Фридрих Хазенёрль ( нем . Friedrich Hasenöhrl ; 30 ноября 1874 — 7 октября 1915) — австрийский физик .
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 «Über den Temperaturkoeffizienten der Dielektrizitätskonstante in Flussigkeiten und die Mosotti-Clausius'sche Formel».
Он работал под руководством Хайке Камерлинг-Оннеса в Лейдене в лаборатории низких температур, а также там подружился с Х. А. Лоренцем .
В 1907 году он стал преемником Больцмана в Венском университете в качестве заведующего кафедрой теоретической физики. У него было там несколько выдающихся учеников, и он оказал особенно значительное влияние на Эрвина Шрёдингера , который впоследствии получил Нобелевскую премию по физике за свой вклад в квантовую механику .
В автобиографии Шредингер утверждал: «Ни один человек не оказал на меня большего влияния, чем Фриц Хазенёрль, за исключением, может быть, моего отца Рудольфа» [1] .
Когда в 1914 году началась Первая мировая война , он сразу же пошел добровольцем в австро-венгерскую армию. Он сражался в звании обер-лейтенанта против итальянцев в Тироле . Он был ранен, выздоровел и вернулся на фронт. Затем он был убит гранатой во время атаки на гору Плаут (Фольгария) 7 октября 1915 года в возрасте 40 лет.
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
для так называемой « электромагнитной массы », которая выражает, какой вклад электромагнитная энергия вносит в массу тел.
Продолжая эту мысль, Хазенорль (1904, 1905) опубликовал несколько статей об инерции полости, содержащей излучение. [H 1] [H 2] Это был полностью классический (нерелятивистский) вывод, и он использовал уравнение Максвелла для давления света . Хазенорль специально связал «кажущуюся» массу через инерцию с концепцией энергии с помощью уравнения: [H 1]
где μ — кажущаяся масса, E 0 — энергия излучения, а скорость света. Впоследствии он использовал обозначение: [H 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 > 0К. За этот результат Хазенорль был удостоен премии Хайтингера Австрийской академии наук . Он писал в 1904 году: [H 2]
Поскольку теплосодержание каждого тела частично состоит из излучаемого тепла, то то, что мы продемонстрировали на примере полости, справедливо mutatis mutandis для каждого тела, температура которого отлична от 0° А. В частности, каждое тело должно иметь кажущуюся массу, определяемую внутренним излучением и, следовательно, прежде всего зависящую от температуры.
Однако Абрахам показал, что расчет Хазенорля для кажущейся массы был неверным, поэтому в 1905 году он опубликовал еще одну статью, в которой представил критику Абрахама и исправил его формулу следующим образом: [H 3]
Это было то же самое соотношение (как заметил сам Хазенорль), что и для приведенной выше формулы электромагнитной массы . Результаты Хазенорля (касающиеся кажущейся массы и термодинамики) с использованием излучения полости были далее разработаны и подвергнуты критике Курдом фон Мозенгайлем (1906/7), который уже включил теорию относительности Альберта Эйнштейна в свою работу. Широкий обзор релятивистской термодинамики и эквивалентности массы и энергии с использованием излучения полости был дан Максом Планком в 1907 году. [2] [3] [4]
В некоторых дополнительных работах (1907, 1908) [H 4] Хазенорль более подробно остановился на своей работе 1904 года и пришел к выводу, что его новые результаты теперь соответствуют теориям Мозенгайля и Планка. Однако он жаловался на то, что Планк (1907) не упомянул его более ранние результаты 1904 года (например, зависимость кажущейся массы от температуры). В 1908 году Планк написал, что результаты нового подхода Хазенорля от 1907 года действительно эквивалентны результатам теории относительности. [5]
Впоследствии ряд авторов отдали должное Хазенёрлю за его достижения в области полостного излучения, достигнутые в 1904 году.
На то, что излучение черного тела обладает инерцией , впервые указал Ф. Хазенёрль. [6]
— 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 импульс и, следовательно, инертную массу движущейся энергии излучения. Интересно, что этот результат был найден Ф. Хазенёрлем еще до введения теории относительности. Однако его выводы в некоторых моментах нуждались в корректировке. Полное решение этой проблемы впервые дал К. фон Мозенгайль. [7]
— Вольфганг Паули , 1921
Существуют различные объяснения этого результата и его отклонения от релятивистской формулы . Энрико Ферми и другие утверждали [8] [9] , что эта проблема аналогична так называемой проблеме 4/3 электромагнитной массы. То есть, если бы Хазенёрль включил оболочку в свои вычисления способом, совместимым с теорией относительности, предварительный множитель 4/3 был бы равен 1, что дает . Он не мог этого сделать, поскольку 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 [10] (и Боун в 2012 году [11] ), которые дали исторический отчет о различных решениях проблемы, утверждали, что приведенное выше объяснение недостаточно. После предоставления полного релятивистского описания и решения проблемы полости (в «случае постоянной скорости» и «случае медленного ускорения»), они написали:
... в более общем смысле, причина, по которой он [Хазенорль] получил неверный результат 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 вычислить энергию. В частности, Хазенорль не понимает того факта, что если радиаторы теряют энергию, они должны терять массу, что содержит элемент иронии, поскольку он пытается установить именно соотношение массы и энергии. [...]
Давайте закончим тем, что скажем, что Фриц Хазенорль попытался провести законный мысленный эксперимент и взялся за него с помощью инструментов, доступных в то время. Он работал в переходный период и не создал новую теорию, необходимую для того, чтобы позволить ему правильно и полностью решить проблему. Тем не менее, его основной вывод остался верным, и за это ему следует отдать должное.
Уравнения для электромагнитной массы, подобные уравнениям Хазенорля (например, Хевисайда (1889), Пуанкаре (1900), Абрахама (1902)), формально аналогичные знаменитому уравнению Эйнштейна (1905) для эквивалентности массы и энергии [12] , частный случай которого для неподвижного массивного тела широко известен как , часто вызывали неосведомленные сомнения в приоритете Эйнштейна в этом открытии, начавшиеся вскоре после его публикации и продолжающиеся по сей день.
Макс фон Лауэ еще в 1921 году разъяснил, что, хотя инерция электромагнитной энергии была известна задолго до Хазенорльта, Эйнштейн действительно был первым, кто установил эквивалентность реальной массы и полного содержания энергии-импульса и понял глубокие следствия этого принципа в теории относительности . [13]
{{cite book}}: |journal=проигнорировано ( помощь )