PTB-Mitteilungen 2012 Heft 2

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PTB-Mitteilungen 122 (2012), Heft 2 1915 − Mechanisches Wärmeäquivalent 1915 − Einstein-de Haas-Effekt In einem klassischen Mischungskalorimeter, das 50 kg Wasser enthält, wird durch elektrische Heizung Wärme freigesetzt. Die mit Hilfe von Widerstandsthermometern gemessene Temperaturerhöhung ergibt die Wärme-Energie in Kalorien, die der elektrischen Energie in Joule entspricht. Damit ist das „Wärmeäquivalent“ bestimmt als (4,1842 ± 0,0008) J int(PTR)/cal 15°. 1917 − Wilhelm Kösters leitet das Längenmesslaboratorium Wilhelm Kösters wird Leiter des Längenmesslaboratoriums der PTR. Im Mittelpunkt seiner wissenschaftlichen Arbeiten steht von Anfang an die Untersuchung des Potenzials einer Wellenlängendefinition für die Basiseinheit Meter sowie die Verwendung von kombinierbaren, mit Interferenzmethoden kalibrierten Endmaßen für die industrielle Messtechnik. Neben seinen intensiven Forschungen wird Max Planck zum vielbeschäftigtenWissenschaftsorganisator und ist von 1908 bis 1935 ein engagierter Kurator der PTR, der sich vehement für die Intensivierung der Forschung einsetzt. Sein Grundsatz lautet: „Die Besetzung der ersten Stellen der Reichsanstalt muss dem Grundsatz folgen: Den besten Mann, den es gibt.“ Einstein, der große theoretische Physiker, entwickelt in der PTR zusammen mit Wander Johannes de Haas das einzig bekannte Experiment seiner wissenschaftlichen Laufbahn. Es soll die Hypothese der Ampere’schen Molekularströme bestätigen. Als Probe dient ein Eisenstäbchen, das innerhalb zweier Spulen senkrecht und drehbar aufgehängt ist. Man beobachtet die Rotationsschwingung des Stäbchens als Folge seiner Ummagnetisierung durch Stromstöße in den Spulen. 1920 − Schering-Brücke Harald Schering entwickelt in der PTR eine Brücken- Methode zur Messung von Kapazität und Verlustwinkel bei hohen Wechselspannungen. Damit gelingt es erstmalig, die dielektrischen Verluste von Isolierstoffen zu untersuchen und mit dieser Kenntnis bessere Isoliermaterialien zu entwickeln. 1921 − Physik-Nobelpreis für Albert Einstein Chronik � 1920 − Gehrcke und Lau messen die Feinstruktur des H 2-Spektrums Ernst Gehrcke und Ernst Lau messen in der PTR mit dem Lummer-Gehrcke-Interferometer die Feinstruktur des Wasserstoffspektrums. Mit ihren spektroskopischen Arbeiten tragen sie zur Klärung des Atombaus und zur Akzeptanz der Quantenmechanik bei. 1921 − Chemie-Nobelpreis von 1920 für Walther Nernst Walther Nernst erhält den Nobelpreis für Chemie als Anerkennung für seine thermochemischen Arbeiten, unter denen sein Wärmetheorem eine herausragende Bedeutung hat. Der Preis wird ein Jahr später verliehen, weil 1920 keiner der Nominierten die Nobel- Kriterien erfüllt hatte. 1921 Albert Einstein (1879–1955) studiert am Polytechnikum Zürich Physik und Mathematik. 1905 veröffentlicht er seine epochalen Werke zum photoelektrischen Effekt, zur Brown’schen Molekularbewegung, zur quantentheoretischen Erklärung der spezifischen Wärme fester Körper sowie die Spezielle Relativitätstheorie, die das Weltbild der klassischen Physik massiv verändern. Nach Dozentur in Zürich, Professur in Prag und wieder in Zürich kommt er 1914 u. a. auch auf Betreiben des PTR-Präsidenten Emil Warburg nach Berlin und vollendet die Allgemeine Relativitätstheorie. Albert Einstein wird Gastwissenschaftler in der PTR und bis zu seiner Emigration 1933 in die USA engagierter Kurator. Er erhält den Nobelpreis für Physik für seine Erklärung des Photoeffekts. Einstein gilt als bedeutendster Physiker des 20. Jahrhunderts. 19
� PTR/PTB: 125 Jahre metrologische Forschung Wolfgang Buck Bild unten: Emil Warburg im Laboratorium, ca. 1920 20 Neue Physik und neue Struktur Es ist nichts Außergewöhnliches, dass mit der Zeit Inhalte zur Routine werden und Strukturen verkrusten. Wer dann seine Spitzenstellung behaupten will, muss die Herausforderungen der Zeit aktiv annehmen, wo nötig, Strukturen anpassen und die richtigen Personen dafür auswählen. Dabei geht es nicht nur um organisatorische Effizienz, sondern auch um die Eröffnung von Spielräumen für neue Fragestellungen und um die Erfüllung von Übernahme- und Karrierehoffnungen von Mitarbeitern. Am Ende der Amtszeit von Präsident Kohlrausch, der 1905 krankheitshalber in den Ruhestand ging, war eine solche Situation eingetreten. Die PTR war nach knapp zwanzig Jahren national etabliert und weltweit hoch angesehen. Sie war geradezu ein Symbol für die innovative Führung Deutschlands in Naturwissenschaft und Technik. Andere Staaten wie Großbritannien und die USA hatten wegen der sichtbaren Vorteile für die heimische Industrie die PTR kopiert und vergleichbare Institute ins Leben gerufen (1900 das NPL und 1901 das NBS, heute NIST), die sich zu ernstzunehmenden Konkurrenten entwickelten. Im Inneren konnte man feststellen, dass sich unter Kohlrausch eine gewisse mentale Trägheit breit machte mit festgelegten wissenschaftlich-technischen Problemstellungen, eingespielten Arbeitsabläufen und einem in die Jahre gekommenen Führungspersonal. Durch finanzielle Zwänge und rapide wachsende Prüfungszahlen blieb der Phy- PTB-Mitteilungen 122 (2012), Heft 2 sikalischen Abteilung kaum Luft zur Bearbeitung grundsätzlicher Fragestellungen. Der Kuratoriumsvorsitzende Theodor Lewald hatte unter diesen Vorzeichen keine leichte Aufgabe, einen geeigneten Nachfolger für Friedrich Kohlrausch zu finden, insbesondere nachdem sein Wunschkandidat Wilhelm Conrad Röntgen abgesagt hatte. So sollte dieser Nachfolger doch Erfahrungen im Auf- und Ausbau eines physikalischen Laboratoriums mitbringen, von der Wichtigkeit der Beschäftigung mit der reinen Wissenschaft überzeugt sein, um diese im Sinne von Siemens und Helmholtz zu stärken, und hervorragende organisatorische Fähigkeiten sowie solche im Umgang mit den Mitarbeitern besitzen. Dazu sollte er mit Wissenschaft und Industrie vernetzt sein, aber ohne den Ruf der Neutralität und Unabhängigkeit der Anstalt zu gefährden. Lewald fand einen solchen Kandidaten ganz in der Nähe, den seit 1895 an die Berliner Universität berufenen Ordinarius für Experimentalphysik, der auch Mitglied der Akademie der Wissenschaften und insbesondere langjähriges Mitglied des Kuratoriums der PTR war: den 58-jährigen Emil Warburg. Warburg versuchte mit engagierter Unterstützung des Kuratoriums wiederholt den finanziellen Rahmen der PTR zu erweitern, um Apparaturen und Mitarbeiter für neue Forschungsrichtungen und eine konkurrenzfähige Bezahlung der Beschäftigten finanzieren zu können. Er gab nicht auf – trotz der einigermaßen zynischen Antwort des Ministeriums: „Die Physikalisch-Technische Reichsanstalt hat bisher eine durchaus günstige Entwicklung genommen. Ihre Leistungen erfreuen sich allgemeiner Anerkennung und Wertschätzung. Ich trage daher Bedenken, in die Einstellung von Mitteln zur Gewährung von Besoldungszuschüssen für die Heranziehung und Erhaltung ausgezeichneter Gelehrter einzuwilligen.“ Immerhin erhielt die PTR schließlich die Mittel für ein neues Starkstrom-Laboratorium für die Technische Abteilung, den heutigen Emil-Warburg-Bau, und ein abgeschirmtes Laboratorium für empfindliche magnetische Untersuchungen auf dem Telegraphenberg in Potsdam, weil die sich enorm entwickelnde deutsche Elektroindustrie diese Einrichtungen benötigte. Durch die Regierung permanent unterfinanziert, konnten Geldquellen für mehr wissenschaftliche Forschung
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