Der schwarze Körper ist gar nicht schwarz
Der vor 150 Jahren geborene Physiker Otto Lummer ebnete mit seinen Experimenten den Weg für Plancks Quantenhypothese.
Der vor 150 Jahren geborene Physiker Otto Lummer ebnete mit seinen Experimenten den Weg für Plancks Quantenhypothese.
„Wenn ein Raum von Körpern gleicher Temperatur umschlossen ist und durch diese Körper keine Strahlen durchdringen können, so ist ein jedes Strahlenbündel im Innern des Raumes seiner Qualität und Intensität nach gerade so beschaffen, als ob es von einem vollkommen schwarzen Körper derselben Temperatur herkäme, ist also unabhängig von der Beschaffenheit und Gestalt der Körper und nur durch die Temperatur bedingt.“ So beschrieb Gustav Kirchhoff bereits 1860 das allgemeine Konstruktionsprinzip eines schwarzen Körpers, der grundlegend ist, um das Strahlungsgleichgewicht zu untersuchen.
Doch den Bemühungen der Physiker, die unterschiedlichsten Materialien „maximal schwarz“ zu machen, blieb ein zufrieden stellender Erfolg zunächst versagt.
Abb.: Der schwarze Körper nach Lummer und Kurlbaum von 1898, der aus nur 0,01 mm dicken Platinblech besteht, dass zu einem Zylinder mit 40 Zentimeter Länge und vier Zentimeter Durchmesser gebogen ist. (Bild: Müller-Pouillets Lehrbuch der Physik, Braunschweig 1909)
1895 erkannten jedoch Otto Lummer und Wilhelm Wien von der Physikalisch-Technischen Reichsanstalt in Berlin, dass es genügt „die Strahlung eines schwarzen Körpers als den Zustand des Wärmegleichgewichts aufzufassen“ aufzufassen. Schwarze Bleche oder ähnliches waren nicht nötig, stattdessen schlugen sie vor einen Hohlraum auf gleichmäßige Temperatur zu bringen und durch eine Öffnung seine Strahlung nach außen gelangen zu lassen.
Auf diese Weise gelang es Otto Lummer zusammen mit Friedrich Kurlbaum einen schwarzen Körper zu realisieren. Die damit gewonnenen Messergebnisse erwiesen sich als grundlegend für Max Plancks mit Hilfe seiner Quantenhypothese hergeleiteten Strahlungsformel, welche die Geburtsstunde der Quantenmechanik markiert.
Der Experimentalphysiker Otto Lummer wurde am 17. Juli 1860 im thüringischen Gera als Sohn eines Bäckers geboren. Nachdem er im März 1880 ein glänzendes Abitur abgelegt hatte schwankte er bei der Studienwahl zwischen den Naturwissenschaften und der Malerei, gab aber ersterem den Vorzug und begann ab 1880 Physik und Mathematik zu studieren, anfangs in Tübingen, dann dauerhaft in Berlin. 1884 wurde er Assistent am Physikalischen Institut in Berlin unter Helmholtz. 1889 wechselte er an die Physikalisch-Technische Reichsanstalt in Charlottenburg. 1900 habilitierte er sich in Berlin als Privatdozent und ging schließlich 1904 als Professor und Direktor des Physikalischen Instituts nach Breslau, wo er am 5. Juli 1925 starb.
Bekannt wurde Otto Lummer nicht nur durch seine Experimente zur Wärmestrahlung des schwarzen Körpers, sondern auch durch zahlreiche weitere Entwicklungen und Patente. So entdeckte er als erster die Interferenzerscheinungen an planparallenen Glasplatten und war unter anderem Miterfinder des Photometerwürfels. Außerdem entwickelte er eine Quecksilberdampflampe und baute 1902 ein hochauflösendes Spektroskop.
Daneben engagierte er sich auch an der Verbreitung des neuen Mediums Hörfunk. Im April 1924 gründete er zusammen mit vier Kaufleuten die "Schlesische Funkstunde", eine Sendegesellschaft die von Breslau aus, die Bevölkerung erreichen sollte.
Auch in der Deutschen Physikalischen Gesellschaft war Otto Lummer aktiv und wurde z. B. 1905 in den wissenschaftlichen Ausschuss gewählt.
Für den 17. November 2010 ist in Otto Lummers Geburtsstadt Gera ein Symposium anlässlich des Jubiläums geplant. Bereits einen Tag vor dem 150. Geburtstag enthüllte Geras Oberbürgermeister Norbert Vornehm eine Gedenktafel an Lummers einstigem Geburts- und Wohnhaus.
Alexander Pawlak, Physik Journal
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