Люммер, Отто

Отто Рихард Люммер
Otto Richard Lummer
Место рождения:	Гера
Место смерти:	Бреслау
Страна:	Германская империя, Веймарская республика
Научная сфера:	оптика
Место работы:	Берлинский университет Физико-технический институт (Берлин) Университет Бреслау
Альма-матер:	Берлинский университет
Научный руководитель:	Герман Гельмгольц
Известные ученики:	Мечислав Вольфке
Известен как:	автор фундаментальных опытов по физике теплового излучения, создатель фотометра Люммера — Бродхуна и пластинки Люммера — Герке

Отто Рихард Люммер (нем. Otto Richard Lummer; 17 июля 1860, Гера — 5 июля 1925, Бреслау) — немецкий физик-экспериментатор, автор научных трудов по оптике, спектроскопии, физике теплового излучения.

Биография

Люммер учился в различных немецких университетах, и в 1884 году, после завершения работы над диссертацией, стал ассистентом Германа фон Гельмгольца в Берлинском университете. В 1887 году Люммер последовал за Гельмгольцем во вновь созданный Физико-технический институт (Physikalisch-Technische Reichsanstalt), где сначала занимал должность ассистента, с 1889 года — научного сотрудника, а в 1894 году получил титул профессора. С 1901 года Люммер также преподавал в Берлинском университете в качестве приват-доцента, а в 1904 году получил профессорскую позицию в Университете Бреслау (ныне польский Вроцлав). В 1924 году по инициативе Люммера в Бреслау была основана радиостанция Schlesische Funkstunde; учёный стал её сооснователем и первым председателем правления.

Научные достижения

Оптика

В 1884 году в своей диссертации Люммер переоткрыл полосы равного наклона (англ. Haidinger fringe), возникающие при интерференции света в плоскопараллельных пластинках стекла и обнаруженные впервые ещё Вильгельмом Хайдингером. В 1901 году Люммер использовал идею интерференции световых лучей, многократно отражающихся внутри плоскопараллельной пластинки, для создания спектрометра высокой разрешающей способности. В следующем году Эрнст Герке добавил к прибору входную призму для уменьшения потерь излучения. Усовершенствованное таким образом устройство называют пластинкой, или интерферометром, Люммера — Герке (англ. Lummer–Gehrcke interferometer).

Перед сотрудниками Физико-технического института с момента его основания стояла задача создания стандартов для определения освещенности и других фотометрических величин. Для решения этой задачи был создан ряд новых приборов. В 1889 году Люммер вместе с Ойгеном Бродхуном (англ. Eugen Brodhun) изобрел фотометрический куб, известный также как фотометр Люммера — Бродхуна; по чувствительности этот прибор более чем в два раза превосходил стандартный для того времени апертурный фотометр, изобретённый Робертом Бунзеном. В 1892 году вместе с Фердинандом Курльбаумом Люммер усовершенствовал схему болометра, предложенную Сэмюэлом Лэнгли, и добился не только повышения его чувствительности (изменения температуры порядка 10⁻⁷°C) и скорости работы (инерционность порядка 8 с), но и возможности проводить сравнение двух источников излучения, одновременно освещающих прибор с двух сторон. Для создания такого устройства («болометр большой площади») была разработана оригинальная технология создания тонких зачернённых платиновых проволочек, которая использовалась и для реализации так называемого линейного болометра в 1899 году. Эти болометры, а также спектроболометр, представлявший собой модификацию спектрометра для работы в инфракрасном диапазоне, использовались в последующих измерениях интенсивности излучения в спектре чёрного тела.

В 1902 году Люммер создал производство ламп на парах ртути как источников монохроматического света.

Излучение чёрного тела

В 1895 году совместно с Вильгельмом Вином Люммер предложил метод реализации абсолютно черного тела с помощью очерненной полости с небольшим отверстием; выходящее из этой полости, нагретой до определенной температуры, излучение и является искомым равновесным тепловым излучением. В следующем году Люммер подробно обосновал этот метод, отметив, что использовавшиеся ранее излучатели (например, зачерненные металлические пластинки) не были достаточно чёрными и не могли обеспечить точность определения свойств чёрного тела. Помимо интереса к фундаментальным физическим законам, мотивацией для создания искусственного абсолютно черного тела была необходимость в стандарте абсолютной интенсивности излучения. В 1897/98 году Люммер при помощи своего сотрудника Эрнста Прингсгейма завершил практическую реализацию черного тела: оно представляло собой сферическую или цилиндрическую металлическую полость (использовались железо и медь), которая с внутренней стороны покрывалась сажей или оксидом урана; для стабилизации температуры полость помещалась в различные жидкости (жидкий воздух, кипящую воду, горячую селитру и так далее) или в глиняную печь. Этот метод позволил получить равновесное излучение в диапазоне температур от -188° до +1200°C. Таким образом, прогресс в экспериментальной технике позволил исследователям приступить к надежным измерениям характеристик чёрного тела. В 1897 году Люммер и Прингсгейм проверили закон Стефана — Больцмана, а позже нашли численное значение константы, равной произведению длины волны, соответствующей максимуму спектра, и температуры, и, следовательно, подтвердили закон смещения Вина. Для достижения ещё бо́льших температур в 1898 году они разработали черное тело с электрическим нагревом: зачерненная внутри фарфоровая полость помещалась в платиновый цилиндр, к которому подводились электрические контакты; эта система изолировалась от внешних влияний несколькими слоями жаростойкого материала. С помощью этой схемы экспериментаторы смогли поднять температуру черного тела до 1500°C, а в 1903 году довели её до 2100°C, использовав вместо платины графитовую трубку, помещенную в газовую атмосферу. Этот дизайн абсолютно черного тела до сих пор используется в экспериментальных исследованиях.

3 февраля 1899 года на заседании Немецкого физического общества Люммер и Прингсгейм представили первые результаты своих измерений распределения энергии в спектре абсолютного черного тела (в диапазоне длин волн от 0.2 до 6 мкм и при температурах 800—1400°С). В целом их данные согласовались с законом излучения Вина, выведенным теоретически в 1896 году. В последующие месяцы экспериментаторы усовершенствовали свои методики с целью расширения измерений в длинноволновую область. 3 ноября 1899 года Люммер доложил о наличии систематических отклонений эксперимента от теории, однако ситуация оставалась неясной, поскольку измерения, проведенные примерно в то же время Фридрихом Пашеном, не обнаружили никаких отклонений от закона Вина. На заседании 2 февраля 1900 года Прингсгейм представил новые результаты своих с Люммером измерений, подтверждавшие наличие отклонений от закона Вина, особенно в длинноволновой области (их опыты охватывали длины волн до 18 мкм). Таким образом, справедливость закона излучения Вина была поставлена под сомнение. Вскоре Люммер вместе с Ойгеном Янке (нем. Eugen Jahnke) предложили обобщение этого закона, так что в области длинных волн интенсивность теплового излучения становилась пропорциональной температуре. Это было экспериментально подтверждено Генрихом Рубенсом и Курльбаумом, которые измерили спектр черного тела вплоть до длины волны 51.2 мкм. Эти фундаментальные исследования распределения энергии в спектре абсолютно черного тела создали предпосылки для вывода Максом Планком своей знаменитой формулы и создания в дальнейшем квантовой теории теплового излучения.

Основные сочинения

• Lummer O. [dx.doi.org/10.1002/andp.18842590903 Über eine neue Interferenzerscheinung an planparallelen Glasplatten und eine Methode, die Planparallelität solcher Gläser zu prüfen] // Annalen der Physik. — 1884. — Bd. 259 (23). — S. 49—84.
• Lummer O., Brodhun E. Photometrische Untersuchungen // Zeitschrift für Instrumentenkunde. — 1889. — Bd. 9. — S. 41—50, 461—465.
• Lummer O., Kurlbaum F. [dx.doi.org/10.1002/andp.18922820603 Bolometrische Untersuchungen] // Annalen der Physik. — 1892. — Bd. 282 (46). — S. 204—224.
• Wien W., Lummer O. [dx.doi.org/10.1002/andp.18952921103 Methode zur Prüfung des Strahlungsgesetzes absolut schwarzer Körper] // Annalen der Physik. — 1895. — Bd. 292 (56). — S. 451—456.
• Lummer O., Pringsheim E. [dx.doi.org/10.1002/andp.18972991355 Die Strahlung eines „schwarzen” Körpers zwischen 100 und 1300°C] // Annalen der Physik. — 1897. — Bd. 299 (63). — S. 395—410.
• Lummer O., Pringsheim E. Die Verteilung der Energie im Spektrum des schwarzen Körpers // Verhandlungen der Deutschen Physikalischen Gesellschaft. — 1899. — Bd. 1. — S. 23—41.
• Lummer O., Pringsheim E. Über die Strahlung des schwarzen Körpers für lange Wellen // Verhandlungen der Deutschen Physikalischen Gesellschaft. — 1900. — Bd. 2. — S. 163—180.
• Lummer O., Jahnke E. [dx.doi.org/10.1002/andp.19003081010 Über die Spectralgleichung des schwarzen Körpers und des blanken Platins] // Annalen der Physik. — 1900. — Bd. 308 (3). — S. 283—297.
• Lummer O., Gehrcke E. [dx.doi.org/10.1002/andp.19033150302 Über die Anwendung der Interferenzen an planparallelen Platten zur Analyse feinster Spektrallinien] // Annalen der Physik. — 1903. — Bd. 315 (10). — S. 457—477.
• Lummer O., Reiche F. Die Lehre von der Bildentstehung im Mikroskop von Ernst Abbe. — Braunschweig, 1910.
• Lummer O. Grundlagen, Ziele und Grenzen der Leuchttechnik. — München, 1918.
• Eucken A. (Hrsg.), Lummer O. (Hrsg.), Waetzmann E. (Hrsg.). Müller-Pouillets Lehrbuch der Physik (11. Auflage). Zweiter Band: Lehre von der strahlenden Energie (Optik). — Braunschweig: Vieweg, 1926.

Литература

• Hermann A. Otto Richard Lummer // Dictionary of Scientific Biography. — New York: Charles Sribner's Sons, 1973. — Vol. 8. — P. 551—552.
• Храмов Ю. А. Люммер Отто Ричард (Lummer Otto Richard) // Физики: Биографический справочник / Под ред. А. И. Ахиезера. — Изд. 2-е, испр. и дополн. — М.: Наука, 1983. — С. 173. — 400 с. — 200 000 экз. (в пер.)
• Джеммер М. Эволюция понятий квантовой механики. — М.: Наука, 1985.
• Mehra J. Max Planck and the law of blackbody radiation // Mehra J. The golden age of theoretical physics. — 2001. — P. 34—37.
• Hoffmann D. [dx.doi.org/10.1111/j.1600-0498.2000.cnt430305.x On the Experimental Context of Planck's Foundation of Quantum Theory] // Centaurus. — 2001. — Vol. 43. — P. 240—259.
• Huebener R. P., Lübbig H. [dx.doi.org/10.1142/9789812790354_0005 The Optical Laboratory and the Birth of Quantum Theory] // A Focus Of Discoveries. — World Scientific, 2008. — P. 47—60.

Ссылки

• [www.genealogy.math.ndsu.nodak.edu/id.php?id=52383 Otto Lummer] (англ.). Ученики Отто Люммера. North Dakota State University. Проверено 27 августа 2012. [www.webcitation.org/6BlgXrtmX Архивировано из первоисточника 29 октября 2012].

Отрывок, характеризующий Люммер, Отто

– Едва ли я воспользуюсь вашим гостеприимством, господа, и теперь мне пора ехать, – взглядывая на часы, сказал Болконский.
– Куда?
– К императору.
– О! о! о!
– Ну, до свидания, Болконский! До свидания, князь; приезжайте же обедать раньше, – пocлшaлиcь голоса. – Мы беремся за вас.
– Старайтесь как можно более расхваливать порядок в доставлении провианта и маршрутов, когда будете говорить с императором, – сказал Билибин, провожая до передней Болконского.
– И желал бы хвалить, но не могу, сколько знаю, – улыбаясь отвечал Болконский.
– Ну, вообще как можно больше говорите. Его страсть – аудиенции; а говорить сам он не любит и не умеет, как увидите.


На выходе император Франц только пристально вгляделся в лицо князя Андрея, стоявшего в назначенном месте между австрийскими офицерами, и кивнул ему своей длинной головой. Но после выхода вчерашний флигель адъютант с учтивостью передал Болконскому желание императора дать ему аудиенцию.
Император Франц принял его, стоя посредине комнаты. Перед тем как начинать разговор, князя Андрея поразило то, что император как будто смешался, не зная, что сказать, и покраснел.
– Скажите, когда началось сражение? – спросил он поспешно.
Князь Андрей отвечал. После этого вопроса следовали другие, столь же простые вопросы: «здоров ли Кутузов? как давно выехал он из Кремса?» и т. п. Император говорил с таким выражением, как будто вся цель его состояла только в том, чтобы сделать известное количество вопросов. Ответы же на эти вопросы, как было слишком очевидно, не могли интересовать его.
– В котором часу началось сражение? – спросил император.
– Не могу донести вашему величеству, в котором часу началось сражение с фронта, но в Дюренштейне, где я находился, войско начало атаку в 6 часу вечера, – сказал Болконский, оживляясь и при этом случае предполагая, что ему удастся представить уже готовое в его голове правдивое описание всего того, что он знал и видел.
Но император улыбнулся и перебил его:
– Сколько миль?
– Откуда и докуда, ваше величество?
– От Дюренштейна до Кремса?
– Три с половиною мили, ваше величество.
– Французы оставили левый берег?
– Как доносили лазутчики, в ночь на плотах переправились последние.
– Достаточно ли фуража в Кремсе?
– Фураж не был доставлен в том количестве…
Император перебил его.
– В котором часу убит генерал Шмит?…
– В семь часов, кажется.
– В 7 часов. Очень печально! Очень печально!
Император сказал, что он благодарит, и поклонился. Князь Андрей вышел и тотчас же со всех сторон был окружен придворными. Со всех сторон глядели на него ласковые глаза и слышались ласковые слова. Вчерашний флигель адъютант делал ему упреки, зачем он не остановился во дворце, и предлагал ему свой дом. Военный министр подошел, поздравляя его с орденом Марии Терезии З й степени, которым жаловал его император. Камергер императрицы приглашал его к ее величеству. Эрцгерцогиня тоже желала его видеть. Он не знал, кому отвечать, и несколько секунд собирался с мыслями. Русский посланник взял его за плечо, отвел к окну и стал говорить с ним.
Вопреки словам Билибина, известие, привезенное им, было принято радостно. Назначено было благодарственное молебствие. Кутузов был награжден Марией Терезией большого креста, и вся армия получила награды. Болконский получал приглашения со всех сторон и всё утро должен был делать визиты главным сановникам Австрии. Окончив свои визиты в пятом часу вечера, мысленно сочиняя письмо отцу о сражении и о своей поездке в Брюнн, князь Андрей возвращался домой к Билибину. У крыльца дома, занимаемого Билибиным, стояла до половины уложенная вещами бричка, и Франц, слуга Билибина, с трудом таща чемодан, вышел из двери.
Прежде чем ехать к Билибину, князь Андрей поехал в книжную лавку запастись на поход книгами и засиделся в лавке.
– Что такое? – спросил Болконский.
– Ach, Erlaucht? – сказал Франц, с трудом взваливая чемодан в бричку. – Wir ziehen noch weiter. Der Bosewicht ist schon wieder hinter uns her! [Ах, ваше сиятельство! Мы отправляемся еще далее. Злодей уж опять за нами по пятам.]
– Что такое? Что? – спрашивал князь Андрей.
Билибин вышел навстречу Болконскому. На всегда спокойном лице Билибина было волнение.
– Non, non, avouez que c'est charmant, – говорил он, – cette histoire du pont de Thabor (мост в Вене). Ils l'ont passe sans coup ferir. [Нет, нет, признайтесь, что это прелесть, эта история с Таборским мостом. Они перешли его без сопротивления.]
Князь Андрей ничего не понимал.
– Да откуда же вы, что вы не знаете того, что уже знают все кучера в городе?
– Я от эрцгерцогини. Там я ничего не слыхал.
– И не видали, что везде укладываются?
– Не видал… Да в чем дело? – нетерпеливо спросил князь Андрей.
– В чем дело? Дело в том, что французы перешли мост, который защищает Ауэсперг, и мост не взорвали, так что Мюрат бежит теперь по дороге к Брюнну, и нынче завтра они будут здесь.
– Как здесь? Да как же не взорвали мост, когда он минирован?
– А это я у вас спрашиваю. Этого никто, и сам Бонапарте, не знает.
Болконский пожал плечами.
– Но ежели мост перейден, значит, и армия погибла: она будет отрезана, – сказал он.
– В этом то и штука, – отвечал Билибин. – Слушайте. Вступают французы в Вену, как я вам говорил. Всё очень хорошо. На другой день, то есть вчера, господа маршалы: Мюрат Ланн и Бельяр, садятся верхом и отправляются на мост. (Заметьте, все трое гасконцы.) Господа, – говорит один, – вы знаете, что Таборский мост минирован и контраминирован, и что перед ним грозный tete de pont и пятнадцать тысяч войска, которому велено взорвать мост и нас не пускать. Но нашему государю императору Наполеону будет приятно, ежели мы возьмем этот мост. Проедемте втроем и возьмем этот мост. – Поедемте, говорят другие; и они отправляются и берут мост, переходят его и теперь со всею армией по сю сторону Дуная направляются на нас, на вас и на ваши сообщения.
– Полноте шутить, – грустно и серьезно сказал князь Андрей.
Известие это было горестно и вместе с тем приятно князю Андрею.
Как только он узнал, что русская армия находится в таком безнадежном положении, ему пришло в голову, что ему то именно предназначено вывести русскую армию из этого положения, что вот он, тот Тулон, который выведет его из рядов неизвестных офицеров и откроет ему первый путь к славе! Слушая Билибина, он соображал уже, как, приехав к армии, он на военном совете подаст мнение, которое одно спасет армию, и как ему одному будет поручено исполнение этого плана.
– Полноте шутить, – сказал он.
– Не шучу, – продолжал Билибин, – ничего нет справедливее и печальнее. Господа эти приезжают на мост одни и поднимают белые платки; уверяют, что перемирие, и что они, маршалы, едут для переговоров с князем Ауэрспергом. Дежурный офицер пускает их в tete de pont. [мостовое укрепление.] Они рассказывают ему тысячу гасконских глупостей: говорят, что война кончена, что император Франц назначил свидание Бонапарту, что они желают видеть князя Ауэрсперга, и тысячу гасконад и проч. Офицер посылает за Ауэрспергом; господа эти обнимают офицеров, шутят, садятся на пушки, а между тем французский баталион незамеченный входит на мост, сбрасывает мешки с горючими веществами в воду и подходит к tete de pont. Наконец, является сам генерал лейтенант, наш милый князь Ауэрсперг фон Маутерн. «Милый неприятель! Цвет австрийского воинства, герой турецких войн! Вражда кончена, мы можем подать друг другу руку… император Наполеон сгорает желанием узнать князя Ауэрсперга». Одним словом, эти господа, не даром гасконцы, так забрасывают Ауэрсперга прекрасными словами, он так прельщен своею столь быстро установившеюся интимностью с французскими маршалами, так ослеплен видом мантии и страусовых перьев Мюрата, qu'il n'y voit que du feu, et oubl celui qu'il devait faire faire sur l'ennemi. [Что он видит только их огонь и забывает о своем, о том, который он обязан был открыть против неприятеля.] (Несмотря на живость своей речи, Билибин не забыл приостановиться после этого mot, чтобы дать время оценить его.) Французский баталион вбегает в tete de pont, заколачивают пушки, и мост взят. Нет, но что лучше всего, – продолжал он, успокоиваясь в своем волнении прелестью собственного рассказа, – это то, что сержант, приставленный к той пушке, по сигналу которой должно было зажигать мины и взрывать мост, сержант этот, увидав, что французские войска бегут на мост, хотел уже стрелять, но Ланн отвел его руку. Сержант, который, видно, был умнее своего генерала, подходит к Ауэрспергу и говорит: «Князь, вас обманывают, вот французы!» Мюрат видит, что дело проиграно, ежели дать говорить сержанту. Он с удивлением (настоящий гасконец) обращается к Ауэрспергу: «Я не узнаю столь хваленую в мире австрийскую дисциплину, – говорит он, – и вы позволяете так говорить с вами низшему чину!» C'est genial. Le prince d'Auersperg se pique d'honneur et fait mettre le sergent aux arrets. Non, mais avouez que c'est charmant toute cette histoire du pont de Thabor. Ce n'est ni betise, ni lachete… [Это гениально. Князь Ауэрсперг оскорбляется и приказывает арестовать сержанта. Нет, признайтесь, что это прелесть, вся эта история с мостом. Это не то что глупость, не то что подлость…]
– С'est trahison peut etre, [Быть может, измена,] – сказал князь Андрей, живо воображая себе серые шинели, раны, пороховой дым, звуки пальбы и славу, которая ожидает его.
– Non plus. Cela met la cour dans de trop mauvais draps, – продолжал Билибин. – Ce n'est ni trahison, ni lachete, ni betise; c'est comme a Ulm… – Он как будто задумался, отыскивая выражение: – c'est… c'est du Mack. Nous sommes mackes , [Также нет. Это ставит двор в самое нелепое положение; это ни измена, ни подлость, ни глупость; это как при Ульме, это… это Маковщина . Мы обмаковались. ] – заключил он, чувствуя, что он сказал un mot, и свежее mot, такое mot, которое будет повторяться.
Собранные до тех пор складки на лбу быстро распустились в знак удовольствия, и он, слегка улыбаясь, стал рассматривать свои ногти.
– Куда вы? – сказал он вдруг, обращаясь к князю Андрею, который встал и направился в свою комнату.
– Я еду.
– Куда?
– В армию.
– Да вы хотели остаться еще два дня?
– А теперь я еду сейчас.
И князь Андрей, сделав распоряжение об отъезде, ушел в свою комнату.
– Знаете что, мой милый, – сказал Билибин, входя к нему в комнату. – Я подумал об вас. Зачем вы поедете?
И в доказательство неопровержимости этого довода складки все сбежали с лица.
Князь Андрей вопросительно посмотрел на своего собеседника и ничего не ответил.
– Зачем вы поедете? Я знаю, вы думаете, что ваш долг – скакать в армию теперь, когда армия в опасности. Я это понимаю, mon cher, c'est de l'heroisme. [мой дорогой, это героизм.]