ISSN 0351-9716 RAZISKOVANJE VAKUUMA NA (DUNAJSKEM) FIZIKALNEM IN[TITUTU JO@EFA STEFANA (ob stopetindvajsetletnici Stefanovega zakona) Stanislav Ju`ni~ In{titut za matematiko, fiziko in mehaniko, Jadranska 19, 1000 Ljubljana POVZETEK Na osnovi v literaturi doslej {e neuporabljenih arhivskih podatkov opisujemo poklicno pot Jo`efa Stefana. Povzemamo zgodovino raziskovanja sevanja v vakuumu na dunajskem Fizikalnem institutuv ~asuStefana. Prvi~ v zgodovinopisjupoudarjamo povezavo Stefanovega zakona o sevanjus so~asnimi Edisonovimi in drugimi raziskovanji sevanja vakuumskih `arnic. Boltz-mannova teorijska potrditev Stefanovega zakona je bila pravzaprav neposredna posledica Boltzmannove kritike Bartolijeve analize sevanja v vakuumskem radiometru. Tako je bil razvoj Stefanovega zakona tesno povezan s tedanjimi raziskovanji vakuuma. Vacuum Research at the Physical Institute of Josef Stefan ABSTRACT By using the new archive material professional life of Josef Stefan is described. The history of the research of radiation in the Physical institute of Vienna during Stefan time and its echo in works of other contemporaries is described. For the first time in the historiography the relation between Stefan's radiation law and the simultaneous Edison’s and other research of vacuum incandescent lamp. Boltzmann’s verification Stefan’s law followed his critique of Bartoli’s opinion about the radiation in vacuum radiometer. Therefore direct connections of Stefan’s law and vacuum research of his time is claimed. 1 UVOD Pred stoletjem in ~etrt je Jo`ef Stefan 10. 3. 1879 pred dunajsko akademijo prvi~ objavil svoj znameniti zakon o sevanju, {e vedno edini pomembni fizikalni zakon, imenovan po Slovencu. Pred sto dvajsetimi leti je Boltzmann potrdil Stefanov zakon s kritiko Barto-lijeve analize sevanja v vakuumskem radiometru. Zato je prav, da pomembno obletnico obele`imo z nekaterimi novej{imi odkritji o povezavah Stefanovih raziskav sevanja s tedanjimi raziskovanji vakuuma ob leto{njem praznovanjuleta fizike 2005. 2 STEFANOVA POKLICNA POT Fizikalni in{titut na Dunaju je bil ustanovljen 17. 1. 1850, prav v ~asuprve uporabe katodnih elektronk. Njegov prvi predstojnik je postal rudarski svetnik Doppler; bil je profesor na dunajski Politehniki, skupaj z nekdanjim ljubljanskim matematikom Karlom Schulzem pl. Strassnitzkim. Doppler je zaslovel leta 1842 v Pragi z raziskovanjem spreminjanja frekvence izsevane svetlobe zvezd zaradi njihovega gibanja v vakuumu. Kot direktor Fizikalnega in{tituta je bil Doppler imenovan {e za rednega profesorja na dunajski univerzi. Delo na In{titutu so pri~eli 1. 4. 1850 v prostorih dana{nje Akademije znanosti. Od leta 1851 do leta 1875 je bil In{titut na Erdbergu, na Erdberg-strasse {t. 15, v tretjem dunajskem okraju. Leta 1875 je Stefan preselil In{titut na Türkenstrasse {t. 3. Po Dopplerjevi bolezni pomladi leta 1852 je vodenje In{tituta prevzel Ettingshausen, dotedanji profesor in`enirskih ved na dunajski Politehniki. Dvorni svetnik Ettingshausen je imel nenavadno mnogo privatnih docentov v primerjavi z univerzami v Nem~iji. Dr`ava se ni vme{avala v njegov odnos do podiplomcev; svoje docente je pa~ lastnoro~no usmerjal v raziskovanje, seveda predvsem posve~eno potrjevanju domnev o atomski strukturi snovi. @e zelo zgodaj je nabavil vakuumske elektronke. Opazil je, da je barva "vakuuma" v elektronkah povezana s spek- Slika 1: Naslovna stran Stefanove vloge za habilitacijo na Dunajski univerzi, vlo`ena oktobra leta 1858 (Dokumenti, 3. 9. 1858) 24 VAKUUMIST 24/4 (2004) ^-^¦re .............I Slika 2: Druga stran Stefanove vloge za habilitacijo z dne 3. 9. 1858; v levem zgornjem kotu je opisal predlo`eni razpravi o nihanju, pozneje objavljeni v Ann. Phys., ter o absorpciji plinov, o kateri je dne 10. 12. 1857 predaval pred Dunajsko akademijo in razpravo naslednje leto objavil v akademskem glasilu (Dokumenti, 3. 9. 1858) trom vsebovanega plina. V o`jih delih vakuumske elektronke je opazil nezvezno osvetlitev, v {ir{ih pa lepe plasti. Zato je Reitlingerju naro~il, naj razi{~e spektre v vakuumskih elektronkah v odvisnosti od vrste plinskega polnjenja in od debeline vakuumske elektronke. Reitlinger je leta 1858 doktoriral pri Ettingshausnu, naslednje leto pa sta skupaj s Stefanom postala docenta na In{titutu. Stefan je bil en semester "Zögling" na dunajskem fizikalnem institutu, kjer je pokazal "izreden talent".1 Med 8. 8. 1858 in 24. 9. 1858 so opravili postopek Stefanove habilitacije za privatnega docenta mate-mati~ne fizike. Leta 1860 je Stefan postal dopisni ~lan Cesarske akademije znanosti na Dunaju.2 Med 20. 1. 1862 in 9. 3. 1863 je tekel postopek imenovanja Stefana za rednega profesorja vi{je matematike in fizike na dunajski univerzi in za sodirektorja Fizikalnega in{tituta z letno pla~o 1680 guldnov z dodatnimi 157 guldni 50 kr.3 Stefanovo 1 Dokumenti, 26. 1. 1863, str. 9 2 Dokumenti, 26. 1. 1863, str. 9 *^ — y- **.:<. 'üft^.- *** cS^V-* - ^Z*j^*t-- t*fl^^E;.. '-tt^, Off- Slika 3: Naslovnica spisa z dne 20. 12. 1862, v katerem je minister Schmerling priporo~il Stefana cesarju (Dokumenti, 20. 12. 1862) Slika 4: Prvi del Schmerlingovega (20. 12. 1862) popisa {tiri-najstih Stefanovih objavljenih del, med katerimi je bilo eno le nadaljevanje prej{njega (Dokumenti, 20. 12. 1862) 25 VAKUUMIST 24/4 (2004) ISSN 0351-9716 Slika 5: Nadaljevanje Schmerlingovega (20. 12. 1862) na{te-vanja {tirinajstih Stefanovih objavljenih del (Dokumenti, 20. 12. 1862) imenovanje je minister `e imel za uvod v poznej{o zamenjavo bolnega Ettingshausna.4 Notranji minister Schmerling je 20. 12. 1862 v priporo~ilucesarjuna{tel {tirinajst Stefanovih objavljenih del, med katerimi je bilo eno le nadaljevanje prej{njega. Tri izmed na{tetih del se v slovenski literaturi doslej {e ni navajalo,5 morda zato, ker je v njih Stefan veliko bolj posegel v ~isto matematiko kot pozneje. Dve doslej neznani deli je objavil v tedanji vodilni nem{ki matemati~ni Schlömlichovi reviji, kjer so prav tako radi tiskali fizikalne razprave. Pozneje so v njej objavljali le naslove Stefanovih del. Med 9. 6. 1866 in 10. 10. 1866 je bil kon~an postopek za upokojitev Ettingshausna z letno pokojnino 4000 fl.6 Minister je predlo`il, naj njegovo katedro vi{je fizike prevzame Stefan in postane edini direktor Fizikalnega instituta ter profesor na Politeh-ni~nem in{titutu z letnim dohodkom 3500 guldnov in pravico do stanovanja v In{titutu.7 Imenovanje je podpisal Franc Jo`ef I. v Ichludne 1. 10. 1866 z nekoliko ni`jimi letnimi dohodki. Ettingshausen je svojemuu~encuStefanuzaupal, saj sta bila enakega mnenja o pomenu atomizma in vakuumskih poskusov pri nadaljnjem razvojufizikalnih ved. Z ukazom 7. 4. 1873 je Franc Jo`ef I. povi{al Stefana v prvi pla~ilni razred. Letno pla~o muje povi{al s 3000 na 3500 fl po predloguministra za uk in bogo~astje Stremayra. Za neporo~enega skromnega Stefana je bila to kar velika pla~a. Leta 1878 je Ettingshausen umrl; njegov nekdanji u~enec Stefan je zanj objavil nekrolog pri Dunajski akademiji. 27. 10. 1878 je ministrstvo za uk in bogo~astje predlo`ilo Stefana ter profesorja mineralogije in petrografije Tschermaka za nova dvorna svetnika. V dopisuje minister Stremayr opisal njune zasluge in `ivljenjsko pot. Stefanu je pripisal zasluge, da stoji avstrijsko matemati~no-fizikalno raziskovanje ob bokuangle{kim, francoskim in nem{kim u~en-4 Dokumenti, 9. 2. 1863, str. IV 5 ^ermelj, 1976, 107–108; Sitar, 1993, 140 6 Dokumenti, 20. 9. 1866, str. 11–12 7 Dokumenti, 10. 9. 1866, str. 16 8 Dokumenti, 27. 10. 1878, str. 4–5 9 Tschermak, 1860, 11; Höflechner, 1994, 1: 148 Slika 6: Cesar Franc Jo`ef I. na Dunaju odobri imenovanje Jo`efa Stefana za profesorja matemati~ne fizike na Dunajski univerzi (Dokumenti, 26. 1. 1863) jakom. Med Stefanovimi dose`ki je na{tel: prevzem tajni{kih poslov matemati~no-naravoslovnega razreda dunajske akademije po umrlem profesorju kemije Kristelliju, rektorat na univerzi v {olskem letu 1876/77, vodstvo avstrijske komisije za pouk na razstavi v Parizuter ~lanstvo v gimnazijski izpitni komisiji, kjer je bil Stefan komisar za fiziko in svetovalec za fizikalne u~benike pri ministrstvu.8 Stefana in Tschermaka je minister opisal kot dobra in zanesljiva v politi~nem in moralnem oziruter spo{tovana med kolegi. Franc Jo`ef I. je ukaz o imenovanjuobeh novih dvornih svetnikov podpisal v Gödöllu1. 11. 1878. Tschermak je bil sicer Stefanov nasprotnik; kritiziral je Stefanovo (1858) raz{iritev Dulong-Petitovega pravila na pline, leta 1893 pa je celo predlo`il Macha za Stefanovega naslednika na dunajski univerzi in nasprotoval Boltzmannovi kan-didaturi.9 S tem imenovanjem je Stefanova kariera dosegla vrhunec. V 1860-ih in 1870-ih letih je bil tudi svetovalec ministrstva za stopnjevanje kvalitete znanstvenih del ter za {tipendiranje vi{jih {tudijev fizike, celo v tujini.10 Tako je usmerjal celotno fizikalno razisko- 26 VAKUUMIST 24/4 (2004) Slika 7: Podpis na{ega cesarja in njegovega ministra Stremayra pod imenovanje Stefana za dvornega svetnika dne 1. 11. 1878 (Dokumenti, 1. 1. 1878). vanje v monarhiji in sledil svojemuu~iteljuEttings-hausnu pri raziskovanjih atomizma z uporabo razvijajo~ih se vakuumskih tehnik. 3 STEFANOVO RAZISKOVANJE KINETI^NE TEORIJE IN ATOMOV V za~etkuStefanove znanstvene poti je direktor politehnike v Karlsruheju Redtenbacher leta 1852 in 1857 objavil teorijo snovnih jeder z ovojnicami iz etra. Njegova teorija je temeljila na Regnaultovih poskusih in na modeluvibracij v trdninah. Na Nem{kem je bila so~asno objavljena {e sodobnej{a teorija; zasnovala stajo Krönig, direktor realke in urednik Fortschritte der Physik v Berlinu leta 1856, in Clausius, profesor na univerzi v Zürichu leta 1857. Njuna kineti~na teorija je temeljila na translaciji molekul v plinih in ni izrecno prisegala na noben model atomov, etra ali vakuuma. Klju~no vpra{anje, ob katerem so se lomila kopja obeh teorij, je bilo vedenje snovi pri nizkih tlakih pri vakuumskih poskusih. Tako kot je razvoj matematike vedno znova poganjalo razmi{ljanje o neskon~no majhnih koli~inah 10 Höflechner, 1994, 1: 20 ISSN 0351-9716 Slika 8: Uradna glava ministra Stremayra ob proglasitvi Stefana za svetnika dne 1. 11. 1878 (Dokumenti, 1. 1. 1878). Zenonovega paradoksa gibanja, Newtonovega infini-tezimalnega ra~una in Cantorjevih paradoksov mno`ic, je sodobna fizika napredovala predvsem z vakuumskimi poskusi. Ob vpra{anjih o vakuumu so seveda padale celo filozofske teorije, denimo Des-cartesova in Aristotelova. Ko je v {estdesetih letih Stefan za~el raziskovalo delo, je kineti~na teorija plinov s teorijo vakuuma za{la v te`ave, ki so izvirale iz razlik v metodah Clausiusa in Maxwella in iz pomanjkljivih meritev transportnih koeficientov. Stefan je bil zagovornik kineti~ne teorije; vseeno je leta 1872 izbral model atoma, ki je bil blizuRedtenbacherjevim dynamidam. Medtem ko je Clausius posplo{il model plina in translacije molekul na vse toplotne pojave, je Redten-bacher na podoben na~in raz{iril uporabo modela trdnine in vibracij molekul. Stefan je izbral vmesno pot in uporabil model kapljevine kot primeren za vse pojavne oblike toplote. Hidrodinamiko je izbral zato, da bi svoje raziskave lahko utemeljeval na izdelani in uveljavljeni teoriji. [irjenje toplote je obravnaval kot posebno vejo hidrodinamike. Analiti~no mehaniko je dopolnil z upo{tevanjem toplotnega {irjenja snovi in VAKUUMIST 24/4 (2004) 27 ISSN 0351-9716 notranjega trenja.11 Tako imamo lahko Stefanovo raziskovanje toplotnih pojavov za nadaljevanje Fourierovega raziskovanja prevajanja toplote iz leta 1822. Stefan je zaradi meritev pari{kega zdravnika Poiseuilla o zmanj{evanju notranjega trenja v kapilarah pri nara{~ajo~i temperaturi dvomil o Max-wellovem modeluelasti~nih krogel iz leta 1859. Po Maxwellubi moralo notranje trenje nara{~ati z nara{~ajo~o temperaturo.12 [irjenje toplote in difuzija plinov sta bila za Ste-fana hidrodinami~na pojava13, v nasprotjuz Graha-mom, ki je imel difuzijo plinov za kemijski pojav. Stefan ni sprejemal niti Maxwellovega "ad hoc" modela molekul s silo, sorazmerno peti potenci razdalje. Ta model je sicer dajal pravi model difuzije z difuzijskim koeficientom, sorazmernim s temperaturo. Ni pa omogo~al dolo~itve notranjih lastnosti plina. Zato je Stefan objavil svoj dinami~ni model plina14, v katerem se polmer molekule manj{a z neko potenco temperature. V Stefanovem modelu se polmer hitrej-{ih molekul ni`a zaradi pove~anih mo`nosti medsebojnega prodiranja med trki. Odbojna sila je potem sorazmerna s hitrostjo, podobno kot je Francoz H. Navier trdil `e leta 1826.15 Stefan je razmi{ljal o modelu"sfere sil" brez molekul, podobnih trdnim telesom. Odbojna sila med molekulama mora namre~ delovati na ve~jih razdaljah, da lahko vpliva na viskoznost.16 Stefan se je s hidrodinamsko analogijo po letu 1872 v glavnem ognil domnevam o lastnostih molekul in vakuuma med njimi.17 Pozneje ni ve~ objavljal razprav o "realnih" atomih, saj se je bal kritik energi-cistov. Neposredno polemiko z njimi je prepustil svojemunekdanjemu{tudentuBoltzmannu. Med letoma 1873 in 1876 sta Boltzmann in Stefan sodelovala na dunajski univerzi in sta bila tako v vsakodnevnih stikih; njune pogovore je opisal Boltzmann 23. 3. 1876 v pismusvoji poznej{i `eni napol Slovenki Jetti.18 Podoben hidrodinamski model so uporabljali celo raziskovalci elektrike, ki so domnevali, da sta eter in elektrika enaka. Negativna elektrika bi bila potem pomanjkanje etra, razlika potencialov pa prese`ek etra. Med temi raziskovalci so bili, poleg za~etnika 11 Pourprix, 1988, 96 12 Stefan, 1872, 8 13 Pourprix, 1988, 96, 98 14 Stefan, 1872, 16; Boltzmann, 1880, 131; Pourprix, 1988, 102 15 Pourprix, 1988, 88, 105 16 Pourprix, 1988, 102 17 Pourprix, 1988, 100 18 Flamm, 1995, 161 19 Draper, 1846, 84; Rosenberger, 1890, 448; Sitar, 1993, 82 20 Stefan, 1879, 2, 20; Strnad, 1985, 75 21 Stefan, Povzetek 1879, 2 22 Stefan, 1879, 2 enofluidne teorije Franklina, {e italjanski jezuit in astronom Secchi, [ved Edlung (1871) ter Avstrijec Puluj (1880), znan po svojih raziskovanjih vakuuma na Stefanovem Fizikalnem in{titutu. 4 ZAKON O SEVANJU Stefana je k raziskovanjusevanja leta 1878 spodbudilo branje "enaintrideset let stare" razprave newyor{kega profesorja kemije in fiziologije Draperja o vplivuelektrike na kapilarnost, kjer ni bil re{en problem eksponentnega nara{~anja gostote izsevanega energijskega toka s temperaturo.19 Stefan je 20. 3. 1879 predlo`il Akademiji razpravo o sevanju. Rokopis povzetka razprave je bil dolg 4 strani A4-formata. Celotno razpravo je zapisal na 61 straneh, tiskana pa je bila na 38 straneh. Polovico razprave je obsegal njen prvi del o poskusih Dulonga in Petita in o pomanjkljivostih njunega zakona "geometri~nega nara{~anja koli~ine toplote rde~ega `ara, ko temperature nara{~ajo v aritmeti~nem zaporedju". Stefanova ena~ba s ~etrto potenco se je bolje skladala s poskusi francoskega {olskega in{pektorja Provostayja in profesorja na Sorbonni Desainsa pri nizkih temperaturah. Stefanova ena~ba naj bi imela {e prednost v teoreti~nem pogledu.20 Dulong-Petitov zakon je bil v ~asu Stefanovih raziskav star `e 62 let. Medtem so se pojavile nove meritve, predvsem glede temperature Sonca. [e tehtnej{i so bili teorijski o~itki, saj v Dulongovem ~asuni bilo znano, da toplotna prevodnost ni odvisna od gostote plina.21 To je bilo najbolj presenetljivo dognanje Maxwellove kineti~ne teorije plinov, ki ga je opisal v pismuStokesuleta 1859 in objavil naslednje leto. Z Maxwellovo teorijo je Stefan dognal, da sta se Dulong in Petit pri svoji meritvi toplotnega sevanja res znebila konvekcije, ne pa prevajanja toplote.22 V ~asu meritev Dulonga in Petita je prevladoval dvom o tem, ali zrak sploh prevaja toploto, ki ga je razre{il {ele Stefan s sodelavci v fizikalnem in{titutu z meritvami toplotne prevodnosti plinov v sedemdesetih letih 19. stoletja. Pri meritvah z diatermometrom je uporabljal najbolj{e dose`ke tedanje vakuumske tehnike. 28 VAKUUMIST 24/4 (2004) ISSN 0351-9716 V drugem delu razprave je Stefan dolo~il velikost toplotnega sevanja v absolutnih enotah. Primerjal je poskuse Desperetza s poskusi Provostayja in Desainsa, ki sta namerila precej ni`je vrednosti. V tretjem delurazprave je Stefan obravnaval poskuse Draperja in Ericssona. Razpravo je za~el s poro~ilom o Wüllnerjevi priredbi Tyndallovih poskusov, ki naj bi se posebno dobro skladali s Stefanovim zakonom. Teh pol strani smo doslej imeli23 za bistveni del Stefanove razprave. Vendar Stefan v rokopisnem povzetkusvojega dela Wüllnerja in Tyndalla sploh ni omenil; celo v objavljenem ~lankuse muje njuna meritev zdela manj pomembna od meritev Draperja in Ericssona, s katerima je naslovil tretje poglavje razprave. V ~etrtem delurazprave je Stefan dolo~il temperaturo Sonca. Uporabil je meritve Francoza Pouilleta, predvsem pa poskuse Charlesa Soreta, profesorja v @enevi; tako je prvi dobil smiselno vrednost za temperaturo Sonca 5580 °C. Stefan je bil v nasprotjuz Boltzmannom precej povr{en pri citiranju. Tako je v razpravi iz leta 1879 omenil ve~ kot deset raziskovalcev brez to~nih referenc. Nepopolno je citiral Draperjevo in Ericsonovo delo; po sodobnih merilih je, `al, pravilna le Stefanova navedba dela Dulonga in Petita iz leta 1817.24 5 STEFANOV ZAKON MED SODOBNIKI Asistent Bartoli z univerze v Bologni je 1. 7. 1876 objavil, da toplotno sevanje v vakuumskem radio-metrunasprotuje drugemuzakonutermodinamike. Izhajal je iz raziskovanja vakuuma v radiometru, ki ga je Crookes tri leta prej kazal pred Kraljevo dru`bo v Londonu. Bartoli je bil nasprotno od Crookesa `e takoj prepri~an, da v radiometrune meri absolutnega vakuuma.25 Tako je eksperimentalno raziskovanje vakuuma za~elo neposredno vplivati na razprave {e pred objavo Stefanovega zakona. Leta 1883 je Bartolijevo idejo podprl Eddy, profesor matematike in astronomije na univerzi Cinncinnati. Boltzmann je kritiziral Eddyja; podobno kot Stefan je o Bartolijevih raziskavah prebral {ele v Eddyjevem delu. Izredni profesor v LeipziguE. Wiedemann je pozneje skupaj z o~etom G. H. Wiedemannom urejeval osrednjo fizikalno revijo Ann. Phys. v Leipziguin je imel veliko bolj{i pregled nad italijanskimi objavami; zato je med prvimi Nemci prebral Bartolijevo delo. 23 Stefan, 1879, 31; ^ermelj, 1976; Strnad, 1985. 24 Stefan, 1879, 421, 422, 393. 25 Bartoli, 1879, 274. 26 Höflechner, 1994, 1: 80 27 Sitar, 1993, 87, 92–93 28 Sitar, 1993, 93 Florentinec Adolfo Giuseppe Bartoli je {tudiral fiziko in matematiko v Pisi do leta 1774. Leta 1876 je postal asistent na univerzi v Bologni in profesor fizike v Arezzu, leta 1878 v Sassariju, leta 1879 na tehni~nem institutu v Firencah, leta 1886 na univerzi Catania in leta 1893 na univerzi v Paviji. Objavil je 79 razprav v vodilnem italijanskem ~asopisu Il Nuovo Cimento v Pisi; vse je posvetil elektri~nim in toplotnim pojavom. Bartolijeva teorija tlaka svetlobe je bila podobna Maxwellovi in je omogo~ila prve meritve. Lebedev je svoje poskuse na temeljih Bartolijevih domnev objavil v Moskvi avgusta 1901; uporabljal je G. Kahlbaumovo berlinsko vakuumsko ~rpalko, ustvarjeni vakuum pa je meril z McLeodovim manometrom). Boltzmann je Bartolijevo delo obravnaval leta 1884, tik pred teorijsko izpeljavo Stefanovega zakona.26 Tudi Stefan verjetno ni poznal Bartolijevih razmi{ljanj o vakuumu v radiometru iz leta 1876, dokler ni Bartolija javno podprl Eddy. Zato Barto-lijeve raziskave sevanja niso odlo~ilno vplivale na Stefanovo pot k zakonuo sevanjuleta 1879. Seveda se je Stefan, tako kot vsi tedanji fiziki, `ivo zanimal za vakuumske poskuse v radiometru. Imel je celo tesne stike z italijanskimi raziskovalci, posebno s svojim nekdanjim sodelavcem na Dunajskem fizikalnem institutu Blaserno, od leta 1904 predsednikom rimske Akademije dei Lincei. Elektrotehni~na razstava na Dunaju med 11. 8. 1883 in 3. 11. 1883 je lahko vplivala na Boltz-mannovo zanimanje za teorijo sevanja. Stefan se je kot znanstveni vodja razstave dne 25. 10. 1883 sestal s ~astnim predsednikom tehni~no-znanstvene komisije Williamom Thomsonom, poznej{im lordom Kelvi-nom. Oba sta bila skupaj z Williamom Siemensom slovesno sprejeta na angle{kem poslani{tvuna Dunaju. Na Angle{kem `ive~i nem{ki industrijalec William Siemens je na Dunaju celo predaval o sevanju v vakuumu.27 @al ni omenil Stefanovega zakona, ~eprav je na{ega junaka dobro poznal. Od kod nenadna zamera, ne bomo nikoli izvedeli, saj je Siemens le petnajst dni po koncudunajske razstave nenadoma umrl v Londonu. Stefan je na Dunajski razstavi predaval ob~inskim predstavnikom, `upanu Dunaja in prestolonasledniku o Edisonovi vakuumski `arnici le {tiri leta po njeni iznajdbi.28 Stefan je raziskoval vakuumsko `arnico kot primer svoje teorije sevanja; obenem pa je podedoval uporabno `ilico svojega u~itelja Ettingshausna in poudarjal prednosti `arnice pred drugimi svetili. Sode- VAKUUMIST 24/4 (2004) 29 ISSN 0351-9716 dunajski razstavi. Prero{ko si je obetal, da bodo prav poskusi s sevanjem v vakuumskih `arnicah pripomogli k priznanjunjegove teorije sevanja; novodobni poskusi so v celoti opravi~ili njegova upanja.29 Dunajska razstava in vro~e poslovno obarvane debate o vakuumskih `arnicah so veliko pripomogle k priljubljenosti Stefanovega zakona o sevanju. Stefan je z vodenjem razstave postal avtoriteta pri proizvajalcih in uporabnikih `arnic in s tem tlakoval uspeh svojega zakona. Kljub temu so v prvih petih letih Stefanovo ena~bo podprli predvsem nem{ko pi{o~i fiziki.30 Tabela 1 vsebuje le dela, objavljena v osrednjih nem{kih (Ann. Phys.), avstrijskih (Wien. Ber.), francoskih (Comptes Rendus), angle{kih (Proc. Roy. Soc. Lond,. Phil. Trans., Phil. Mag.) in ameri{kih publikacijah ter v knjigah. Raziskovalci so se v glavnem strinjali, da oblika energijskih krivulj in porazdelitev energije ni odvisna od substance in temperature. Ostareli Desains in komaj dvajsetletni poznej{i Nobelov nagrajenec Curie sta na Fakulteti znanosti v Parizuleta 1880 uporabljala plo{~ice iz platine in bakra, razbeljene do belega `ara; ugotavljala sta lego energijskega maksimuma. Lecher je v Innsbrücku leta 1882 ugotavljal, da oblika energijskih krivulj ter porazdelitev energije ni odvisna od substance in temperature; pa~ v skladu s Kirchhoffovim zakonom. Graetz na Bavarskem in Bottomley v Londonusta previdno merila toplotno sevanje v vakuumu. S tem sta se zagotovo znebila morebitnega prevajanja toplote, ki je verjetno motilo poskus njunega nem{ko-londonskega kolega Williama Siemensa leto poprej. Poskusi v vakuumu so postajali nujni za to~ne rezultate. Kljub temu je Dewar {e leta 1893 zagovarjal zakon s tretjo potenco temperature, namesto Stefano- Tabela 1: Pomembnej{e razprave o sevanjuv prvih petih letih po Stefanovem zakonu Raziskovalec Narodnost Kraj objave Leto objave Slu`beno mesto Podpre Stefana Graetz nem{ki @id Leipzig 1880 Docent v Münchnu Da Desains, Curie francoska Pariz 1880 Lorenz danska Leipzig 1881 Profesor v Kopenhagnu Da C. A. Young ZDA New York 1881 Ne omeni ga J. Violle francoska Pariz 1881 Proti Lecher avstrijska Dunaj 1882 Profesor v Innsbrucku Da Rivière francoska Pariz 1882 Ne omeni ga Siemens nem{ko-angle{ka London 1883 Izumitelj v Londonu Ne omeni ga Abney, Festings angle{ka London 1883 Ne omeni ga Christiansen danska Leipzig 1883 Profesor na Politehniki v Kopenhagnu Da Bottomley angle{ka London 1884 Ne Tait {kotska London 1884 Profesor Zagovarja Dulong-Petita Boltzmann avstrijska Leipzig 1884 Profesor v Gradcu Da Schneebeli Leipzig 1884 Da 29 Prasad, Mascarenhas, 1976. 30 Lummer, 1900, 61–63; Brush, 1976, 511, 517; Strnad, 1985, 75. 30 VAKUUMIST 24/4 (2004) Slika 9: Stefanov certifikat za Lane-Foxovo angle{ko vakuumsko `arnico z `are~im ogljem v obliki podkve na dunajski razstavi lavca Stefanovega dunajskega fizikalnega in{tituta Wächter in Puluj sta svoji vakuumski `arnici prav tako prikazala na Dunajski razstavi pod Stefanovim vodstvom. Puluj je medtem sicer `e prevzel katedro v Pragi, vendar je ohranil stike z dunajskimi vakuumisti. Stefan je ocenjeval zmogljivosti `arnic {e nekaj let po ISSN 0351-9716 vega.31 Stefanov zakon je uporabil {ele leta 1920, kar davno umrlemuStefanugotovo ni bilo v prid. Zgodnji francosko in angle{ko pi{o~i fiziki Stefanove ena~be niso omenjali; nekateri so njegovo ena~bo kar odklanjali ali pa celo vztrajali pri Dulong-Petitovemuzakonu. Angle{ki izdelovalec fotografskih in spektroskopskih naprav Abney Stefanovega zakona {e ni poznal leta 1883; bil je resda ~lan londonske Kraljeve dru`be, ki pa se za dose`ke na evropski celini ni dovolj zanimala. Bolj prijazni do Stefana so bili seveda nem{ko pi{o~i raziskovalci; med njimi se je izkazal u~itelj fizike v Neuchâtelu v [vici Schneebeli, ki se je vakuumskih poskusov nau~il kot Kundtov {tudent v Zürichu. 6 SKLEP Poldrugo leto po Stefanovi smrti je imelo zdru-`enje nem{kih naravoslovcev in zdravnikov sre~anje na Dunaju dne 24. 9. 1894. Z osrednjim referatom o sevanjuje nastopil E. Wiedemann, tedaj profesor v Erlangenu. Proti koncu 19. stoletja je sredi{~e raziskovanja sevanja in njegovega merjenja z vakuumskimi tehnikami pre{lo iz na{e dr`ave v Berlin, kjer so ga kronali s Planckovo teorijo kvantov in z Einsteinovimi dose`ki v ~udovitem letu 1905, prav obletnico teh dogodkov praznujemo v leto{njem letu fizike tudi s to razpravo. 7 LITERATURA, VIRI IN POMEMBNEJ[E OSEBE, OMENJENE V RAZPRAVI Abney, William de Wiveleslie (* 1844; † 1920), Festings. 1883. Phil. Mag. Bartoli, Adolfo Guiseppe (* 19. 3. 1851 Firence; † 18. 7. 1896 Pavia), 1876. Sopra i movimenti prodotti dalla luce e dal calore e sopra il radiometro di Crookes. Le Monier (Firence). Povzetek: 1876. Fortschritte der Physik. (2) 32: 888- in 1541. Del razprave L’ipotesi dell’equilibro mobile dio temperature ed il secondo principio termodinamico Bartoli, Adolfo Guiseppe, 1879. Dimostrazione di un teorema relativo alla teoria del raggiamento dato dal prof. R. Clausius: pel dott. Adolfo Bartoli. Professore di fisica nell'instituto technico di Firenze. Nuovo Cimento (3) 6: 265–276 Bartoli, Adolfo Guiseppe, 1884. Il calorico raggiante e il secondo principio di termodinamica: nota di Adolfo Bartoli. Nuovo Cimento (3) 15: 193–202. Prevod: 1884. Exner's Repertor. D. Physik. (Wien). 21: 198. Boltzmann, Ludwig (* 1844; † 1906). 1872. Über das Wirkungsgesetz der Molekularkräfte. Wien. Anz. 9: 134. Ponatis: 1872. Ann. Phys. Boltzmann, Ludwig, 1884. Über eine von Hrn. Bartoli entdeckte Beziehung der Wärmestrahlung zum zweiten Haupsatze. Ann. Phys. (3) 22: 31–39, 291, 616 Boltzmann, Ludwig, 1884. Ableitung des Stefan'schen Gesetzes, betreffend die Abhängigkeit der Wärmestrahlung von der Temperatur aus der elektromagnetischen Lichttheorie. Ann. Phys. (3) 22: 291–294. Brush, Stephen G (* 1929), 1976. The kind of motion we call heat, North-Holland. II. Amsterdam, New York, Oxford Christiansen, Christian (* 1843; † 1917), 1883. Ann. Phys. (3) 19: 267 Christiansen, Christian, 1884. Ann. Phys. (3) 21: 364 Clausius, Robert (* 1822; † 1888), 1856. Ueber die Art der Bewegung, welche wir Wärme nennen, Ann. Phys. 100: 353 31 Lummer, 1900, 63, 65; Dewar, 1927, 353–355 Pierre Curie (* 1859; † 1906) ^ermelj, Lavo (* 1889; † 1980), 1976. Jo`ef Stefan. Ljubljana Davies, C. N., 1946. Tyndall and Stefan's radiation law. Nature 157: 879 Paul Quentin Desains (* 1817; † 1885) Christian Doppler (* 1803; † 1853) Draper, J. William (* 1811 Liverpool; † 1882 New York), 1846. Ann. Phys. 67: 84 Dulong, Pierre Louis (* 1785; † 1838), Petit, Alexis Theérése (* 1791; † 1820), 1817. Annales de chemie et de physique. 7: 225–264, 337–367. Eddy, Henry Turner (* 1844). Julij 1882. Radiant heat, an exception to the second law of thermodynamics. Scientific Proceedings of the Ohio Mechanic Institute. 105–114. Ponatis: 1883. Franklin Inst. Journal. 85:. Povzetek: 1883. Beiblatter der (Wiedemans) Ann. Phys. 7: 251 Edlung, Erik (* 1819; † 1888), 1863. Über die Natur der Elektricität. Pogg. Ann. 6: 95, 241 J. Ericsson (* 1803 [vedska; † 1889 New York) Andreas baron Ettingshausen (* 1796; † 1878) Flamm, Dietrich (* 1936). 1995. Hochgeehrter Herr Profesor, Innig geliebter Louis: Ludwig Boltzmann, Henriette von Aigentler, Briefwechsel. Wien, Köln, Weimar: Böhlau1995 Graetz, Leo (* 1856; † 1941), 1880. Ann. Phys. (3) 11: 913–930 Höflechner, Walter. 1994. Ludwig Boltzmann, Dokumentation eines Professorlebens. Prvi del: Ludwig Boltzmann, Leben und Briefe. Graz: Akademisch Druck und Verlagsanstalt Anton Schrötter von Kristelli (* 1802; † 1875) Krönig, August Karl (* 1822; † 1879), 1956. Grundzüge einer Theorie der Gase. Berlin: A. W. Hayn. ponatis: 1856. Ann. Phys. 99: 315 Lecher, Ernst (* 1856; † 1926), 1882. Ann. Phys. (3) 17: 477 Lecher, Ernst, 1884. Wien. Ber. 85: 441–490 Lorenz, Ludwig Valentin (* 1829; † 1891), 1881. Ann. Phys. (3) 13: 422, 582 Lummer, Otto (* 1860; † 1925), 1900. Le rayonnement des corps noirs. Raports presentés au Congrés international de physique réuni a Paris en 1900, Paris. 41–99 Maxwell, James Clerk (* 1831; † 1879). Pismo GeorguGabrieluStokesu (* 1819; † 1903) z dne 30. 5. 1859. Ruski prevod: Polak, 1984, 484 Polak, L. S. 1984. Ludwig Boltzmann. Izbranie trudi. Moskva: Nauka Pouillet, Claude Servait Matthias (* 1790; † 1868), 1838. Ann. Phys. (2) 45: 25, 481 Poiseuille Jean Léon (* 1799), 1846. Recherches exp.s le mouv. des liquides dans les tubes de très-petites diamétres, Mém. Sav. étrang. 9: 433. Povzetek: 1843. Ann. de chim. et de phys. (3) 7: 50. Prevod: 1843. Ann. Phys. 58: 424 Pourprix, Bernard, Locqueneux, Robert, 1988. Josef Stefan (1835–1893). Archives internationales d'histoire des sciences. 38: 86–118 Prasad B. S. N., Mascarenhas, R. 1978. A laboratory experiment on the application of Stefan's law to tungsten filament electric lamps. American Journal of Physics. 46: 420 Fréderic Hervé de la Provostay (* 1812; † 1863) Redtenbacher, Ferdinand (* 1809; † 1863), 1852. Prinzipien der Mechanik und das Machinenbaues. Ponatis: 1859 Redtenbacher, Ferdinand, 1857. Das Dynamiden-System. Mannheim Rosenberger, Ferdinand, 1890. Die Geschichte der Physik. III. Braunschweig Anton Ritter von Schmerling (* 1805; † 1893) Schneebeli (Schnneebeli), Heinrich, 1884. Ann.Phys. (3) 22: 430–438 Angelo Secchi (* 1818; † 1878) Siemens, Werner von (* 1816; † 1892), 1889. Ueber die Zulässigkeit der Annahme eines elektrischen Sonnenpotentials und dessen Bedeutung zur Erklärung terrestrischer Phänomene, Vorgelegt d. k. Akad. d. Wissensch. zuBerlin am 31. 5. 1883. Ponatis: Wissenschaftlische und Technische Arbeiten. Erster Band. Wissenschaftlische Abhandlungen und Vorträge. Berlin: Verlag von Julius Springer, 258–379 Siemens, Sir William (* 1823; † 1883). 1883. Predavanje na mednarodni razstavi na Dunaju. Proc. Roy. London. Soc. 35: 166–177; 1883. Nature, 28: 19; 1884. Proc. Roy. Inst. London. 10: 315 Sitar, Sandi, 1993. Jo`ef Stefan. Ljubljana: Park. Stefan, Jo`ef (* 1835; † 1893), 1861?. Ueber den Integralsinus und einige verwandte bestimmte Integrale. IV Program der öff: Ober= Realschule am Bauernmarkt (Wien) Stefan, Jo`ef, 1862. Ueber ein bestimmtes Integral. Schlömlich's Zeitschrift für Mathematik und Physik. 5 Heft. (NUK-25774) VAKUUMIST 24/4 (2004) 31 ISSN 0351-9716 Stefan, Jo`ef, 1862. Ueber die vereinigungbreite des vom einen Hohl=Spiegel reflektiren Strahlen. Schlömlich's Zeitschrift für Mathematik und Physik. 5 Heft Stefan, Jo`ef, 11. 4. 1872. Über die dynamische Theorie der Diffusion der Gase, Wien.Ber. II. 65: 323–363 Stefan, Jo`ef, 1878. Andreas von Ettingshausen. Almanach Wien Akademie. 28: 154–159 Stefan, Jo`ef. 1879. Über die Beziehung zwischen der Wärmestrahlung und der Temperatur. Wien.Ber. II. 79: 391–428. Rokopis: AuszeigerNotiz Vorlegt in der Sitzung am 10. März 1879 durch Verfasser. 4 strani rokopisa 282 ex 1879 v knji`nici Österreichisches Akademie der Wissenschaften, Wien (v na{em tekstucitirano kot "Povzetek") Stefan, Jo`ef, 1880, Über die Tragkraft der Magnete. Wien.Ber. II. 81: 81–126 Stefan, Jo`ef, 1858–1878. [tirje foliji dokumentov o Stefanovi poklicni poti na Univerzi pri Ministrstvuza uk in Bogo~astje. Österreichisches Staatsarchiv. Wien. 4 Phil. Stefan. 16215/1858 (v razpravi citirano kot: "Dokumenti") Karl Edler von Stremayr (* 1823; † 1904) Strnad, Janez (*1934), 1985. Kako je Jo`ef Stefan odkril zakon o sevanju. Zbornik za zgodovino naravoslovja in tehnike. 8: 65–79 Tschermak, Gustav (* 1836 Moravska), 1860. Einige Sätze der theoretischen Chemie. Wien. Ber. 41: 67–112 Tyndall, John (* 1820; † 1893), 1864. On luminous and obscure radiation. Phil. Mag. 28: 329 Prevod: 1865. Ann. Phys. 124: 36 Wiedemann, Eilhard Ernst Gustav (* 1852; † 1928), 1896. Tagblatt der 66. Versammlung Deutscher Naturforscher und Ärzte in Wien 1894. Wien, 76–77 Gustav Heinrich Wiedemann (* 1826; † 1899) Wüllner, Adolph, 1870–1871, 1874–1875. Die Lehre von der Wärme vom Standpunkte der mechanischen Wärmetheorie. II–III. Leipzig 32 VAKUUMIST 24/4 (2004)