Jun Ishiwara - Jun Ishiwara

Juni Ishiwara
Född	( 1881-01-15 )15 januari 1881 Tokyo , Japan
Död	19 januari 1947 (1947-01-19)(66 år) Chiba Prefecture , Japan
Medborgarskap	Japan
Alma mater	University of Tokyo
Vetenskaplig karriär
Fält	teoretisk fysik
Institutioner	Tohoku universitet
Doktorand	Hantaro Nagaoka

Jun Ishiwara eller Atsushi Ishihara (石 原 純; 15 januari 1881 - 19 januari 1947) var en japansk teoretisk fysiker, känd för sina arbeten om elektronisk teori om metaller, relativitetsteorin och kvantteori. Som den enda japanska forskaren som gjorde ett originellt bidrag till den gamla kvantteorin , 1915, oberoende av andra forskare, formulerade han kvantiseringsregler för system med flera grader av frihet.

Biografi

Jun Ishiwara föddes i familjen till den kristna prästen Ryo Ishiwara och Chise Ishiwara. År 1906 avslutade han sina studier vid Institutionen för teoretisk fysik vid University of Tokyo , där han var student vid Hantaro Nagaoka . Sedan 1908 undervisade Ishiwara vid Army School of Artillery and Engineers och fick 1911 tjänsten som adjunkt vid College of Science vid Tohoku University . Från april 1912 till maj 1914 utbildade han sig i Europa - vid universitetet i München , ETH Zürich och Leiden universitet , där han arbetade med Arnold Sommerfeld och Albert Einstein . Efter att ha återvänt till sitt hemland fick Ishiwara en professor som professor vid Tohoku University, och 1919 tilldelades Japan Academy Academy sitt kejserliga pris för sitt vetenskapliga arbete .

Sedan 1918 började Ishiwaras vetenskapliga verksamhet minska. År 1921, på grund av en kärleksaffär, tvingades han ta ledighet vid universitetet och två år senare gick han slutligen i pension. Efter pensioneringen ägnade han sig främst åt att skriva och vetenskaplig journalistik (inom detta område var han en av pionjärerna i Japan), han författade många populära böcker och artiklar om vetenskapens senaste prestationer. I slutet av 1922 var Ishiwara värd för Einstein under sitt besök i Japan; han spelade in och publicerade ett antal tal av Einstein, inklusive hans Kyoto -adress, där Einstein för första gången redogjorde för sin väg till skapandet av relativitetsteorin. Ishiwara-monografin i två volymer, med titeln "Fundamental Problems of Physics", var mycket populär bland unga forskare och specialister; han redigerade också den första kompletta samlingen av Einsteins verk, publicerad i en japansk översättning 1922-1924. Dessutom var Ishiwara känd som en poet som skrev dikter i tanken . Strax före andra världskrigets utbrott kritiserade han regeringens kontroll över vetenskapen.

Vetenskapliga prestationer

Relativitetsteorin

Ishiwara var en av de första japanska forskarna som vände sig till relativitetsteorin; han skrev den första vetenskapliga artikeln i Japan om detta ämne. 1909-1911 studerade han inom ramen för denna teori ett antal specifika problem relaterade till elektronernas dynamik, ljusets spridning i rörliga föremål och beräkning av energimomentumtensorn i det elektromagnetiska fältet. År 1913, på grundval av principen om minst handling , härledde han ett uttryck för denna tensor, som tidigare erhållits av Hermann Minkowski . Ishiwara deltog i diskussionerna under första halvan av 1910 -talet (decenniet från 1910 till 1919) som föregick skapandet av den allmänna relativitetsteorin . Utifrån den skalära teori om gravitation som föreslogs av Max Abraham och använde den då populära idén om materiens elektromagnetiska ursprung, utvecklade den japanska fysikern sin egen teori, där han försökte förena de elektromagnetiska och gravitationella fälten, eller, närmare bestämt, att härleda det senare från det förra. Förutsatt att ljusets hastighet är variabel och omskriver Maxwells ekvationer i enlighet därmed, visade han att en sådan framställning leder till att ytterligare termer visas i energibesparingslagen som kan behandlas som ett gravitationsbidrag. Resultatet överensstämde med Abrahams teori, men därefter utvecklade Ishiwara sin teori i en annan riktning för att försöka harmonisera den med relativitetsteorin. Forskaren gjorde också försök att bygga en femdimensionell teori för att förena gravitationella och elektromagnetiska fält.

Kvantfysik

I den första artikeln som ägnade sig åt kvantfysikens problem (1911) härledde Ishiwara Plancks lag och försökte underbygga strålningens vågegenskaper utifrån antagandet att den består av lätta kvanter . Således förutsåg han vissa idéer om Louis de Broglie och Satyendra Nath Bose . Samma år stödde han hypotesen om ljuskvanta som en möjlig förklaring av röntgenstrålarnas och gammastrålarnas natur .

År 1915 blev Ishiwara den första icke-västerländska forskaren som hänvisade till Bohr-atomteorin i ett publicerat arbete. Den 4 april 1915 presenterade han för Tokyo Mathematico-Physical Society artikeln "The universal meaning of the quantum of action" ("Universelle Bedeutung des Wirkungsquantums"), där han försökte förena Max Plancks idéer om elementära celler i fasrummet , idén om kvantisering av rörelsemängdsmomentet i Bohr modell atom och hypotesen av Arnold Sommerfeld om förändringen av åtgärden integralen i kvantprocesser. Ishiwara föreslog att rörelsen hos ett kvantsystem med frihetsgrader skulle tillfredsställa följande genomsnittliga förhållande mellan värdena för koordinaterna ( ) och motsvarande moment ( ) :, var är Planck -konstanten . Ishiwara visade att denna nya hypotes kan användas för att reproducera några kvanteffekter som var kända vid den tiden. Således lyckades han få ett uttryck för kvantiseringen av vinkelmomentet i Bohr -atomen, med hänsyn till även ellipticiteten hos elektronbanor, även om det från hans teori följde behovet av att ta laddningen av kärnan i väteatomen lika till två elementära avgifter. Som en andra tillämpning av den föreslagna hypotesen övervägde Ishiwara problemet med den fotoelektriska effekten och fick ett linjärt förhållande mellan elektronenergin och strålningsfrekvensen i enlighet med Einstein -formeln. Senare samma år lade Ishiwara fram en annan hypotes, enligt vilken produkten av atomens energi och elektronrörelseperioden i det stationära tillståndet bör vara lika med heltalet av Planck -konstanter. År 1918 kopplade han det föreslagna postulatet tre år tidigare till teorin om adiabatiska invarianter . ${\ displaystyle j}$${\ displaystyle q_ {i}}$${\ displaystyle p_ {i}}$${\ displaystyle {\ frac {1} {j}} \ sum _ {i = 1}^{j} \ int {p_ {i} dq_ {i}} = h}$${\ displaystyle h}$

Ungefär samtidigt fick analoga regler för kvantisering av system med många frihetsgrader oberoende av William Wilson och Sommerfeld och brukar kallas Sommerfeld -kvantbetingelser. Orsaken till Ishiwaras fel, som manifesterades i beräkningen av väteatomen, var uppenbarligen en överflödig medelvärde över antalet frihetsgrader (dividerat med före summan). Samtidigt tillät hans kvanttillstånd, som skilde sig från Sommerfelds i närvaro av summering, att få korrekta resultat oavsett val av koordinater. Detta påpekades 1917 av Einstein, som, utan att veta om Ishiwaras arbete, härledde samma relation och visade att det vid separerbara koordinater ger villkoren för Wilson och Sommerfeld. ${\ displaystyle j}$

Välj publikationer

• Ishiwara, juni (1909). "Zur Optik der bewegten ponderablen Medien". Tokyo Sugaku Buturi-gakkakiwi Kizi [Proceedings of Tokyo Mathematico-Physical Society] . 5 : 150–180. doi : 10.11429/ptmps1907.5.10_150 .
• Ishiwara, juni (1912). "Beiträge zur Theorie der Lichtquanten". Vetenskapliga rapporter från Tohoku University . 1 : 67–104.
• Ishiwara, juni (1912). "Bericht über die Relativitätstheorie". Jahrbuch der Radioaktivität und Elektronik . 9 : 560–648.
• Ishiwara, juni (1912). "Zur Theorie der Gravitation". Physikalische Zeitschrift . 13 : 1189–1193.
• Ishiwara, juni (1913). "Über das Prinzip der kleinsten Wirkung in der Elektrodynamik bewegter ponderabler Körper" . Annalen der Physik . 42 (15): 986–1000. Bibcode : 1913AnP ... 347..986I . doi : 10.1002/andp.19133471505 .
• Ishiwara, juni (1914). "Die elektronentheoretische Begründung der Elektrodynamik bewegter Körper". Jahrbuch der Radioaktivität und Elektronik . 11 : 167–186.
• Ishiwara, juni (1914). "Die Grundlagen einer relativistischen und elektromagnetischen Gravitationstheorie". Physikalische Zeitschrift . 15 : 294–298, 506–510.
• Ishiwara, juni (1915). "Zur relativistischen Theorie der Gravitation". Vetenskapliga rapporter från Tohoku University . 4 : 111–160.
• Ishiwara, juni (1915). "Universelle Bedeutung des Wirkungsquantums". Tokyo Sugaku Buturi-gakkakiwi Kizi . 8 : 106–116. doi : 10.11429/ptmps1907.8.4_106 .
  • Kommenterad engelsk översättning: Ishiwara, juni (2017). "Den universella innebörden av handlingens kvantitet". European Physical Journal H . 42 (4–5): 523–536. arXiv : 1708.03706 . Bibcode : 2017arXiv170803706P . doi : 10.1140/epjh/e2017-80041-1 . S2CID  59937705 .
• Ishiwara, juni (1915). "Über den Fundamentalsatz der Quantentheorie". Tokyo Sugaku Buturi-gakkakiwi Kizi . 8 : 318–326. doi : 10.11429/ptmps1907.8.10_318 .
• Ishiwara, juni (1918). "Ryoshi-ron I, II, III [Kvantteori I, II, III]". Tokyo Butsuri-gakko Zasshi . 27 : 147–158, 183–195, 221–230.
• Ishiwara, juni (1921). Sōtaisei Genri [relativitetsprincip] . Tokyo.
• Ishiwara, juni (1926). Butsuri-gaku no Kisoteki Sho-mondai [fysikens grundläggande problem] . Tokyo: Iwanami-shoten.

Referenser

Källor

• Abiko, Seiya (2015). "Ishiwaras bidrag till tidig kvantteori och mottagandet av kvantteori i Japan" : 1–8. Citera journal kräver |journal=( hjälp )
• Hirosige, Tetu (1981). "Ishiwara, juni". Dictionary of Scientific Biography . 7 . New York: Charles Scribners söner. sid. 26–27.
• Mehra, Jagdish; Rechenberg, Helmut (1982). Kvantteoriens historiska utveckling. Vol. 1, del 1: The Quantum Theory of Planck, Einstein, Bohr and Sommerfeld: Its Foundation and the Rise of its svårigheter, 1900—1925 . Springer.
• Nishio, S. (2011).科学 ジ ャ ー ナ リ ズ ム 先 駆 者 ―― 評 伝 石 P P [Pioneer of Science Journalism: Biography of Jun Ishiwara] . Iwanami.
• Pelogia, Karla; Brasil, Carlos Alexandre (2017). "Analys av Jun Ishiwaras" Den universella innebörden av handlingens kvantitet " ". European Physical Journal H . 42 (4–5): 507–521. arXiv : 1708.04676 . Bibcode : 2017EPJH ... 42..507P . doi : 10.1140/epjh/e2017-80034-x . S2CID  119208278 .