Franz Ernst Neumann by Carl Steffeck 1886.jpg, 1886]]
Franz Ernst Neumann, (* 11. September 1798 in der Nähe von Joachimsthal in der Uckermark; † 23. Mai 1895 in Königsberg) war ein deutscher Physiker und gilt als einer der Begründer der theoretischen Physik.
Leben
Kindheit und Jugend
Geboren als unehelicher Sohn der geschiedenen Gräfin Charlotte Friderike Wilhelmine von Mellin und ihres Gutsverwalters Franz Ernst Neumann, wurde Neumann vorwiegend vom Vater und den Großeltern väterlicherseits erzogen. Erst in seiner Jugend erfuhr er von seiner Mutter und damit seiner adligen Abstammung. Er wuchs trotz des Vermögens seiner Mutter in einfachen Verhältnissen auf.
Er entwickelte schon früh einen starken Charakter, Kampfgeist und Patriotismus, so dass er als Kriegsfreiwilliger im Alter von nur 15 Jahren im Kolberg-Regiment während der Freiheitskriege gegen Napoleon mitkämpfte. In der Schlacht von Ligny im Jahre 1815 wurde er von einer Kugel getroffen, die ihm Teile des Gesichts zerfetzte. Er verlor dadurch fast das Leben und musste das Sprechen wieder erlernen.
Neumann machte im Werder-Gymnasium in Berlin 1817 sein Abitur. Er erwarb sich schon damals, größtenteils außerhalb des schulischen Unterrichtes, eine große mathematische Kenntnis.
Studium
Obwohl er schon früh den Wunsch geäußert hatte,
Mathematik zu studieren, begann er gemäß dem Wunsch seines Vaters zuerst ein
Studium der
Theologie in Berlin, studierte anschließend in
Jena und kam im Jahre
1819 zurück nach Berlin. Finanziert wurde sein Studium durch ein Stipendium des Unterrichtsministeriums und des
Geologen
Leopold von Buch.
Neumann studierte und schrieb seine Dissertation bei dem Mineralogen Christian Samuel Weiß. Er hielt eine Reihe von Vorlesungen über Mineralogie in Berlin und übernahm die Betreuung des Berliner Mineralien-Kabinetts.
Er interessierte sich während des Studiums und der ersten akademischen Arbeiten in Berlin stark für die Arbeiten der französischen Mathematiker wie Adrien-Marie Legendre oder Jean Baptiste Joseph Fourier.
Akademische Karriere
Durch seine Arbeit in Berlin bekannt, erhielt er
1826 einen Ruf an die
Universität Königsberg. Dort freundete er sich mit dem
Astronomen
Friedrich Wilhelm Bessel und dem
Naturwissenschaftler Karl Gottfried Hagen an. Nach Hagens Tod im Jahr
1829 wurde Neumann zum ordentlichen
Professor für Mineralogie und
Physik ernannt. Mitte der
1840er Jahre wurde er zum Rektor der Universität gewählt. Seine Lehrtätigkeit gab er
1877 auf; war aber als
Emeritus an der
Universität Königsberg tätig.
Privat
1830 heiratete Neumann Hagens Tochter Florentine, die nur acht Jahre später starb und ihm fünf Kinder hinterließ. Sein Sohn
Carl Gottfried Neumann (1832-1925) studierte an der
Universität Königsberg (Abertina) und wurde 1858 Privatdozent und 1863 außerordentlicher Professor für Mathematik an der
Universität Halle. Er war außerdem Lehrstuhlinhaber für Mathematik an der
Universität Basel (1863),
Universität Tübingen (1865) und
Universität Leipzig (1868).
Wissenschaftliches Werk
Franz Ernst Neumanns Forschungen erstreckten sich auf Probleme in der
Kristallographie, der
spezifischen Wärme, der
Wellentheorie des Lichts,
Induktionsströme und
mathematischen Methoden in der Physik.
Kristallographie und Mineralogie
Seine bedeutendsten Untersuchungen über Eigenschaften von
Kristallen und
Mineralien, die er zwischen
1830 und
1834 schrieb, betrafen die spezifische Wärme. Er entwickelte eine genauere Fassung der Methode der Mischungen und erweiterte das
Dulong-Petit-Gesetz von einfachen auf zusammengesetzte Substanzen. Die Entdeckung, dass die spezifische Wärme von
Wasser sich mit der
Temperatur erhöht, stammt ebenfalls aus dieser Zeit.
Wellentheorie des Lichts
In den
1830ern untersuchte er weiterhin verschiedene Aspekte der Wellentheorie des
Lichts. Die Frage, ob Licht Wellennatur habe (wie
Christian Huygens als erster erklärte) oder sich aus
Korpuskeln (wie
Sir Isaac Newton glaubte) zusammensetze, schien damals zugunsten der Wellentheorie entschieden, wobei man jedoch einen
feinstofflichen
Äther annahm, in dem sich die Wellen fortbewegen.
1832 entwickelte Neumann eine Theorie der
Doppelbrechung, für die er den Äther als elastisches Medium auffasste, das entsprechend
Claude Naviers Elastizitätsgleichungen behandelt werden könnte. Neumanns Theorie setzte zu den schon angenommenen
transversalen Wellen noch
longitudinalen Wellen voraus.
Elektromagnetismus
Mitte der 1840er forschte Neumann auf dem Gebiet des Elektromagnetismus. 1845 veröffentlichte er eine allgemeine Theorie der Induktionsströme für geschlossene Stromkreise. Zwei Jahre später verallgemeinerte er seine Theorie auf veränderte Intensitäten des Stroms. Neumanns Arbeiten bildeten eine Grundlage für deutsche Forschungen auf diesem Gebiet, bis sie allmählich von Maxwells Theorien abgelöst wurden.
Lehre
Neumanns pädagogische Leistungen sind unumstritten. Sein Beitrag zur Gründung der theoretischen Physik beruhte vorwiegend auf dieser Pädagogik, mit der er die quantitativen Traditionen der Mathematik und der damaligen Physik zusammenführte, und die viele seiner Schüler nachhaltig geprägt hat. In seinen Vorlesungen beharrte er stets auf exakter Vorgehensweise, ja prägte gar ein ethisches System aus exakter Denkweise und naturwissenschaftlichem Weltbild, dass bis heute das Bild der Physiker von sich bestimmt.
Franz Ernst Neumann starb am 23. Mai 1895 in Königsberg. Sein Sohn Karl Gottfried Neumann (1832-1925) war ein angesehener Mathematiker.
Veröffentlichungen
Neumanns Veröffentlichungen wurde hauptsächlich von seinen Schülern herausgegeben.
- Karl Gottfried Neumann (Hg.): Vorlesungen über die Theorie des Magnetismus. Leipzig (1881)
- Pape (Hg.): Einleitung in die theoretische Physik. Leipzig (1883)
- von der Mühll (Hg.): Vorlesungen über elektrische Ströme. Leipzig (1884)
- Dorn (Hg.): Vorlesungen über theoretische Optik. Leipzig (1885)
- O. E. Meyer (Hg.): Vorlesungen über die Theorie der Elasticität. Leipzig (1885)
- Karl Gustav Neumann (Hg.): Vorlesungen über die Theorie des Potentials. Leipzig (1887)
- Wangerin (Hg.): Vorlesungen über die Kapillarität. Leipzig (1894)
Mann | Deutscher | Physiker (19. Jh.) | Kristallographie | Geboren 1798 | Gestorben 1895
Franz Ernst Neumann | フランツ・エルンスト・ノイマン