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Georg Ohm

TORIma Akademie — Physiker

Georg Ohm

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Georg Simon Ohm (deutsch: [oːm]; 16. März 1789 – 6. Juli 1854) war ein deutscher Mathematiker und Physiker. Als Schullehrer begann Ohm seine Forschung mit dem…

Georg Simon Ohm (deutsch: [oːm]; 16. März 1789 – 6. Juli 1854) war ein deutscher Mathematiker und Physiker. Während seiner Tätigkeit als Schullehrer begann Ohm seine Untersuchungen mit der kürzlich entwickelten elektrochemischen Zelle, einem Gerät, das vom italienischen Wissenschaftler Alessandro Volta entwickelt wurde. Mithilfe eines selbst entwickelten Geräts entdeckte Ohm eine direkte Proportionalität zwischen der Potentialdifferenz (Spannung) an einem Leiter und dem resultierenden elektrischen Strom; Diese grundlegende Beziehung wird heute als Ohmsches Gesetz anerkannt.

Georg Simon Ohm (; Deutsch: [oːm] ; 16. März 1789 – 6. Juli 1854) war ein deutscher Mathematiker und Physiker. Als Schullehrer begann Ohm seine Forschungen mit der neuen elektrochemischen Zelle, die vom italienischen Wissenschaftler Alessandro Volta erfunden wurde. Mithilfe von Geräten, die er selbst entwickelt hatte, stellte Ohm fest, dass zwischen der an einem Leiter angelegten Potentialdifferenz (Spannung) und dem resultierenden elektrischen Strom eine direkte Proportionalität besteht. Diese Beziehung ist als Ohmsches Gesetz bekannt.

Biografie

Frühes Leben

Georg Simon Ohm wurde in einer protestantischen Familie in Erlangen, Brandenburg-Bayreuth (damals ein Gebiet des Heiligen Römischen Reiches) geboren. Sein Vater, Johann Wolfgang Ohm, war Schlosser, seine Mutter, Maria Elisabeth Beck, die Tochter eines Erlanger Schneiders. Trotz des Mangels an formaler Bildung war Ohms Vater ein hochgeschätzter Mensch, der ein hohes Maß an Selbstbildung erreicht hatte und es ihm ermöglichte, seinen Söhnen durch seinen persönlichen Unterricht eine außergewöhnliche Erziehung zu ermöglichen. Von sieben Kindern erreichten nur drei das Erwachsenenalter: Georg Simon, sein jüngerer Bruder Martin, der später als Mathematiker Anerkennung fand, und ihre Schwester Elisabeth Barbara. Seine Mutter starb, als er zehn Jahre alt war.

Georg und Martin erhielten schon in jungen Jahren Unterricht von ihrem Vater, der ihnen fundierte Kenntnisse in Mathematik, Physik, Chemie und Philosophie vermittelte. Im Alter zwischen elf und fünfzehn Jahren besuchte Georg Simon das Erlanger Gymnasium, wo seine naturwissenschaftliche Ausbildung deutlich eingeschränkt war, was im krassen Gegensatz zu dem außergewöhnlichen Unterricht in diesen Fächern stand, den sein Vater sowohl Georg als auch Martin erteilte. Diese Bildungsdynamik veranlasste Karl Christian von Langsdorf, Professor an der Universität Erlangen, eine Ähnlichkeit zwischen der Familie Ohm und der berühmten Familie Bernoulli festzustellen.

Universitätsleben

Aus Sorge, dass sein Sohn seine Bildungschancen nicht voll ausschöpfen würde, veranlasste Georg Ohms Vater, dass er in die Schweiz ging. Im September 1806 erhielt Ohm anschließend eine Stelle als Mathematiklehrer an einer Schule in Gottstadt bei Nidau.

Anfang 1809 verließ Karl Christian von Langsdorf die Universität Erlangen, um eine neue Stelle an der Universität Heidelberg anzunehmen. Ohm äußerte den Wunsch, sein Mathematikstudium unter Langsdorfs Anleitung in Heidelberg fortzusetzen. Langsdorf empfahl Ohm jedoch, ein eigenständiges mathematisches Studium durchzuführen, und schlug vor, dass er sich mit den Werken von Euler, Laplace und Lacroix befassen sollte. Ohm nahm diesen Rat etwas widerwillig an und gab im März 1809 seine Lehrtätigkeit im Kloster Gottstatt auf, um Privatlehrer in Neuenburg zu werden. Zwei Jahre lang kam er seiner Nachhilfepflicht nach und folgte gleichzeitig Langsdorfs Empfehlung zum selbstgesteuerten Mathematikstudium. Anschließend kehrte er im April 1811 an die Universität Erlangen zurück.

Lehrerkarriere

Ohms umfangreiches persönliches Studium gipfelte in seiner Promotion, die ihm am 25. Oktober 1811 von der Universität Erlangen verliehen wurde. Er trat umgehend als Dozent für Mathematik in die Fakultät der Universität ein, verließ diese jedoch nach drei Semestern aufgrund begrenzter Karriereaussichten, da sein Gehalt nicht für seinen Lebensunterhalt ausreichte. Im Januar 1813 bot ihm die bayerische Regierung eine Stelle als Mathematik- und Physiklehrer an einer minderwertigen Schule in Bamberg an, die Ohm annahm. Unzufrieden mit seiner Anstellung begann Georg, ein Lehrbuch für elementare Geometrie zu schreiben, um seine Fähigkeiten unter Beweis zu stellen. Die oben genannte Schule wurde im Februar 1816 geschlossen. Anschließend wies die bayerische Regierung Ohm einer überfüllten Schule in Bamberg zu, um dort beim Mathematikunterricht zu helfen.

Nach seiner Amtszeit in Bamberg reichte Ohm sein fertiges Manuskript bei König Wilhelm III. von Preußen ein. Der König war von Ohms Arbeit beeindruckt und bot ihm am 11. September 1817 eine Stelle am Kölner Jesuitengymnasium an. Diese Einrichtung war für ihre ausgeprägte naturwissenschaftliche Ausbildung bekannt und zu Ohms Aufgaben gehörte neben der Mathematik auch der Unterricht in Physik. Das gut ausgestattete Physiklabor bot Ohm die Möglichkeit, Experimente vor Ort durchzuführen. Aufgrund seiner Herkunft als Sohn eines Schlossers verfügte Ohm über praktische Erfahrung mit mechanischen Geräten.

Im Jahr 1827 veröffentlichte Ohm sein wegweisendes Werk Die galvanische Kette, mathematisch bearbeitet (The Galvanic Circuit Investigated Mathematically). Seine akademische Einrichtung würdigte seine Beiträge jedoch nicht angemessen, was dazu führte, dass Ohm von seinem Amt zurücktrat. Anschließend bewarb er sich an der Polytechnischen Schule Nürnberg und wurde dort berufen. Ohm begann seine Tätigkeit an der Polytechnischen Schule Nürnberg im Jahr 1833 und wurde 1852 zum Professor für Experimentalphysik an der Universität München befördert.

Im Jahr 1849 veröffentlichte Ohm Beiträge zur Molekular-Physik. Im Vorwort äußerte er den Wunsch, einen zweiten, dritten und möglicherweise vierten Band fertigzustellen, abhängig von seiner Langlebigkeit. Als er jedoch feststellte, dass ein schwedischer Wissenschaftler eine neuartige Entdeckung in seiner Arbeit unabhängig vorhergesehen hatte, entschied er sich, nicht mit weiteren Veröffentlichungen fortzufahren. Er dachte über dieses Ereignis nach und sagte: „Diese Episode hat dem Sprichwort ‚Der Mensch schlägt vor, und Gott verfügt‘ eine neue und tiefe Bedeutung für meinen Geist verliehen. Das Projekt, das den ersten Anstoß zu meiner Untersuchung gab, hat sich in Nebel aufgelöst, und an seiner Stelle wurde ein neues, von mir nicht entworfenes, verwirklicht.“

Ohm starb 1854 in München und ist auf dem Alten Südfriedhof beigesetzt. Eine Zusammenstellung seiner Familienkorrespondenz, die in einem deutschen Band veröffentlicht wurde, enthüllt seine Praxis, einige Briefe mit der Phrase „Gott befohlen, G S Ohm“ zu unterschreiben, was übersetzt „Gott empfohlen“ bedeutet.

Entdeckung des Ohmschen Gesetzes

Das Ohmsche Gesetz wurde erstmals 1827 in seiner bahnbrechenden Veröffentlichung Die galvanische Kette, mathematisch bearbeitet vorgestellt, die seine umfassende Theorie der Elektrizität enthielt. In dieser Abhandlung formulierte er sein Gesetz und stellte fest, dass die elektromotorische Kraft, die zwischen den Anschlüssen eines beliebigen Stromkreissegments wirkt, dem Produkt aus der Stromstärke und dem Widerstand dieses spezifischen Segments entspricht.

Das oben genannte Buch beginnt mit den erforderlichen mathematischen Grundlagen zum Verständnis des folgenden Inhalts. Trotz seines tiefgreifenden Einflusses auf die theoretischen und praktischen Aspekte der aktuellen Elektrizität stieß das Werk zunächst auf verhaltene Resonanz. Ohm postulierte seine Theorie auf der Grundlage einer zusammenhängenden Aktion, ein Konzept, das im Gegensatz zur vorherrschenden Vorstellung einer Aktion aus der Ferne stand. Er behauptete, dass die elektrische Kommunikation zwischen „angrenzenden Teilchen“ stattfand, ein Begriff, den er selbst verwendete. Die Veröffentlichung befasst sich speziell mit diesem Konzept, insbesondere durch die Veranschaulichung der Unterschiede zwischen Ohms wissenschaftlicher Methodik und den Ansätzen von Joseph Fourier und Claude-Louis Navier.

Thomas Archibald hat eine Analyse des konzeptionellen Rahmens bereitgestellt, den Ohm bei der Formulierung des Ohmschen Gesetzes verwendet hat. Ohms Beiträge markierten die Entstehungsphase der Schaltkreistheorie, obwohl dieser Bereich erst gegen Ende des Jahrhunderts eine bedeutende Bedeutung erlangte.

Ohmsches Akustikgesetz

Das Ohmsche Akustikgesetz, im akustischen Kontext auch als akustisches Phasengesetz oder einfach als Ohmsches Gesetz bezeichnet, besagt, dass das menschliche Ohr einen Musikklang als eine Zusammensetzung aus mehreren reinen harmonischen Tönen wahrnimmt, aus denen er besteht. Es ist allgemein anerkannt, dass dieses Prinzip nicht ganz korrekt ist.

Forschung und Veröffentlichungen

Seine Eröffnungsarbeit im Jahr 1825 untersuchte die Verringerung der elektromagnetischen Kraft, die von einem Draht mit zunehmender Länge erzeugt wird. Im Jahr 1826 lieferte er eine Beschreibung der elektrischen Leitung in Schaltkreisen und zog Parallelen zu Fouriers Forschungen zur Wärmeleitung. Dieser Aufsatz entwickelte Ohms Ableitung von Ergebnissen aus empirischen Beweisen weiter, und insbesondere im zweiten Teil schlug er erfolgreich Gesetze vor, die die Erkenntnisse anderer Forscher auf dem Gebiet der galvanischen Elektrizität erheblich verdeutlichten. Sein wichtigstes Werk war eine 1827 in Berlin veröffentlichte Broschüre mit dem Titel Die galvanische Kette mathematisch bearbeitet. Diese Veröffentlichung, deren grundlegende Ideen in den beiden vorangegangenen Jahren in den Zeitschriften von Schweigger und Poggendorff erschienen waren, hat die Entwicklung der Theorie des elektrischen Stroms und ihrer Anwendungen tiefgreifend beeinflusst. Der Name Ohm wurde durch das Ohmsche Gesetz (erstmals veröffentlicht in Die galvanische Kette...) in das Lexikon der Elektrowissenschaft aufgenommen, das die Proportionalität von Strom und Spannung in einem Widerstand beschreibt, und wurde als SI-Einheit des Widerstands, Ohm (Symbol Ω), übernommen.

Obwohl Ohms Arbeit erhebliche theoretische Auswirkungen hatte, stieß sie zunächst nur auf begrenzte Begeisterung. Dennoch erhielten seine Beiträge schließlich Anerkennung von der Royal Society, die ihm 1841 die Copley-Medaille verlieh. Anschließend wurde er 1842 zum ausländischen Mitglied der Royal Society gewählt und wurde 1845 Vollmitglied der Bayerischen Akademie der Wissenschaften. Charles Wheatstone hob in gewisser Weise die Definitionen hervor, die Ohm auf dem Gebiet der Physik eingeführt hatte.

Funktioniert

  • Grundlagen der Physik als Kompendium zu seinen Vorlesungen [Grundlagen der Physik: Kompendium der Vorlesungen]. Nürnberg: Schrag.Zweite Abteilung, Spezielle Physik [Band 2 Spezielle Physik], 1854.

    • Ohm (Einheit)

    Referenzen

    Werke von oder über Georg Simon Ohm.