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图 1:戈特利布·比尔曼(Gottlieb Biermann)所绘的韦伯(Weber)肖像。
威廉·爱德华·韦伯(Wilhelm Eduard Weber,/ˈveɪbər/[1],德语发音:[ˈvɪlhɛlm ˈeːdu̯aʁt ˈveːbɐ];1804 年 10 月 24 日—1891 年 6 月 23 日),德国物理学家,与卡尔·弗里德里希·高斯共同发明了世界上第一台电磁电报。
1. 传记
早年经历
韦伯出生在维滕贝格的 Schlossstrasse(城堡街),他的父亲 迈克尔·韦伯(Michael Weber)是该地的神学教授。这栋建筑曾是 亚伯拉罕·瓦特(Abraham Vater)曾经的住所。[2]
威廉是家中三兄弟中的老二,三兄弟都以出色的科学天赋闻名。1815 年,随着维滕贝格大学的解散,他的父亲被调往哈雷。威廉最初由父亲教授基础课程,随后进入哈雷的孤儿院与文法学校(Orphan Asylum and Grammar School)学习。之后,他进入大学,专攻自然哲学。他在课堂上表现突出,并通过原创研究崭露头角。取得博士学位并成为 私人讲师(Privatdozent)后,他被任命为哈雷大学的 特别自然哲学教授(Professor Extraordinary of Natural Philosophy)。
职业生涯
1831 年,在 卡尔·弗里德里希·高斯 的推荐下,年仅 27 岁的韦伯被 哥廷根大学 聘为物理学教授。他的讲座内容生动有趣,富有启发性和教育意义。韦伯认为,仅靠课堂讲授(即使配有实验演示)并不足以让学生真正掌握物理并将其应用于日常生活,因此,他鼓励学生免费使用学院实验室,亲自动手做实验。
20 岁时,他与哥哥 恩斯特·海因里希·韦伯(Ernst Heinrich Weber,时任莱比锡大学解剖学教授)合著了一本关于 波动理论与流体性质 的书,这本书为他们兄弟赢得了相当大的声誉。
声学是韦伯特别热衷的研究领域,他在《波根多夫年鉴》(Poggendorffs Annalen)、《施魏格化学与物理年鉴》(Schweigger's Jahrbücher für Chemie und Physik)以及音乐期刊《Carcilia》上发表了大量相关论文。
“人体步态机制” 是他与弟弟爱德华·韦伯(Eduard Weber)共同研究的另一重要课题。这项重要的研究成果发表于 1825 年至 1838 年间。
1833 年,高斯与韦伯共同建造了世界上第一台电磁电报,将哥廷根的天文台与物理研究所连接起来。
1837 年 12 月,由于政治原因,汉诺威政府将韦伯(作为哥廷根七教授之一)解除哥廷根大学的教职。之后,韦伯开始了一段时间的旅行,期间曾访问英国等国家。1843 年至 1849 年,他担任莱比锡大学的物理学教授,直到 1849 年他被恢复哥廷根大学的职位。
他最重要的作品之一是与卡尔·弗里德里希·高斯和卡尔·沃尔夫冈·本雅明·戈尔德施密特(Carl Wolfgang Benjamin Goldschmidt)共同完成的《地磁图集:根据理论要素设计》(Atlas des Erdmagnetismus: nach den Elementen der Theorie entworfen),[3][4] 这是一系列地磁图。正是由于他的努力,世界各地陆续建立了地磁观测站。
他与高斯共同研究磁学,并于 1864 年发表了《电动力学比例测量》,提出了一套电流的绝对测量体系,这套体系成为今天电流测量的基础。
韦伯逝世于哥廷根,并与马克斯·普朗克和马克斯·玻恩葬在同一座墓地。
他于 1855 年当选为瑞典皇家科学院的外籍院士。
1855 年,他与鲁道夫·科尔劳施(Rudolf Kohlrausch,1809–1858)共同证明,静电单位与电磁单位之比,数值上与光速非常接近。[5] 这一发现促使麦克斯韦提出了光是电磁波的猜想。这一研究还促使韦伯发展了他的电动力学理论。此外,最早使用字母 “c” 表示光速,也是出现在 1856 年科尔劳施和韦伯合著的论文中。
2. 国际认可
国际单位制(SI)中磁通量的单位——韦伯(weber,符号:Wb),就是以他的名字命名的。
3. 作品
图 2:威廉·韦伯故居,维滕贝格 城堡街(Schlossstrasse)14 号、15 号。
- 《电动力学测量:特别是将电流强度的测量归结为机械单位》(Elektrodynamische Maaßbestimmungen: insbesondere Zurückführung der Stromintensitäts-Messungen auf mechanisches Maass)(与威廉·韦伯合著),1857 年。
“Electrodynamic Measurements, Especially Attributing Mechanical Units to Measures of Current Intensity”(德文原文及英文翻译)。
- 《声学、力学、光学与热学》(Akustik, Mechanik, Optik und Wärmelehre),德文,柏林:Springer 出版社,1892 年。
- 《波动理论》(Wellenlehre),德文,柏林:Springer 出版社,1893 年。
- 《电流现象与电动力学》(Galvanismus und Elektrodynamik),德文,柏林:Springer 出版社,1894 年。
- 《人体步态器官的力学》(Mechanik der menschlichen Gehwerkzeuge),德文,柏林:Springer 出版社,1894 年。
图 3:《波动理论》,1893 年
4. 另见
图 4:维滕贝格邮局的 威廉·韦伯纪念碑
- 德国发明家与发现者
- 国际电学与磁学单位制
- 双线圈
- 指针电报
- 矢量磁势
- 韦伯电动力学
5. 参考文献
图 5:韦伯在哥廷根的墓碑
- “Weber”,《随机出版社韦氏未删节词典》。
- 威廉·韦伯故居纪念牌,维滕贝格。
- “书籍详情页面:《Atlas Des Erdmagnetismus: Nach Den Elementen Der Theorie Entworfen》”,World Ebook Fair,检索日期:2012 年 8 月 27 日。
- 《Atlas Des Erdmagnetismus: Nach Den Elementen Der Theorie Entworfen,Alibris,检索日期:2012 年 8 月 27 日。
- Assis, Andre Koch Torres:“关于威廉·韦伯与鲁道夫·科尔劳施首次电磁测定光速的研究”,收录于 Bevilacqua, F.与 Giannetto, E.A.(编),《伏打与电学史》(Volta and the History of Electricity),帕维亚大学与 Ulrico Hoepli 出版社,第 280 页,检索日期:2023 年 3 月 11 日。韦伯与科尔劳施测得: 因此:
6. 书目
- 高斯,卡尔·弗里德里希;韦伯,威廉·爱德华(1840)。《地磁图集:根据理论要素设计》,莱比锡:魏德曼书局。
(原文缺少期刊信息,{{cite journal}}格式中需要填写|journal 字段)
- G.C.F.(乔治·凯里·福斯特)(1891)。《威廉·爱德华·韦伯》,发表于《自然》(Nature),第 44 卷(1132 期),麦克米伦期刊有限公司,第 229-230 页。
Bibcode: 1891Natur..44..229G. doi:10.1038/044229b0. S2CID 4060786。检索日期:2007 年 11 月 16 日。— 讣告
- 乌尔巴尼茨基,阿尔弗雷德;沃梅尔,理查德(1886)。《电学在人类服务中的应用》,伦敦:卡塞尔公司,第 756-758 页。
(原文缺少期刊信息,{{cite journal}}格式中需要填写|journal=字段)
— 包含韦伯与高斯电报的描述及图片
- “威廉·爱德华·韦伯”,虚拟实验室(*Virtual Laboratory*),柏林**马克斯·普朗克科学史研究所,检索日期:2007 年 9 月 5 日。
- 杰克逊,迈尔斯·W.(2006)。《和谐三重奏:十九世纪德国的物理学家、音乐家与仪器制造者》,MIT 出版社。ISBN 0-262-27615-1。
7. 外部链接
- 维基共享资源上的威廉·爱德华·韦伯相关媒体文件
- 维基文库上的文本:
- 《韦伯,威廉》(New International Encyclopedia,1905 年)
- 《韦伯,威廉·爱德华》(大英百科全书*第 11 版,1911 年)
- 《韦伯,威廉·爱德华》(The New Student's Reference Work,1914 年)
- 马克斯·普朗克科学史研究所虚拟实验室中的传记与书目
- 威廉·韦伯著作英译本,由 A.K.T. Assis 编撰,收录于《21 世纪科学与技术》(21st Century Science and Technology),2009-2010 年
- 数学世系项目(Mathematics Genealogy Project)中的威廉·爱德华·韦伯页面
- John J. O'Connor 与 Edmund F. Robertson 撰写的《威廉·爱德华·韦伯》,收录于圣安德鲁斯大学的 MacTutor 数学史档案
- 威廉·韦伯电动力学主要著作英译本:
- 第一:高斯与韦伯的绝对单位制
- 第二卷:韦伯的基本力及库仑定律、安培定律和法拉第定律的统一
- 第三卷:韦伯常数 c 的测量、抗磁性、电报方程与光速传播的电波
- 第四卷:能量守恒、韦伯的原子行星模型及电磁与引力的统一
- 第五卷:单极感应、电流测量、传记研究及韦伯电动力学与不同场论的对比
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