Kalenderblatt Otto Stern

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1 Kalenderblatt Otto Stern Reinhard Mahnke 25. Januar 2013 Zusammenfassung Die Universität Rostock feiert 2019 ihr 600jähriges Gründungsjubiläum. Mit diesem Kalenderblatt wird an Persönlichkeiten erinnert, die ihre Geschichte prägten. Dazu zählt der Physiker und Nobelpreisträger Otto Stern, Professor am Rostocker Physikalischen Institut 1921/22, geboren vor 124 Jahren am 17. Februar 1888 in Sohrau/Schlesien (heute Polen). Otto Stern Lebensdaten geboren in Sohrau/Schlesien (heute Polen) 1892 Umzug der Familie nach Breslau, Besuch des dortigen Gymnasiums Studium in Freiburg/Br., München und Breslau 1912 Promotion zur Erlangung des Doktorgrades im Fachgebiet Physikalische Chemie an der Universität Breslau Assistent bei Albert Einstein in Prag und Zürich 1913 Habilitation an der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich, Privatdozent Dozent für Theoretische Physik an der Universität Frankfurt a. M Nach Ableistung des Militärdienstes Lehrauftrag für Molekulartheorie und Thermodynamik, Professorentitel a. o. Professor für Theoretische Physik an der Universität Rostock ord. Professor für physikalische Chemie und Direktor des physikalisch-chemischen Labors an der Universität Hamburg 1933 Emigration in die USA ord. Professor für Physik am Carnegie Institute of Technology in Pittsburg/USA 1943 Nobelpreis für Physik, erhalten Emeritierung, Umzug nach Berkeley/Kalifornien verstorben in Berkeley/USA 1

2 Abbildung 1: Otto Stern, Quantenphysiker und Nobelpreisträger, zum 1. Oktober 1921 als außerordentlicher Professor für Theoretische Physik an die Universität Rostock berufen. Titelbild des Buches Otto Stern. Physiker, Querdenker, Nobelpreisträger von Horst Schmidt-Böcking und Karin Reich, erschienen 2011 im Societas-Verlag Frankfurt/M. [6]. Otto Stern am Institut für Physik der Universität Rostock Otto Stern wird 1921 Nachfolger von Wilhelm Lenz im Amt des Rostocker außerordentlichen Professors für Theoretische Physik. Er wird als ganz hervorragend begabter Theoretiker, der nicht nur das gesamte Fachgebiet glänzend beherrscht, sondern auch als Forscher sehr erfolgreich produktiv tätig ist eingeschätzt. Er steht an erster Stelle der Berufungsliste, die folgendes Aussehen hat: 1. Otto Stern, geb , Sohrau 2. Ludwig Hopf, geb , Nürnberg 3a. Karl Friedrich Herzfeld, geb , Wien 3b. Walter Schottky, geb , Zürich 2

3 Otto Sterns Tätigkeit an der Universität Rostock beschränkt sich auf zwei Semester (vom bis zum ). Während dieser Zeit kündigt der Extraordinarius (a. o. Prof.) Vorlesungen über Theoretische Optik, Theorie des Lichtes und Das Atom an. Im Wintersemester 1922/23 führt Stern gemeinsam mit dem neu berufenden Ordinarius für Experimentalphysik, Professor Christian Füchtbauer, das Physikalische Seminar durch. Doch schon am bittet Stern um seine Entlassung aus dem Mecklenburgischen Staatsdienst; er verläßt Rostock in Richtung Hamburg. Sein Nachfolger in Rostock wird zum Walter Schottky. Der Stern Gerlach Versuch Nach Beendigung des 1. Weltkrieges beginnt im Jahre 1919 eine neue Etappe in der Entwicklung der Quantentheorie. Otto Stern ist aktiv an der experimentellen Überprüfung der neuen Ideen mit Hilfe von Molekularstrahlen beteiligt [5]. Im Winter 1919/20 beginnen Max Born und Otto Stern in Frankfurt/Main erstmalig mit der direkten Messung verschiedener Grundgrößen der kinetischen Gastheorie. Sie messen die mittlere Molekulargeschwindigkeit von Silberatomen beim Schmelzpunkt und bestimmen die mittlere freie Weglänge von Atomen in verdünnten Gasen mittels Streuung. Im Herbst 1920 kommt Walther Gerlach an das Institut für Experimentelle Physik der Frankfurter Universität (dieses Institut wird in jenen Jahren von dem Ex-Rostocker, dem damaligen a. o. Professor, Richard Wachsmuth geleitet) und gemeinsam beginnen Stern, Gerlach und Born einen Versuch zur Richtungsquantelung im Magnetfeld vorzubereiten. Dieses unter dem Namen Stern Gerlach Versuch bekannte Experiment zeigt die Aufspaltung der Atomstrahlen durch ein inhomogenes Magnetfeld [1, 2, 3, 4]. Das erste erfolgreiche Experiment mit Silberatomen wird am 5./6. November 1921 in Frankfurt durchgeführt. Zu diesem Zeitpunkt ist Otto Stern bereits Professor an der Universität Rostock. Mit einer neuen Apparatur größeren Auflösungsvermögens wird Anfang Februar 1922 die Dublett Aufspaltung sichergestellt; das Ergebnis an Stern nach Rostock mit den vier Worten Born hat doch recht telegrafiert. Damit ist die im August 1921 von Otto Stern [1] vorgeschlagene experimentelle Prüfung der Richtungsquantelung im Magnetfeld (Bestimmung des Bohrschen Magnetons) erfolgreich abgeschlossen. 3

4 Abbildung 2: In der Zeitschrift für Physik publizierten Walther Gerlach (Frankfurt) und Otto Stern (Rostock) [3, 4] 1922 ihre experimentellen Resultate mittels Molekularstrahlmethode zur Überprüfung der Quantentheorie. Zitat aus [3], S. 349: Die endgültigen Versuche mußten infolge des Wegganges des einen von uns (St.) von Frankfurt [nach Rostock] von dem anderen (G.) allein ausgeführt werden. 4

5 Abbildung 3: Otto Sterns Nobelurkunde Die offizielle Begru ndung fu r Sterns Nobelpreis 1943 lautet: Fu r seinen Beitrag zur Entwicklung der Molekularstrahlmethode und die Entdeckung des magnetischen Momentes des Protons. Aus [6]. 5

6 Literatur [1] O. Stern: Ein Weg zur experimentellen Richtungsquantelung im Magnetfeld, Zeitschrift für Physik 7 (1921) [2] W. Gerlach, O. Stern: Der experimentelle Nachweis des magnetischen Moments des Silberatoms, Zeitschrift für Physik 8 (1921) [3] W. Gerlach, O. Stern: Der experimentelle Nachweis der Richtungsquantelung im Magnetfeld, Zeitschrift für Physik 9 (1922) [4] W. Gerlach, O. Stern: Das magnetische Moment des Silberatoms, Zeitschrift für Physik 9 (1922) [5] I. Estermann: History of molecular beam research: Personal reminiscences of the important evolutionary period , American Journal of Physics 43 (1975) [6] H. Schmidt-Böcking, K. Reich: Otto Stern. Physiker, Querdenker, Nobelpreisträger, Societas-Verlag Frankfurt/M., 2011 [7] H. Schmidt-Böcking, W. Trageser: Ein fast vergessener Pionier, Physik Journal 11 (2012) Nr. 3,