых > 0 К. За этот результат Хазенёрль был удостоен премии Хайтингера Австрийской академии наук . Он писал в 1904 году:

Поскольку теплосодержание каждого тела частично состоит из излучаемого тепла, то то, что мы продемонстрировали на полости, справедливо с соответствующими изменениями для каждого тела, температура которого отличается от 0° А. В частности, каждое тело должно иметь кажущуюся массу. определяется внутренним излучением и поэтому зависит прежде всего от температуры.

Однако Абрахам показал, что расчет Хазенёрля кажущейся массы был неверным, поэтому в 1905 году он опубликовал еще одну статью, в которой представил критику Абрахама и исправил свою формулу следующим образом:

$m={\frac {4}{3}}\cdot {\frac {h\,\varepsilon _{0}}{c^{2}}}$

Это было то же соотношение (как заметил сам Хазенёрль), что и для приведенной выше формулы электромагнитной массы . Результаты Хазенёрля (относительно кажущейся массы и термодинамики) с использованием излучения полости были далее развиты и раскритикованы Курдом фон Мозенгайлом (1906/7), который уже включил Альберта Эйнштейна в теорию относительности свою работу. Общий обзор релятивистской термодинамики и эквивалентности массы и энергии с использованием излучения резонатора был дан Максом Планком в 1907 году.

В некоторых дополнительных статьях (1907, 1908) Хазенёрль подробно остановился на своей работе 1904 года и пришел к выводу, что его новые результаты теперь соответствуют теориям Мозенгейла и Планка. Однако он жаловался на то, что Планк (1907) не упомянул свои более ранние результаты 1904 года (например, зависимость кажущейся массы от температуры). В 1908 году Планк писал, что результаты нового подхода Хазенёрля 1907 года действительно эквивалентны результатам теории относительности.

Впоследствии несколько авторов отдали должное Хазенёрлю за его достижения 1904 года в области излучения полостей.

На то, что излучение черного тела обладает инерцией , впервые указал Ф. Хазенёрль.

— Макс Планк , 1909.

Излучение в движущейся полости . Этот случай представляет исторический интерес, поскольку его можно рассматривать только с помощью электродинамики, даже без теории относительности. Тогда неизбежно приходится приписывать движущейся энергии излучения импульс и, следовательно, инерционную массу. Интересно, что этот результат был получен еще Ф. Хазенёрлем еще до появления теории относительности. Однако его выводы в некоторых моментах нуждались в корректировке. Полное решение этой проблемы впервые дал К. фон Мозенгейл.

— Вольфганг Паули , 1921 г.

Пояснения

Существуют разные объяснения этого результата и его отклонения от релятивистской формулы. $E=mc^{2}$. Энрико Ферми и другие утверждали что эта проблема аналогична так называемой проблеме электромагнитной массы 4/3. То есть, если бы Хазенёрль включил оболочку в свои расчеты в соответствии с теорией относительности, предварительный коэффициент 4/3 был бы равен 1, что дает $m=E/c^{2}$. Он не мог этого сделать, так как у него не было релятивистской механики, с помощью которой он мог бы моделировать оболочку.

С другой стороны, Стивен Боун и Тони Ротман в 2011 году (и куплен в 2012 году ), который дал исторический отчет о различных решениях проблемы, утверждал, что приведенное выше объяснение недостаточно. Предоставив полное релятивистское описание и решение проблемы полости (в «случай постоянной скорости» и «случай медленного ускорения»), они написали:

... в более общем плане причина, по которой он [Хазенёрль] добился неправильного результата в обоих случаях, заключается в том, что он хочет строго приравнять выполненную работу к кинетической энергии, как того требует теорема о работе-энергии. К сожалению, он не знает, как правильно рассчитывать энергию. В частности, Хазенёрль не осознает тот факт, что, если радиаторы теряют энергию, они должны терять массу, что содержит элемент иронии, поскольку именно соотношение массы и энергии он пытается установить. [...]
В заключение отметим, что Фриц Хазенёрль предпринял законную попытку мысленного эксперимента и реализовал его с помощью доступных в то время инструментов. Он работал в переходный период и не создал новой теории, необходимой для правильного и полного решения проблемы. Тем не менее, его основной вывод остался в силе, и в этом ему следует отдать должное.

Хазенёрль и Эйнштейн

Уравнения для электромагнитной массы, подобные уравнениям Хазенёрля (например, Хевисайда (1889), Пуанкаре (1900), Абрахама (1902)), формально похожи на знаменитое уравнение Эйнштейна (1905) для эквивалентности массы и энергии: то, частный случай неподвижного массивного тела которого широко известен как $E=mc^{2}$, часто вызывали неосведомленные сомнения в приоритете открытия Эйнштейна, начиная вскоре после его публикации и продолжаясь по сей день.

Макс фон Лауэ еще в 1921 году пояснил, что, хотя инерция электромагнитной энергии была известна задолго до Хазенёрльта, Эйнштейн действительно был первым, кто установил эквивалентность реальной массы и общего содержания энергии-импульса и понял глубокие последствия этого принципа. в теории относительности .

Известная семья

• Женат на Элле Брюкнер и имел по крайней мере одного известного сына, Виктора Хазенорла (? - 1982), который женился на Элизабет Сэйр (? - 1968).
  • Виктор Хасенорл (? - 1982), женившийся на Элизабет Сэйр (? - 1968), имел троих приемных детей:
    • Фредерик Хасенорль [умерший], женившийся на Виктории? (?-?) у которого было двое детей:
      • Дети:
        • Фредерик Хасенорль (?-)
        • Исска (?-)
    • Элизабет Сэйр Райх (1937–2015), вышедшая замуж за Джозефа Д. Райха (1928–2000), у которого было двое приемных детей:
      • Дети:
        • Дэниел Стюарт Райх (1964-), живущий в Лютервилле, штат Мэриленд, США.
        • Эрик Кент Райх (1966-), живущий в Бойдсе, штат Мэриленд, США.
    • Маргарет Хасенорл (1942-), никогда не была замужем и проживает в Силвер-Спринг, штат Мэриленд, США.

Публикации

Статьи Хазенёрля по излучению полости и термодинамике.

См. также

• Эквивалент массы и энергии
• История специальной теории относительности

Дальнейшее чтение

• Ленард, Филипп, Великие люди науки. Перевод второго немецкого издания, Г. Белл и сыновья, Лондон (1950). ISBN   0-8369-1614-X
• Мур, Уолтер «Шредингер: жизнь и мысль» Кембриджского университета (1989) ISBN   0-521-43767-9 .

Внешние ссылки

• Резюме Фридриха Хазенёрля
• Карьера в Венском университете
• Военный послужной список. Архивировано 26 сентября 2007 г. в Wayback Machine.