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Die Annalen im Wandel ihrer Aufgabe. Zweihundert Jahre

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A N N A L E N D E R PHYSIK
7. Folge. Band 47. 1990. Heft 4, S. 289-368
Die Annalen im Wandel ihrer Aufgabe
Zweihundert Jahre
Von F. HUND
Gottingen, BRD
I n h a l t s u b e r s i c h t . Die ,,Annalen der Physik" erscheinen jetzt seit zweihundert Jahren. In
diesem Zeitraum haben sich Trlger und Inhalte der Forschung und die Form der Ubermittlung von
Wissenschaft gewandelt. Der Beitrag uberblickt das Wirken der Annalen in diesem Wandel.
The Annalen Changing Their Task. Twohundred Years
A b s t r a c t . Annalen der Physik have been publish%d since twohundred years. The bearers
and the contents of research and the way of communication in science have changed for this
time span. This contribution surveys the acting of the Annalen in this change.
Urn das Jahr 1790 begannen drei wissenschaftliche Zeitschriften ihr Erscheinen :
1789 die ,,Annales de Chimie et de Physique", 1790 Grens ,,Journal der Physik", das
die Vorstufe unserer Annalen wurde, 1798 das ,,Philosphical Magazine". Vorher konnten
die Forscher nur in den Schriften der Akademien in Paris, London, Berlin, Petersburg
oder ortlich begrenzter Gesellschaften veroffentlichen, wenn sie nicht gleich ein Buch
oder eine Broschure verfassen wollten. Die ,,Annalen der Physik" sind also jetzt zweihundert Jahre alt. I n diesem Zeitraum haben sich Trager und Inhalte der Forschung
und die Form der ifbermittlung von Wissenschaft gewandelt.
Urn 1790 war Deutschland noch ein in der Naturwissenschaft unterentwickeltes
Land. Die Vorrede von F. A. C. Gren nennt darum als wichtige Aufgabe der neuen Zeitschrift, die Kenntnisse des Auslandes zu vermitteln durch Ubersetzungen oder Ausziige.
Weiter sollte die Zeitschrift originale Abhandlungen (keine popularen), Auszuge aus
Akademieschriften, Anzeigen und Besprechungen von Buchern zum Inhelt haben. Das
genannte Journal und das dann folgende ,,Neue Journal der Physik" wurde 1799 von
L. W. Gilbert als ,,Annalen der Physik" weitergefuhrt. Auch seine Vorrede nennt als
wichtigste Quelle die Zeitschriften des Auslandes.
Gren, Gilbert und J. C. Poggendorff, der 1824 die Herausgabe ubernahm, haben
mit ihren selbst verfaflten Ubersetzungen, auch ,,freien Ubersetzungen", ,,Bearbeitungen", ,,Auszugen" eine gewaltige Arbeit geleistet. Bis weit in die Poggendorffsche
Zeit hineiri genugte weitgehend das Lesen der Annalen allein, um in der Physik auf
dem laufenden zu bleiben. Etwas zu kurz kam dabei die Kenntnisnahme der Mathematisierung der Physik, die in den ersten Jahrzehnten des 19. Jahrhunderts in Frankreich aufkam unter Fiihrung der Ecole Polytechnique (Laplace, Poisson, Fourier,
Fresnel, Cauchy).
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Ann. Physik Leipxig 47 (1990) 4
I n den Anfangszeiten der Annalen spielten ,,Briefe" eine groBe Rolle; dabei kam
es auch vor, daB ein Schreiber sich beklagte, daB der Empfanger gegen den Willen des
Schreibers den Inhalt an die Zeitschrift gegeben hatte.
Um 1830 zog dann die naturwissenschaftliche Forschung in die deutschen Universitaten ein. Vorbild war die Ecole Polytechnique, die keine Universitat, sondern eine
Fachhochschule hochsten Ranges mit bedeutenden Forschern war ; wichtig war weiter
die voraufgegangene preuBische Universitatsreform, die den Universitaten einen Forschungsauftrag erteilte, was zur Grundung physikalischer Institute (statt der ,,Cabinette), zuerst in Leipzig und Gottingen, fuhrte.
Unter Poggendorff waren die Annalen d i e wissenschaftliche Zeitschrift der Physlk
in Mitteleuropa geworden. Sie beschrankte sich seit etwa 1850 weitgehend auf Originalabhandlungen. Die fruher haufigen Berichte uber Nordlichter, Erdbeben, Meteoritenfalle, Beschreibungen spezieller Maschinen bis zu Kaminen und Wagenradern hatten
allmahlich aufgehort. Die Autoren waren im wesentlichen Universitatslehrer.
Die Abgrenzung gegen die Chemie hat geschwankt. Gilbert nannte die Zeitschrift
,,Annalen der Physik" und wollte die Chemie drauBen lassen. Aber bald hieBen sie
,,Annalen der Physik und Chemie". So blieb es unter Poggendorff und (seit 1877) unter
G. Wiedemann. Seit 1900 ist der Name wieder ,,Annalen der Physik".
Lange Zeit hatten die Annalen keine ernsthaften deutschsprachigen Konkurrenten.
Spezialblatter fur Meteorologie, Geophysik entstanden ; auch Zeitschriften fur Mathematik, die Physik miturnfafiten. Auch die 1900 gegrundete ,,Physikalische Zeitschrift"
stellte sich eine andere Aufgabe : zusammenfassende Beitrage, kurze Mitteilungen, Tagungsberichte, Berichte uber Institutionen, also Dinge, die allmahlich aus den Annalen
verschwunden waren. Erst die seit 1920 erscheinende ,,Zeitschrift fur Physik" trat mit
den Annalen in Wettbewerb. Sie bewarb sich um kiirzere Aufsatze, lieB kurzere Fristen
zwischen Einsendung und Erscheinen einer Abhandlung erhoffen, sie band sich ja nicht
an einen bestimmten Jahrgangsumfang. Die der Quantentheorie verschriebenen jungen
Physiker wandten sich weitgehend der neuen Zeitschrift zu.
Nach dem Zweiten Weltkriege setzte eine starke Spezialisierung ein, die Zeitschriften
gruppierten sich mehr nach Sachgebieten als nach Sprachen. Die Teilung Deutschlands
brachte die Annalen an einen wenig gunstigen Platz.
Die Wechselwirkung zwischen Forschung und Annalen im einzelnen zu verfolgen,
hieBe eine Geschichte der Physik zweier Jahrhunderte zu schreiben. Es sei in aller Kiirze
versucht fur die Gebiete, die in dieser Zeit zu strengen mathematisch gefaBten Theorien wurden, die Lehre von Elektrizitat und Magnetismus, die Lehre von der Warme,
die beiden Relativitiltstheorien und die Quantenmechanik.
Elektridtilt und Magnetismus
Als Gren sein Journal griindete, war Volta gerade dabei, aus Galvanis Entdeckung,
die dieser der ,,tierkchen Elektrizitat" zuordnete, das zugrunde liegende physikalische
Phanomen herauszuschalen. Die neue Entdeckung bot die (zunilchst noch unvollkommene) Moglichkeit, gleichmaiBig dauernde elektrische Strome herzustellen, dabei den
Begriff des elektrischen Stromes zu bilden und die Wirkungen solcher Strome au erforschen. Zunachst war es die Elektrolyse. Grens Journal brachte Berichte uber Galvanis
Ergebnisse, Erganzungen, Stellungnahmen. Zwei ausfuhrliche Briefe Voltas (Grens
Jn. 8) waren besonders informativ. Bis in die Poggendorffsche Zeit hinein blieben Elektrolyse und Elektrochemie ein Hauptthema der Annalen. J. W. Ritter, den man als
einen der Begrunder der Elektrochemie ansehen kann, kam um 1800 haufig zu Wort.
Davys Abhandlungen erschienen 1808 in ,,freier Ubersetzung" oder freier Bearbeitung
durch Gilbert (Gilb. Ann. 28).
grsteds Entdeckung der Ablenkung einer Magnetnadel dnrch einen elektrischen
Strom fand reges Interesse in der Pariser Akademie. AmpBre erkliirte jede magnetische
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Erscheinung als Wirkung bewegter Elektrizitat. Er suchte das mathematische Gesetz
der Wirkung eines Stromstucks auf ein Stromstiick. Gilbert berichtet daruber in ,,freien
13earbeitungen" und Auszugen (Gilb. Ann. 67, 68, 69, 72, 1821/22). Die endgiiltige Fassung des Amphreschen Gesetzes (1824) ist anscheinend in den Annalen nicht gebracht
worden.
Ohms Abhandlungen uber den Zusammenhang von Stromstarke und Spannung
stehen 1826 in den Annalen (Pogg. Ann. 6, 7). Um konstante Strome zu erhalten, benutzte Ohm die von Seebeck kurz vorher veroffentlichte Thermoelektrizitht (Pogg.
Ann. 6).
Faradays zahlreiche grundlegende Entdeckungen sind in den 30 Reihen seiner Experimentaluntersuchungen uber Elektrizitat niedergelegt. Die Reihen 1-23 sind von
Poggendorff sofort iibersetzt worden (Pogg. Ann. 26, 1832 beginnend). Dazu gehoren
die Entdeckung der magnetischen Induktion und ihre Veranschaulichung durch magnetische Kraftlinien (Pogg. Ann. 25, 1832), das Grundgesetz der Elektrolyse, die Proportionalitat von ubertragener Stoffmenge und iibertragener elektrischer Ladung (Pogg.
Ann. 31-33, 1833/34), das Verhalten der Dielektrika (Pogg. Ann. 35, 36, (1835), 47,
(1838)) und die Einfuhrung elektrischer Kraftlinien, die Entdeckung des Diamagnetismus (Pogg. Ann. 82, 1850) und des Einflusses eines magnetischen Korpers auf polarisiertes Licht (Pogg. Ann. 68, 1848). Die Reihen 24-30, im wesentlichen von den magnetischen Kraftlinien handelnd, sind im Auszug wiedergegeben (Pogg. Ann. bis 100,
1857).
Klarende Beitrage zur elektromagnetischeri Kraft kamen 1845/46 durch H. GraBmann, F. E. Neumann und W. Weber. Urn sonderbaren Folgerungen aus dem Amphreschen Gesetz zu entgehen, gab GraBmann ein anderes Gesetz an, das fur geschlossene
Strome die gleichen Ergebnisse lieferte (Pogg. Ann. 64). Von Neumanns Abharidlung
erschien in den Annalen ein Auszug (Pogg. Ann. 64). Er fand eine elegantere Fassung,
die die Induktion einbezog und spatere Begriffsbildungen erleichterte. Weber bestatige zunachst das Amphresche Gesetz durch genaue Experimente. Dann faBte er die
elektromsgnetischen Wirkungen und die Induktion in seinem Grundgesetz der Krafte
zwischen ruhenden und bewegten elektrisch geladenen Partikeln : Unter gewissen Voraussetzungen iiber die Bewegung der elektrischen Teilchen in den Stromen war seine
Fassung bei geschlossenen Stromen den anderen Fassungen aquivalent . Von seiner
groBen Abhandlung von 1846 erschien in den Annalen ein ausfiihrlicher Auszug (Pogg.
Ann. 73).
Webers Grundgesetz enthielt eine Konstante, die das Verhaltnis der elektrostatischen
Krafte zwischen ruhenden elektrischen Ladungen zu den elektromagnetischen Kraften
zwischen bewegten Ladungen bestimmte. W. Weber und It. Kohlrausch haben die
Konstante experimentell bestimmt und Verfahren und Ergebnis 1856 in den Annalen
veroffentlicht (Pogg. Ann. 99).
Die Maxwellschen Abhandlungen von 1861/62 und 1864, in denen die Maxwellschen
Gleichungen (noch nicht ganz in der heutigen Form) stehen, und sein treatise von 1874
fanden zunachst in Deutschland wenig Widerhall. Helniholtz setzte sich 1876 und 1878
mit ihnen auseinander (Pogg. Ann. 164, 158). H. Hertz brachte die Gleichungen 1884
in eine iibersichtliche Form (Ann. (4) 23). Hertz' Nachweis, daB elektrisch erzeugte
Wellen die gleichen Eigenschaften haben wie Lichtwellen (Ann. (4) 31, 34, 36, 40, 41)
uberzeugten schlieBlich vom Wert der Maxwellschen Theorie. Das Webersche Gesetz
geriet in Vergessenheit.
H. Hertz versuchte 1890 die Maxwellsche Theorie, die eine Theorie fur ruhende
Korper war, fur bewegte Korper zu ergiinzen (Wied. Ann. 40, 41). Drude unterschied
1892 eine ,,Physik der Materie" und eine ,,Physik des &hers'' (Wied. Ann. 46); die Maxwellschen Gleichungen beschrieben den Ather. Die Lorentzschen Arbeiten von 1892 an
fuhrten dann zur Relativitatstheorie.
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Wiirme
Die Theorie der Warme stutzt sich auf Erfahrungen mit dem Kalorimeter und auf
das Verstandnis der Warmekraftmaschine. Am Kalorimeter hatte sich der Begriff des
Caloricums gebildet, und die Erforschung der Funktion C ( 6 , V ) ,der Menge des in einem
Korper enthaltenen Caloricums in ihrer Abhangigkeit von Temperatur und Volumen
durch Messung der spezifischen Warmen, war eine wichtige Aufgabe der Zeit urn 1800.
Die ersten Jahrzehnte der Annalen sind voll von kleinen Beitragen dazu. Regnault ist
einer der haufigsten Autoren mit seinen Untersuuhungen uber Gase. Es kennzeichnet
die Zeitumstande um 1800, wenn etwa neben dem Hofapotheker X, dem Professor Y,
und dem Hofrat Z der ,,Burger" Regnault genannt wird.
Es kam dann die Erweiterung dieses Begriffes des Caloricums zu dem der thermischen Energie. Dabei entgingen den Annalen die Beitrage von R. Mayer (1842/45), in
denen dieser das mechanische Warmeaquivalent aus bekannten Daten der spezifischen
Warmen der Gase berechnete. Die an Poggendorff gesandte Fassung war ungeeignet.
Von Joules Messungen dieses Aquivalents brachten die Annalen 1848 eine Zusammenstellung (Pogg. Ann. 73).
Carnot verstand 1824 die Verrichtung von Arbeit durch eine Warmekraftmaschine
als Folge des Absinkens einer bestimmten Menge Caloricums vom Niveau einer hoheren
zum Niveau einer tieferen Temperatur analog dem Absinken einer Menge Wassers in
einer Wasserkraftmaschine. Seine Abhandlung wurde wenig beachtet, aber Clapeyrons
Schrift von 1834, die Carnots Gedanken konkret erlauterte, wurde bekannt, auch in
den Annalen vollstandig wiedergegeben (Pogg. Ann. 59). Carnot und Clapeyron merkten
nicht, daB ihr Regriff vom Caloricum von dem am Calorimeter entstandenen verschieden
war.
Klarheit uber den Zusammenhang der thermischen Energie mit den Gedanken Carnots brachte 1850 die Abhandlung von Clausius. Sie ist ein Glanzstuck der Annalen.
Sie ist der Entwurf einer Thermodynamik mit dem ersten und zweiten Hauptsatz, die
den Satzen von Joule und von Carnot entsprechen. Eine Abhandlung von Clausius aus
dem Jahre 1854 machte die Theorie noch deutlicher (Pogg. Ann. 93). Nach einigen Erganzungen und mit Umwegen (Pogg. Ann. 97, 120, 121) kam Clausius 1865 schlieBlich
zum Entropiebegriff (Pogg. Ann. 125). I n den Jahren 1852-57 hatte er seine Theorie
auf elektrische Erscheinungen angewandt (Pogg. Ann. 86, 87, 90, 101).
Die nachste Stufe der Theorie der Warme war die kinetische Gastheorie. Kronig
(Pogg. Ann. 99) und Clausius (Pogg. Ann. 100) erklarten 1857 die Zustandsgleichung
und zum Teil das thermische Verhalten idealer Gase: Clausius weist 1858 nach ihm gemachten Einwanden auf die Rolle der freien Weglange der Gasmolekeln hin (Pogg.
Ann. 105) und deutet 1862 ein Verstehen der Warmeleitung der Gase an (Pogg. Ann. 115).
Boltzmanns groBe Leistungen, das H-Theorem von 1872 und die statistische Deutung der Entropie von 1877, kommen in den Annalen nicht direkt vor. Das H-Theorem
gibt fur Gase eine Zustandsfunktion an, die bei StoBen nicht vermehrt werden kann
(bis aufs Vorzeichen ist es die Entropie des Gases). Die allgemeine Deutung der Entropie
miBt diese durch den Logarithmus der Anzahl der Falle, d. h. der Mikrozustande, die
einen thermodynamisch bestimmten Makrozustand verwirklichen.
I n den Annalen finden sich Abhandlungen Boltzmanns zur Begrundung der Geschwindigkeitsverteilung in Gasen und ihrer Erweiterung (Wied. Ann. 53, 55). Auch
die Auseinandersetzung Boltzmanns rnit Einwanden gegen seine statistische Auffassung
vom zweiten Hauptsatz fand zum Teil in den Annalen statt.
Aus dem rnit der Thermodynamik entstandenen Temperaturbegriff schloB Kirchhoff 1858, daB die Strahlung eines schwarzen Korpers oder die Dichte der Energie in
einem mit Strahlung erfullten Hohlraum eine universelle Funktion von Frequenz und
Temperatur ist (Pogg. Ann. 103). Einen theoretischen Schritt in der Erforschung dieser
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Funktion w(T,Y) t a t Boltzmann 1884 (Wied. Ann. 22), indem er fur die Gesamtstrahlung aller Frequenzen die Proportionalitat mit T4 begrundete :
w(T, v) dv
T4.
SchlieBlich gelang W. Wien 1893 (Wied. Ann. 49, 52) die Zuruckfiihrung auf eine
Funktion einer einzigen Variablen
N
w -v3f(v/T)
mit Gedankenversuchen, bei denen mittels bewegter Spiegel die Frequenz geandert
wird (er benutzte die Variable A, Wellenlange, statt der Variablen v). Der nachste Schritt
Wiens fiihrte dann in die Nahe der Quantentheorie.
Relativitat
Die Wende zum zwanzigsten Jahrhundert brachte fur die theoretische Physik eine
neue Art des Denkens. Die wesentlichen Einsichten in die Struktur der physikalischen
Wirklichkeit, die im ersten Drittel des iieuen Jahrhunderts gewonnen wurden, waren
namlich Uberschreitungen des gewohnten Rereichs. Die spezielle Relativitatstheorie
ging uber den Bereich von Geschwindigkeiten hinaus, die klein gegen die Lichtgeschwindigkeit sind. Die allgemeine Relativitatstheorie wird bei groBen Massenanhsufungen
wichtig. Die Quantentheorie uberschreitet den gewohnten Bereich nach dem atomar
Kleinen hin. Man kann den Bereich der klassischen Physik durch die Ungleichungen
beschreiben :
v<c=3.IO*m/s,
M
-<
R
c2
m 1027kg/m,
pq E/v ti m
Js
( M ist eine Masse, R ein Abstand, G die Gravitationskonstante; p , q sind Werte kanonisch konjugierter Gr6Ben im Sinne der Hamiltonschen Mechanik, E ist eine Energie
und v eine Frequenz, ti = h/2n).
Maxwell und Hertz haben noch nicht die volle Schimheit der Gleichungen des elektromagnetischen Feldes gesehen, namlich ihre 1:orentz-Invarianz. Die Aufdeckung dieser
Invarianz geschah durch Lorentz, Poinear6 und Einstcin. Lorentz arbeitete sich 18921904 miihsam an eine Theorie der Bewegung eines Elektrons in einem gleichformig bewegten Bezugssystem heran. Poinear; und Einstein stellten 1905 das Prinzip der Relativitat der Bewegung als Voraussetzung hin und leiteten daraus die Transformation
der Zeit- und Ortskoordinaten und der elektromagnetischen FeldgroBen ab. Poincark
machte dabei die mathematkchen Zusammenhange durchsichtig und Einstein (unabhangig) die physikalischen Grundgedanken. Einsteins Abhandlung (Ann. (4) 1 7 ) ist in
ihrer Klarheit und Straffheit mustergiiltig.
Die Maxwellsche Theorie war nun wirklich die Theorie eines physikalischen Feldes
geworden und die Lorentz-Invarianz ein wesentliches Erfordernis fur jede zukunftige
Theorie eines Feldes im Vakuum. Die Vorstellung des Athers ist im Begriff des Feldes
im Vakuum aufgegangen.
Minkowskis elegante Darstellung (1907) der Maxwellrichen Theorie in einem 3 + 1dimensionalen Raum-Zeit-Kontinuum mit einer vierdimensionalen Vektoranalysis
wurde von Sommerfeld (Ann. (4) 32) hesprochen. Ein eindrucksroller Vortrag, den Minkowski damals vor der Gtittinger Mathematischen Gesellschaft gehalten hatte, wurde
aus dem NachlaB 1915 in den Annalen abgedruckt (Ann. (4) 47).
Auf den Zusammenhang von Masse und Energie hat Einstein schon 1905 hingewiesen
(Ann. (4) 18). Plaiick paBte (Ann. (4) 26) die Mechanik der Lorentz-Invariane an. Einzel-
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fragen (was etwa an die Stelle des klassischen starren Korpers tritt) behandelten Born
u.a. (Ann. (4) 28, 30).
Ruhe und Bewegung waren nun relative Begriffe geworden. Aber in der theoretischen Mechanik gab es absolute Rotation (gegen den ,,absoluten Raum"). Mach forderte darum die Elimination des Begriffes des absoluten Raumes aus der Physik. Einsteins allgemeine Relativitatstheorie sollte das leisten. Von seinen Schritten dazu steht
die Erkenntnis der Ablenkung des Lichts durch ein starkes Gravitationsfeld in den Annalen (Ann. (4) 35), andere Schritte an anderen Stellen. Fur die Annalen hat er jedoch
1916 eine ausfiihrliche abschlieBende Darstellung der Grundlagen der allgemeinen Relativitatstheorie (Ann. (4) 49) formuliert.
Quantenmechanik
Die Geschichte des Entstehens der Quantenmechanik gliedert sich deutlich in drei
Abschnitte : 1900- 1913 entstand im wesentlichen eine Quantenstatistik, 1913- 1925
las man aus den Gesetzen und Regeln der Linienspektren die Grundzuge einer Mechanik
des Atoms heraus und kam bis zur Gottinger Quantenmechanik, 1926-27 schlo13 an
die Schrodingersche Fassung rasch das physikalische Verstandnis an.
Die Quantentheorie beginnt mit Planck. In den Annalen hatte er schon vor 1900
Abhandlungen zu Grundfragen der Thermodynamik veroffentlicht (Wied. Ann. 13, 53,
57). 1900 betrachtete er in einer langen Abhandlung (Ann. (4) 1) das Gleichgewicht
von Strahlung mit emittierenden und absorbierenden Oszillatoren. Dabei machte er
fur die Ahhbngigkeit S ( E ) der Entropie von der Energie eirien einfachen Ansatz, der
den Erfordernissen der Thermodynamik gerecht wurde. Er erhielt damit die von Wien
1896 aufgestellte Formel fur die Energiedichte der Strahlung. Er hielt dies fur cine theoretische Begrundung dafiir, da13 die Wiensche Formel exakt gultig sei. Da jedoch neue
Messungen bei kleinen Strahlungsfrequenzen deutliche Abweichungen von der Formel
zeigten, anderte Planck seinen Ansatz fur S ( E )in naheliegender Weise aber noch innerhalb der Erfordernisse der Thermodynamik und erhielt eine Formel, die empirisch
richtig zu sein schien. Kurz darauf im Dezember 1900 gab er aufgrund der Boltzmannschen statistischen Deutung der Entropie einer Verteilung von Energiequanten hv auf
Oszillatoren eine Ableitung seiner neuen Formel. Beide Schritte stellte er in der Abhandlung (Ann. (4) 4) eusammen.
Im gleichen Jahr 1905, in dem Einstein die spezielle Relativitatstheorie aufstellte,
fand er (Ann. (4) 17), daB die Entropiefunktion S ( E ) ,die zur Wienschen Strahlungsformel fuhrte, darauf hindeutete, da13 die Strahlung aus Lichtquanten der Energie hv
bestunde. Die Einsicht von 1909, daB der von Planck interpolierte Ansatz (der zur
Planckschen Formel fuhrt) das Vorhandensein von Teilchen und Wellen bedeutete, ist
nicht in die Annalen gekommen.
Zu den wesentlichen Schritten dieser friihen Quantentheorie gehorte auch die von
Sackur und Tetrode gewonnene Einsicht, daB der bei der statistischen Abzahlung von
Fallen im Boltzmannschen Sinne benutzte Zustandsraum eine naturgegebene Einheit
hat, namlich h. I n der klassischen Physik gibt es keine solche naturgegebene Einheit.
1913 nahm die Quantentheorie eine neue Wendung. Die Linienspektren der Atome
wurden der wichtigste Hinweis auf die im Atom geltende von der klassischen abweichende Mechanik. Das Kombinationsprinzip der Spektren, im wesentlichen von Rydberg stammend (Wied. Ann. 50) wurde der Ausgangspunkt. Unter den Handen von Bohr,
Sommerfeld (Ann. (4) 51), Schwarzschild und Epstein (Ann. (4) 50,51) entstand zunachst
eine vorlaufige Atommechanik, die fur die Systematik der Spektren und ein Verstandnis des Periodensystems der Elemente geeignet war. Eine wiederum durch Spektralgesetze nahegelegte Verscharfung der Quantisierungsregeln fuhrte ziemlich zwangslaufig zur Gottinger Quantenmechanik von Heisenberg, Born und Jordan. An dieser
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ganzen Entwicklung, die zwischen 1922 und 1925 dramatische Formen annahm, haben
die Annalen kaum Anteil. Die jungen deutschen Forscher bedienten sich der 1920 gegriindeten Zeitschrift fur Physik.
Die nachste Wendung begann dann mit den Abhandlungen Schrodingers vom Friihjahr 1926 (Ann. (4) 79, 80, 81, 82). Schrodingers neuer Zugang, der formal der Gottinger
Quantenmechanik aquivalent war, fuhrte dann rasch, besonders durch Bohr und Heisenberg zu einem physikalischen Verstandnis der Quantenmechanik als des Ausdruckes
des Dualismus Teilchen - Welle der Materie.
Riickblick
Die Annalen begleiteten wesentliche Entwicklungsschritte der Physik. In der ersten
Halfte des 19. Jahrhunderts war der Nachholbedarf Deutschlands zu decken. Das eindrucksvolle Beispiel war die fast vollstandige ifbersetzung von Faradays Experimentaluntersuchung. Urn die Mitte des Jahrhunderts hatte die deutsche Physik Weltrang erreicht. Clausius’ Abhandlungen bezeugen es. Die Annalen konnten sich jetzt auf Originalabhandlungen beschranken. Im 20. Jahrhundert sind Plancks Schritte zur Quantentheorie der Strahlung, Einsteins Abhandlung uber die spezielle und allgemeine Relativitatstheorie, sowie Schrodingers neuer Zugang zur Quantenmechanik die Glanzstucke der Annalen. Da, wo die Einzelschritte in anderen Zeitschriften dargestellt
wurden, bekamen die Annalen wenigstens die abschlieBende Darstellung, so bei Plancks
Ableitung der Strahlungsformel und Einsteins allgemeiner Relativitatstheorie.
Bei der Redaktion eingegangen am 11.Januar 1990.
Anschr. d. Verf. : Prof. Dr. FRIEDRICE
HUND
Charlottenburger Str. 19
D-3400 Gottingen
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