חישוב טמפרטורת פני השטח של השמש כ-5,430 מעלות צלזיוס עומד כאחד ההישגים המכריעים של הפיזיקאי יוזף סטפן (Josef Stefan). הוא נולד בסנטפטר (Sentpeter) בשנת 1835 והעביר את חייו המקצועיים באוניברסיטת וינה, שם בנה קריירה שגישרה בין מדידה ניסויית למתמטיקה תיאורטית, ובסופו של דבר עיצבה את יסודות התרמודינמיקה והאלקטרומגנטיות המודרניים.
יסודות אקדמיים וקריירה
סטפן למד בגימנסיה האירופית בקלגנפורט בין השנים 1846 ל-1853 לפני שעבר לאוניברסיטת וינה. הוא השלים את לימודיו שם בין 1853 ל-1858 והחל תקופת כהונה ארוכה במוסד שנמשכה עד מותו ב-1893. לאורך תקופתו בווינה, הוא שירת בתפקידים אקדמיים שונים, כולל כרקטור במהלך שנת הלימודים 1876-1877, וזכה להכרה על תרומותיו, בולטת מביניהן היא פרס ליבן (Lieben Prize) בשנת 1865.
תרומות לקרינה ותרמודינמיקה
בשנת 1879 ניסח סטפן את החוק הפיזיקלי הידוע כיום כחוק סטפן-בולצמן, הקובע כי הקרינה הכוללת מגוף שחור עומדת ביחס ישר לחזקה הרביעית של הטמפרטורה התרמודינמית שלו. הוא גזר זאת מתוך המדידות שסיפקו דולונג ופטי. תלמידו, לודוויג בולצמן, הרחיב מאוחר יותר את יישום החוק הזה לפליטות של גוף אפור. מחקר זה נותר נקודת התייחסות עיקרית לחישוב פלט תרמי בגופים אידיאליים.
דינמיקת נוזלים ואלקטרומגנטיות
מעבר לתרמודינמיקה, סטפן הפיק עבודה משמעותית בדינמיקת נוזלים ובחשמל. הוא סיפק מדידות מוקדמות של מוליכות תרמית של גזים וחקר שיעורי התאיידות, מה שהוביל להגדרת זרימת סטפן (Stefan flow). באלקטרומגנטיות, הוא חישב את ההשראות של סלילים בעלי חתך ריבועי וחקר את אפקט העור. עבודתו המתמטית על גבולות נעים, הידועה כבעיית סטפן, התייחסה ספציפית לשיעור הצמיחה של שכבות קרח.
Twenty questions, eight minutes on the clock, and a percentile measured against everyone who has taken it. No sign-up.
Take the IQ test →הכרה מקצועית
סטפן היה דמות בולטת בתוך הקהילה המדעית של האימפריה האוסטרית ומחוצה לה. הוא החזיק בחברויות באקדמיה האוסטרית למדעים, באקדמיה למדעים ולמדעי הרוח של גטינגן בסקסוניה התחתונה, ובאקדמיה הבווארית למדעים ולמדעי הרוח. תפוקתו, שכללה כמעט 80 מאמרים שפורסמו בכתבי העת של האקדמיה הווינאית למדעים, ביססה את תפקידו בפיזיקה האירופית.
עובדות מהירות
- נולד: 1835, סנטפטר - נפטר: 1893, וינה - אזרחות: האימפריה האוסטרית - השכלה: אוניברסיטת וינה (1853-1858) - תפקידים: רקטור אוניברסיטת וינה (1876-1877) - פרס: פרס ליבן (1865) - שפות: גרמנית, סלובנית - קבורה: בית הקברות המרכזי בווינה
שאלות נפוצות של קוראים
### מהו חוק סטפן-בולצמן?
זהו חוק פיזיקלי הקובע כי הקרינה הכוללת מגוף שחור עומדת ביחס ישר לחזקה הרביעית של הטמפרטורה התרמודינמית שלו.
### מה הייתה תרומתו של סטפן לאסטרונומיה?
הוא השתמש בחוק הקרינה שלו כדי לספק את החישוב ההגיוני הראשון של טמפרטורת פני השטח של השמש, והעריך אותה ב-5,430 מעלות צלזיוס.