Philipp Lenard

Wczesne życie i twórczość

Philipp Lenard urodził się w Pressburgu (dzisiejsza Bratysława), 7 czerwca 1862 r. w Królestwie Węgier. Rodzina Lenardów miała pochodzenie niemieckie. Jego ojciec, Philipp von Lenardis (1812-1896), był winiarzem w Pressburgu. Jego matką była Antonie Baumann (1831-1865). W 1880 r. studiował fizykę i chemię w Wiedniu i Budapeszcie, w 1882 r. wrócił do Pressburga. Po odmowie przyjęcia w 1883 r. na stanowisko asystenta na uniwersytecie w Budapeszcie przeniósł się do Heidelbergu. Studiował u Roberta Bunsena, a także jeden semestr w Berlinie u Hermanna von Helmholtza. W 1886 r. uzyskał stopień doktora. W 1887 r. wrócił do Budapesztu, gdzie pracował u Loránda Eötvösa. Po pracy w Aachen, Bonn, Breslau, Heidelbergu (1896-1898) i Kilonii (1898-1907) wrócił w 1907 r. na Uniwersytet w Heidelbergu jako kierownik Instytutu Philippa Lenarda. W 1905 r. Lenard został członkiem Szwedzkiej Królewskiej Akademii Nauk. W 1907 r. został członkiem Węgierskiej Akademii Nauk.

Badał fosforescencję, luminescencję i przewodnictwo płomieni.

Wkład w fizykę

Badania fotoelektryczne

Lenard rozpoczął badania nad promieniami katodowymi w 1888 roku. Promienie te były wytwarzane w prostych, częściowo opróżnionych rurkach szklanych. Wewnątrz znajdowały się metalowe elektrody, do których można było przyłożyć wysokie napięcie. Trudno było badać promienie wewnątrz zamkniętych szklanych rurek. Były one trudno dostępne, a ponadto w rurkach wciąż znajdowały się cząsteczki powietrza. Lenardowi udało się zrobić małe metalowe okienka w szkle, wystarczająco grube, by wytrzymać ciśnienie, ale na tyle cienkie, by promienie mogły przez nie przejść. Dzięki temu mógł przepuszczać promienie na zewnątrz laboratorium lub do innej komory, która była całkowicie pozbawiona powietrza. Te okna są obecnie znane jako okna Lenarda. Mógł łatwo wykrywać promienie i mierzyć ich natężenie za pomocą arkuszy papieru pokrytych warstwą materiałów fosforyzujących.

Lenard zauważył, że absorpcja promieni katodowych była proporcjonalna do gęstości materiału, przez który przechodziły. Było to sprzeczne z poglądem, że są one jakimś rodzajem promieniowania elektromagnetycznego. Wykazał również, że promienie mogły przechodzić przez powietrze i wydawały się być przez nie rozpraszane. Oznaczało to, że muszą to być cząstki, które były nawet mniejsze niż cząsteczki w powietrzu. Potwierdził niektóre z prac J.J. Thomsona, co pokazało, że promienie katodowe były strumieniami ujemnie naładowanych cząstek energetycznych. Nazwał je kwantami elektryczności lub w skrócie kwantami, za Helmholtzem. J.J. Thomson nazywał je korpuskułami, ale to elektrony stały się potocznym określeniem. Lenard wykorzystał tę wiedzę wraz z wynikami swoich i innych wcześniejszych eksperymentów nad absorpcją promieni w metalach. Wykazał, że elektrony są częściami atomu. Lenard odkrył, że atomy są w większości pustą przestrzenią. Stwierdził, że każdy atom składa się z pustej przestrzeni i elektrycznie obojętnych korpuskuł zwanych "dynamidami", z których każdy składa się z elektronu i jednakowego ładunku dodatniego.

Eksperymentował przy użyciu lampy Crookesa. Wykazał, że promienie wytwarzane przez naświetlanie metali w próżni światłem ultrafioletowym są jak promienie katodowe. Stwierdził, że energia promieni jest niezależna od natężenia światła, ale jest większa dla krótszych fal światła.

Albert Einstein wyjaśnił to jako efekt kwantowy. Teoria ta głosiła, że wykres energii promieniowania katodowego w zależności od częstotliwości będzie linią prostą o nachyleniu równym stałej Plancka, h. Zostało to udowodnione kilka lat później. Za tę teorię Einstein otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki. Lenardowi nie podobała się uwaga poświęcona Einsteinowi. Nie wierzył w teorie Einsteina, w tym w teorię względności. Zgadzał się jednak z wyjaśnieniem Einsteina dotyczącym efektu fotoelektrycznego.

Za tę pracę Lenard otrzymał w 1905 roku Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki.

Wkład meteorologiczny

Lenard był pierwszą osobą, która w 1892 roku zbadała zjawisko, które obecnie nazywamy efektem Lenarda. Jest to separacja ładunków elektrycznych związana z aerodynamicznym rozpadem kropel wody. Znany jest również jako elektryzowanie się rozpylonej wody lub efekt wodospadu.

Badał wielkość i kształty kropel deszczu. Zbudował tunel aerodynamiczny, w którym krople wody mogły być utrzymywane w bezruchu przez kilka sekund. Odkrył, że duże krople deszczu nie mają kształtu łzy, ale raczej przypominają kształtem bułkę hamburgerową.

Dynamiczny model atomu, autorstwa Philippa Lenarda, 1903

Deutsche Physik

Lenard był silnym niemieckim nacjonalistą i nie lubił "angielskiej fizyki". Uważał, że Anglicy ukradli swoje pomysły z Niemiec. Wstąpił do Partii Narodowo-Socjalistycznej, zanim stała się ona popularna. Mówił, że Niemcy powinny polegać na "Deutsche Physik" i ignorować to, co według niego było fałszywymi i celowo wprowadzającymi w błąd ideami "żydowskiej fizyki". Rozumiał przez to teorie Alberta Einsteina, w tym "żydowskie oszustwo" względności. Stał się doradcą Adolfa Hitlera i szefem aryjskiej fizyki.

W 1931 r. Lenard przeszedł na emeryturę jako profesor fizyki teoretycznej na Uniwersytecie w Heidelbergu. W 1945 r. został usunięty z honorowego stanowiska przez alianckie siły okupacyjne. Helmholtz-Gymnasium Heidelberg nosiło od 1927 do 1945 roku nazwę Philipp Lenard Schule. Nazwę zmieniono we wrześniu 1945 roku, gdy rząd wojskowy usuwał nazistowskie nazwy ulic i pomniki. Lenard zmarł w 1947 roku w Messelhausen w Niemczech.

• Royal Society: Medal Rumforda, 1896
• Włoskie Towarzystwo Naukowe: Medal Matteucci, 1896
• Francuska Akademia Nauk: Prix La Caze, 1897
• Instytut Franklina: Medal Franklina, 1932
• Nagroda Nobla w dziedzinie fizyki, 1905
• Krater w pobliżu północnego bieguna księżyca został nazwany jego imieniem w 2008 roku.