Йозеф Стефан - Josef Stefan

Йозеф Стефан
Родился	( 1835-03-24 )24 марта 1835 г. Sv. Петр (сегодня в Человец ), Австрийская империя
Умер	7 января 1893 г. (1893-01-07)(57 лет) Вена , Австро-Венгрия
Альма-матер	Венский университет
Известен	Закон Стефана – Больцмана Константа Стефана – Больцмана Задача Стефана Уравнение Стефана Формула Стефана Поток Стефана Число Стефана Диффузия Максвелла – Стефана Сжимаемый поток
Награды	Премия Либена (1865 г.)
Научная карьера
Поля	Физик
Учреждения	Венский университет
Академические консультанты	Андреас фон Эттингсхаузен
Докторанты	Людвиг Больцманн Мариан Смолуховски Иоганн Йозеф Лошмидт

Йозеф Стефан ( словенец : Jožef Štefan ; 24 марта 1835 - 7 января 1893) был этническим каринтийским словенским физиком , математиком и поэтом Австрийской империи .

Жизнь и работа

Стефан родился в пригороде села Св. Петра (словенский: Sveti Peter ; сегодня район Келовец ) в Австрийской империи (ныне в Австрии) - отцу Алешу (Александру) Стефану, 1805 года рождения, и матери Марии Стартиник, 1815 года рождения. Его родители, оба этнические словенцы, поженились когда Йозефу было одиннадцать. Стефаны были скромной семьей. Его отец был помощником фрезеровщика, а мать служила служанкой. Мать Стефана умерла в 1863 году, а его отец - в 1872 году. Йозеф был их единственным ребенком.

Стефан посещал начальную школу в Клагенфурте, где он проявил свой талант. Ему посоветовали продолжить учебу, поэтому в 1845 году он пошел в Клагенфуртский лицей  [ de ] . Тринадцатилетним мальчиком он пережил революционный 1848 год , который вдохновил его сочувствовать словенской литературной продукции.

После того, как он окончил среднюю школу лучшим в своем классе, он на короткое время подумывал о вступлении в Орден бенедиктинцев , но его большой интерес к физике преобладал. Он уехал в Вену в 1853 году, чтобы изучать математику и физику . Его профессором физики в гимназии был Карел Робида , написавший первый словенский учебник физики. Стефан затем получил свою абилитации в математической физике на Венском университете в 1858. В студенческие годы он также написал и опубликовал ряд стихотворений в словенском.

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

Работа

Стефан опубликовал около 80 научных статей, в основном в Вестниках Венской академии наук. Он наиболее известен тем, что создал в 1879 году закон Стефана , физический степенной закон, утверждающий, что полное излучение от черного тела пропорционально четвертой степени его термодинамической температуры T :

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

Он вывел этот закон из измерений французских физиков Дюлонга и Пети . Поскольку падающее излучение и излучение абсолютно черного тела всегда равны, это уравнение в равной степени применимо к температуре любого идеального тела, подверженного воздействию излучения, проходящего через его поверхность. В 1884 году учеником Стефана Людвигом Больцманом закон был распространен на выбросы серых тел и, следовательно, известен как закон Стефана – Больцмана . Больцман относился к тепловому двигателю со светом как к рабочему веществу. Этот закон - единственный физический закон природы, названный в честь словенского физика. Сегодня этот закон выводится из закона излучения черного тела Планка :

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

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, обработал испарение и, среди прочего, изучил диффузию , теплопроводность в жидкостях . За трактат по оптике Венский университет наградил его премией Либена . 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 векторных обозначениях, и работы в кинетической теории тепла. Стефан был одним из первых физиков в Европе, которые полностью поняли электромагнитную теорию Максвелла, и одним из немногих за пределами Англии, кто расширил ее. Он рассчитывается индуктивность из в катушке с квадратичным поперечным сечением, и он исправил просчет Максвелла. Он также исследовал явление, называемое скин-эффектом , когда высокочастотный электрический ток сильнее на поверхности проводника, чем внутри его.

В математике хорошо известны задачи Стефана или задачи Стефана с подвижной границей. Проблема была впервые изучена Ламе и Клапейроном в 1831 году. Стефан решил задачу, когда он вычислял, насколько быстро растет слой льда на воде ( уравнение Стефана ).

Одноименные термины

В физике несколько концепций названы в честь Джозефа Стефана. Особенно:

• Закон Стефана – Больцмана
• Постоянная Стефана – Больцмана σ
• Стефановая адгезия
• Проблема Стефана
• Уравнение Стефана
• Формула Стефана
• Стефан Флоу
• Число Стефана
• Трубка Стефана
• Диффузия Максвелла – Стефана

Институт Йожефа Стефана также был назван его именем.

использованная литература

внешние ссылки

• «Йозеф Стефан: его жизнь и наследие в области термических наук», « Экспериментальная наука о теплоте и жидкости» , том 31, выпуск 7, июль 2007 г., стр. 795–803, автор: Джон К. Крепо
• О'Коннор, Джон Дж .; Робертсон, Эдмунд Ф. , «Йозеф Стефан» , MacTutor Архив истории математики , Университет Сент-Эндрюс
• Расширенная биография Йозефа Стефана , написанная Джоном К. Крепо