Йозеф Стефан

Йозеф Стефан
Рожденный	( 1835-03-24 ) 24 марта 1835 г. Святой Петр (сегодня в Клагенфурте ), Австрийская империя
Умер	7 января 1893 г. ) ( 1893-01-07 ) ( 57 лет Вена , Австро-Венгрия
Альма-матер	Венский университет
Известный	Закон Стефана – Больцмана Константа Стефана – Больцмана проблема со Стефаном Уравнение Стефана Формула Стефана Стефан Флоу номер Стефана Диффузия Максвелла – Стефана Сжать поток
Награды	Приз любви (1865)
Научная карьера
Поля	Физик
Учреждения	Венский университет
Научные консультанты	Андреас фон Эттингсхаузен
Докторанты	Людвиг Больцманн Мариан Смолуховский Иоганн Йозеф Лошмидт

Йозеф Стефан ( словенский : Йожеф Штефан ; 24 марта 1835 г. - 7 января 1893 г.) Каринтийский словенский физик , математик и поэт Австрийской империи .

Жизнь и работа

Стефан родился в деревне Святого Петра (словенский: Sveti Peter ) на окраине Клагенфурта в семье Алеша (Александра) Стефана (1805–1872) и Марии Стартиник (1815–1863). Его родители, оба этнические словенцы, поженились только тогда, когда Йозефу исполнилось одиннадцать. Стефаны имели скромный достаток; его отец был помощником фрезеровщика, а мать работала служанкой. Йозеф был их единственным ребенком.

Стефан посещал начальную школу в Клагенфурте, где проявил талант, и был рекомендован для зачисления в Клагенфуртский лицей в 1845 году. В тринадцать лет он пережил революционный 1848 год , который вдохновил его проявить симпатию к словенскому литературному и национальному языку. движение.

После того, как он окончил среднюю школу как лучший в своем классе, он на короткое время подумывал о вступлении в Орден бенедиктинцев , но его большой интерес к физике возобладал. В 1853 году он уехал в Вену для изучения математики и физики . Его профессором физики в гимназии был Карел Робида , написавший первый словенский учебник физики. Затем Стефан получил степень по математической физике в Венском университете в 1858 году. В студенческие годы он также написал и опубликовал ряд стихотворений на словенском языке.

Стефан преподавал физику в Венском университете, был директором Физического института с 1866 года, вице-президентом Венской академии наук и членом ряда научных учреждений Европы. Он умер в Вене , Австро-Венгрия. Его жизнь и деятельность были подробно задокументированы физиком Янесом Стрнадом .

Работа

Стефан опубликовал около 80 научных статей, в основном в «Бюллетенях Венской академии наук». Он наиболее известен тем, что в 1879 году разработал закон Стефана , закон физической мощности , утверждающий, что полное излучение черного тела пропорционально четвертой степени его термодинамической температуры T :

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

Этот закон он вывел на основе измерений французских физиков Дюлонга и Пети . Поскольку падающее излучение и излучение черного тела всегда равны, это уравнение в равной степени применимо к температуре любого идеального тела, подвергающегося падающему на его поверхность излучению. распространил закон на выбросы серых тел В 1884 году студент Стефана Людвиг Больцманн и, следовательно, известен как закон Стефана-Больцмана . Больцман рассматривал тепловую машину со светом как рабочее вещество. Этот закон — единственный физический закон природы, названный в честь словенского физика. Сегодня этот закон выведен из закона Планка об излучении черного тела:

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

С помощью своего закона Стефан определил температуру поверхности Солнца , которая, по его расчетам, составила 5430 °C (9810 °F). Это было первое разумное значение температуры Солнца.

Стефан провел первые измерения теплопроводности газов , рассматривал испарение , а также изучал диффузию , теплопроводность в жидкостях . За трактат по оптике Венский университет присудил премию Либена ему . Из-за его ранних работ по расчету скоростей испарения и диффузии поток капли или частицы, вызванный испарением или сублимацией на поверхности, теперь называется потоком Стефана .

Очень важны также его электромагнитные уравнения, определенные в векторной записи, и работы по кинетической теории тепла. Стефан был одним из первых физиков в Европе, которые полностью поняли Максвелла электромагнитную теорию , и одним из немногих за пределами Англии, кто расширил ее. Он рассчитал индуктивность катушки . квадратичного сечения и исправил просчет Максвелла Он также исследовал явление, называемое скин-эффектом , когда высокочастотный электрический ток сильнее на поверхности проводника, чем внутри него.

В математике хорошо известны задачи Стефана или задачи Стефана с подвижной границей. Впервые проблему изучили Ламе и Клапейрон в 1831 году. Стефан решил задачу, когда рассчитывал, насколько быстро растет слой льда на воде ( уравнение Стефана ).

Одноименные термины

Несколько понятий в физике и математике названы в честь Джозефа Стефана:

• Закон Стефана – Больцмана
• Константа Стефана – Больцмана σ
• Стефановая адгезия
• проблема со Стефаном
• Уравнение Стефана
• Формула Стефана
• Стефан Флоу
• номер Стефана
• Стефан трубка
• Диффузия Максвелла – Стефана

Институт Йожефа Стефана , ведущее научное учреждение Словении , также назван в его честь, а также:

• Стефан (кратер) на Луне

Внешние ссылки

• «Йозеф Стефан: Его жизнь и наследие в области тепловых наук», Experimental Thermal and Fluid Science , том 31, выпуск 7, июль 2007 г., 795–803, Джон К. Крепо.
• О'Коннор, Джон Дж.; Робертсон, Эдмунд Ф. , «Йозеф Стефан» , Архив истории математики MacTutor , Университет Сент-Эндрюс
• Расширенная биография Йозефа Стефана , написанная Джоном К. Крепо.