Pregunta:
¿Las compañías de bombillas encargaron a Planck que estudiara la radiación del cuerpo negro?
Artem Kaznatcheev
2016-12-06 07:01:46 UTC
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Trasfondo

Al introducir el cambio de Planck para observar la radiación de cuerpo negro, varias fuentes, como MinutePhysics, The Economist, al azar enciclopedias en línea e incluso aquí en HSM.SE (además de muchas cuentas históricas populares: 1, 2, 3, 4, etc.) - proponer motivaciones análogas a las siguientes:

En 1894, las compañías eléctricas le habían encargado a Planck que descubriera cómo generar la mayor luminosidad a partir de bombillas con la mínima energía.

Dependiendo de la fuente, es una sola empresa, una empresa local, un consorcio o el gobierno. Pero no he rastreado ninguna de estas menciones a una referencia o documento histórico real. Tampoco he visto menciones de empresas en particular.

La historia anterior también hace sonar varias alarmas:

  • ¿Por qué contratar a un físico teórico para un problema de ingeniería si hay varios otros? -experimentadores calificados (digamos Lummer u otros en el Physikalisch-Technische Bundesanstalt) en Berlín que podrían ser comisionados en su lugar?
  • Cuentas más confiables (como Helge Kragh (pdf)) no mencionan las empresas de bombillas, pero sugieren que Planck estaba motivado por la universalidad de la ley de Kirchhoff de la radiación del cuerpo negro. Esa ley se introdujo en 1859, antes de que las bombillas incandescentes fueran importantes. Esto sugiere que la motivación para estudiar la radiación del cuerpo negro, en general, tuvo poco que ver con las bombillas (aunque ahora podemos usar esas teorías para pensar en ellas).
  • Uniendo los dos puntos anteriores: Planck parece haber estado mucho más preocupado por cuestiones universales, abstractas y fundamentales y no parece ser el tipo de personaje que asumiría una tarea claramente práctica como hacer que las bombillas sean más eficientes energéticamente (incluso si estuvieran de moda por eso) tiempo).

Pregunta

¿Las bombillas motivaron directamente a Planck? ¿Recibió financiación en 1894-1900 alguien relacionado con las bombillas? ¿Los investigadores cercanos a él (como Lummer, Rubens o Wien) estaban motivados por hacer que las bombillas incandescentes fueran más eficientes? ¿O incluso midiendo su eficiencia?

¿O es simplemente uno de los muchos mitos inventados después de los hechos por los libros de texto de historia? (Si es así, pregunta adicional: ¿quién la originó?)


Notas

La historia más convincente que he encontrado hasta ahora en esta dirección está en la página de wikipedia para el Physikalisch-Technische Bundesanstalt:

El primer logro científico destacado en el PTR también estuvo estrechamente relacionado con Max Planck. Para decidir si la electricidad o el gas serían más económicos para el alumbrado público en Berlín, el PTR debía desarrollar un estándar más preciso para la intensidad luminosa. Con este propósito, en 1895, Otto Lummer y Wilhelm Wien desarrollaron el primer radiador de cavidad para la generación práctica de radiación térmica.

Pero esto se afirma nuevamente sin una referencia confiable. El artículo de Jorg Hollandt en esta colección (pdf) podría corraborar la historia anterior, pero no puedo leer el alemán para verificarlo.

Acepte una de las respuestas.
Tres respuestas:
Brandon Brown
2016-12-07 11:06:47 UTC
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Parece que todos estamos en la misma página. Pero FWIW: En toda mi investigación para ese libro de Planck (2015), no encontré evidencia de que fuera encargado, contratado o pagado por empresas de bombillas (o similares) en la década de 1890 por su trabajo teórico. Tenga en cuenta que no soy un historiador adecuado, pero, por ejemplo, revisé una serie de obras históricas alemanas sobre el tema (a un ritmo vergonzosamente glacial), incluidas las del Dr. Dieter Hoffmann. A menos que me perdiera algo en esas fuentes (siempre es posible), Planck simplemente estaba trabajando como un físico teórico explotando una gran cantidad de datos de vanguardia que surgen en su propio patio trasero. Su cambio en 1894, por lo que puedo decir, tuvo más que ver con querer explorar algo nuevo (después del éxito en la química física), especialmente después de escribir piezas para conmemorar a los titanes Helmholtz y Hertz recientemente fallecidos (y especialmente después de releer El trabajo de Hertz sobre radiación EM). Optó por la radiación térmica. En cualquier caso, no estoy seguro de que a las empresas de bombillas les hubiera importado mucho el trabajo de Planck o cualquier trabajo puramente teórico. Apenas a ningún físico le importaba su trabajo en ese momento, por lo que pude ver. :-) Más tarde afirmó que la oscuridad de su trabajo de 1890 fue una bendición en el sentido de que tenía libertad y tiempo sin que nadie compitiera o mirara por encima del hombro para darle sentido. Saludos.

Gracias por publicar, ¡necesitamos las contribuciones de expertos! ¿Vio documentos de Lummer, Pringsheim, Rubens, Paschen y Kurlbaum de alrededor de 1894? Tengo curiosidad por saber si alguno de ellos trabajó en la medición de las emisiones de filamentos o al menos citó las bombillas incandescentes como motivación.
Conifold
2016-12-06 08:32:13 UTC
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Después de buscar en fuentes más confiables, parece que el "encargado por las compañías eléctricas" es una confabulación, y el "encargado por la Oficina de Normas de Alemania" está más cerca de la verdad, pero sigue siendo un tramo enorme.

En Black-Body Theory and the Quantum Discontinuity, 1894-1912 de Kuhn, que dedica dos capítulos a las motivaciones de Planck, las bombillas se mencionan solo una vez:

Pero cuantitativamente [la ley de Michelson] no fue muy satisfactoria, un hecho pronto enfatizado por HF Weber (1843-1912) de la Zurich Technische Hochschule, un físico que actualmente se dedica a medir el espectro de emisión de lámparas de filamento de carbono. Después de criticar la base teórica de la derivación de Michelson (incluida su dependencia de la ley de Stefan-Boltzmann), Weber propuso una fórmula alternativa basada en sus propios experimentos y en otros. (...) Cuando Wien, cinco años más tarde, publicó la ley de desplazamiento, su única referencia al experimento fue a través de la ley de Weber. (...) Como producto de la teoría, la ley de distribución de Wien tenía, por supuesto, poca autoridad hasta que Planck la rederivó por una ruta muy diferente en 1899.

Pero Brown's Planck: Driven by Vision, Broken by War ofrece una conexión anterior.

Más allá de los físicos de la Universidad de Berlín, el cercano Physikalisch-Technische Reichsanstalt albergaba a varios experimentadores que estudiaban afanosamente la radiación térmica. El PTR, o Reichsanstalt en un lenguaje más común, funcionó esencialmente como una oficina de estándares como el actual Instituto Nacional de Estándares y Tecnología en Estados Unidos. El enfoque allí era la tecnología aplicada, entonces, ¿por qué demonios los científicos de su laboratorio investigarían temas oscuros de radiación térmica? Simplemente esperaban diseñar una mejor luz eléctrica. (...)

Berlín, y en particular el Reichsanstalt, albergaba a los principales expertos del mundo en medir la radiación térmica. Se trataba de hombres como Lummer, Pringsheim, Rubens, Paschen y Kurlbaum. Aunque Planck era mucho más un físico de lápiz y ecuaciones que estos colegas, compartió mucho con ellos.

Si tuviera que adivinar, la anécdota podría haber desarrollado algo como Esto: primero Planck fue "absorbido" por asociación en la multitud del Reichsanstalt, que tal vez estaba motivado por mejorar las bombillas, luego el Reichsanstalt fue rebautizado como la Oficina Alemana de Normas que suena mejor, que después de todo esencialmente lo era, y finalmente alguien especuló que Las compañías eléctricas se apoyaron en el Reichsanstalt con respecto a las bombillas (lo cual puede ser cierto o no), y decidieron hacer un cortocircuito de regreso a Planck, para un mayor efecto.

La realidad es más vaga y confusa. . Los intereses de los experimentadores del Reichsanstalt con respecto a las bombillas aparentemente influyeron en la elección del tema de Planck en 1894, aunque también encajaba muy bien con su interés en la termodinámica, y la ley de Wien de 1893, que fue rederivada por Planck en 1899 y se convirtió en uno de los principales peldaños de su investigación. La ley, a su vez, fue motivada por el estudio de Weber sobre las bombillas en 1888. Así que las bombillas estaban un poco en la mezcla, aunque indirectamente, y en el mejor de los casos podemos atribuir a la revolución industrial la creación de un entorno de investigación que condujo a un importante descubrimiento en física fundamental.

"Simplemente esperaban diseñar una mejor luz eléctrica". ¿Tomaría esa parte de la cita como auténtica? He estado esperando encontrar algún tipo de "declaración de misión" para el PTR (desde que lo publicaron) que confirme esto, pero fue en vano. He leído "Sobre el contexto experimental de la Fundación de la teoría cuántica de Planck" de Dieter Hoffmann y habla extensamente sobre PTR y otros trabajos experimentales en la 'prehistoria' cuántica, pero todavía no se menciona a las bombillas, solo que en 1885/6 apuntaban " para proporcionar un estándar de intensidad absoluta "(que es una preocupación puramente metrológica).
@ArtemKaznatcheev No, hubo demasiadas interpolaciones "útiles" en esta historia, y esto suena a Brown. Kuhn menciona a Paschen entre "varios jóvenes experimentales" que siguieron el trabajo de Weber y Wien mejorando los instrumentos para medir las emisiones en 1893-96. También me gustaría revisar los papeles de otras personas que menciona Brown, pero eso llevará algún tiempo.
Francois Ziegler
2018-10-12 02:54:21 UTC
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Otras respuestas dejaron en claro que "Max Planck encargado" es probablemente una exageración, aunque Siemens, propietario de la fábrica de bombillas más antigua de Alemania ( Siemens & Halske), financió en gran medida la física de Berlín (por ejemplo, co -fundó el Reichsanstalt y le dio tierras).

Me pregunto si la historia podría tener sus raíces en la fusión de Planck con su hermano ingeniero Adalbert ( Adelbert?) Que trabajó para Siemens. (Esto puede ser verificable en Siemens-Akten-Archiv).



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