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Emil Warburg

Emil Gabriel Warburg (* 9. März 1846 in Altona; † 28. Juli 1931 in Grunau (heute zu Bayreuth) war ein deutscher Physiker. Der Biochemiker und Nobelpreisträger Otto Warburg ist sein Sohn.

Inhaltsverzeichnis

Herkunft

Die Vorfahren Warburgs stammen ursprünglich aus Bologna. Über das westfälische Warburg hatten sie sich schließlich in Altona niedergelassen, da dort Glaubensfreiheit herrschte und auch Juden Handel und Schiffbau betreiben durften. Emil Warburg konvertierte später zum evangelischen Glauben.

Studium

1863 nahm Warburg zunächst das Studium der Chemie in Heidelberg auf und hörte Vorlesungen bei Bunsen, Helmholtz und Kirchhoff. Nicht zuletzt unter dem Eindruck der klaren und durchdachten Vorlesungen Kirchhoffs wechselte Warburg zur Physik, da dieses Fach seinen mathematischen Interessen mehr entsprach. 1865 setzte er sein Studium in Berlin fort. Das dort ansässige Laboratorium von Heinrich Gustav Magnus gehörte zu jener Zeit zu den wenigen in Deutschland, die den Studierenden die Möglichkeit zum selbstständigen Experimentieren boten. Unter Anleitung des Laboratoriumsassistenten August Kundt befasste er sich zunächst mit akustischen Fragestellungen. 1867 promovierte Warburg mit der damals noch in lateinisch abzufassenden Dissertation De systematis corporum vibrantium. Diese behandelt ein spezielles Schwingungssystem mit einer Differentialgleichung vierter Ordnung.

Im Mai 1870 habilitierte Emil Warburg. Aufgrund der allgemeinen Mobilmachung wurde er im Juli einberufen und nahm als Offizier am Deutsch-Französischen Krieg teil.

Straßburg

Frankreich musste als Verlierer Elsass-Lothringen an das neu gegründete Deutsche Reich abtreten. In der Folge wurde 1872 die Universität von Straßburg neu gegründet. Sie sollte der Verbreitung der deutschen Kultur auf ehemals französischem Gebiet dienen und wurde daher mit entsprechenden finanziellen Mitteln ausgestattet. August Kundt hatte den Aufbau der Physikalischen Fakultät übernommen. Zu seiner Entlastung beim Aufbau des Instituts konnte er eine zusätzliche Stelle für die theoretischen Aspekte der Physik durchsetzen, die, seinem Wunsch entsprechend, Warburg zum Wintersemester 1872/73 erhielt. Eine Trennung zwischen Experimentalphysik und theoretischer Physik gab es zu diesem Zeitpunkt noch nicht. Emil Warburg gilt als einer der letzten Physiker, der beide Aspekte beherrschte und lehrte.

Die Zusammenarbeit in den folgenden vier Jahren war außerordentlich fruchtbar. Sie veröffentlichten zwei bedeutende Arbeiten zur kinetischen Gastheorie. Nach dieser, damals noch umstrittenen Theorie, sind innere Reibung (Viskosität) und Wärmeleitfähigkeit von Gasen bis zu einem Grenzdruck konstant, d. h. druckunabhängig. Dies konnten sie bis zu einem Druck von 10-2 Torr experimentell verifizieren. Die von Warburg berechnete Abweichung bei noch kleinerem Druck konnte er 24 Jahre später durch die Fortschritte in der Vakuumtechnik auch experimentell bestätigen.

Eine weitere Bestätigung der kinetischen Gastheorie lieferten Kundt und Warburg durch die Messung des Adiabatenexponenten κ = cp/cv von verdünntem Quecksilbergas mit Hilfe der von Kundt entwickelten Staubfigurenmethode. (cp bzw. cv ist die spezifische Wärmekapazität bei konstantem Druck respektive konstantem Volumen). Der experimentell bestimmte Wert von 5/3 entspricht genau dem theoretischen Wert, der von punktförmigen Gasteilchen ausgeht. Messungen u. a. an Sauerstoff und Stickstoff hatten bislang den von der Theorie abweichenden Wert von 1,4 ergeben. Die Abweichung ist, wie wir heute wissen, auf die Molekülstruktur zurückzuführen. Nicht zuletzt durch Kundts und Warburgs Messungen wurde trotz dieser Widersprüche am Konzept der kinetischen Gastheorie festgehalten und diese weiterentwickelt.

Freiburg

1876 übernahm Warburg mit nur 29 Jahren in Freiburg, einer Universität von damals untergeordneter Bedeutung, das Ordinariat für Physik. Hier widmete er sich elektromagnetischen Phänomenen. Die Entdeckung und theoretische Deutung der magnetischen Hysterese (1880) gehört zu den wissenschaftlich bedeutendsten Leistungen Warburgs.

Die Abbildung stammt aus der Veröffentlichung der Ergebnisse in den Annalen der Physik und Chemie von 1881 und zeigt das magnetische Moment als Funktion der magnetisierenden Kraft. Die von der Kurve umschlossene Fläche ist ein Maß für die Arbeit, die bei der Ummagnetisierung geleistet und in Wärme umgesetzt wird. Der Begriff Hysteresekurve wurde erst später geprägt. In den heute üblichen Darstellungen der Hysteresekurve wird das magnetische Moment M als Funktion der magnetischen Feldstärke H dargestellt.

Berlin

Nach dem frühen Tod von August Kundt erhielt der 48jährige Warburg 1894 einen Ruf nach Berlin. Zuvor hatte der für diesen Posten favorisierte Friedrich Wilhelm Kohlrausch den Ruf wegen der zu erwartenden Arbeitsbelastung abgelehnt. Warburg konnte sich gegen seine Mitbewerber Walther Nernst und Otto Wiener durchsetzen. Auch gab es antisemitische Ressentiments zu überwinden. Deutsch-nationale Kräfte vertraten die Ansicht, dass nicht nur die Religionszugehörigkeit, sondern auch die rassische Herkunft ein wichtiges Einstellungskriterium seien. So stellte der Chemiker Hans Heinrich Landolt Erkundungen an, ob bei Warburg „gewisse jüdische Eigenschaften“ nicht zu sehr zur Geltung kämen. Im selben Jahr wurde Warburg Mitglied der Preußischen Akademie der Wissenschaften. 1897 wurde er Vorsitzender der Physikalischen Gesellschaft zu Berlin, die 1889 in der neu gegründeten Deutschen Physikalischen Gesellschaft aufging. Bis 1905 blieb er deren Vorsitzender. Im gleichen Jahr wurde er zum korrespondierenden Mitglied der Mathematsch-physikalischen Klasse der Bayerischen Akademie der Wissenschaften gewählt.

Nachdem er 1905 sein Amt als Ordinarius an der Berliner Universität niedergelegt hatte, übernahm er die Leitung der Physikalisch-Technischen-Reichsanstalt, die er bis 1922 innehatte. Unter seiner Führung wurde die Trennung von technischer und wissenschaftlicher Abteilung aufgehoben. Stattdessen wurden Einzelinstitute für Optik, Elektrizität und Magnetismus sowie für Wärme und Druck gegründet. Wichtige wissenschaftliche Arbeiten aus dieser Zeit sind Messungen zur Strahlung schwarzer Körper sowie zur Photochemie. So nahm er 1911 an der ersten Solvay-Konferenz teil, auf der die damals führenden Physiker über Strahlungstheorie und Quanten diskutierten.

Mit 76 Jahren trat Warburg am 1. April 1922 in den Ruhestand. Bis zu seinem Lebensende machte er von seinem Vorschlagsrecht für den Nobelpreis für Physik Gebrauch. Zu den von ihm vorgeschlagenen Kandidaten gehörten Friedrich Kohlrausch (1905 bis 1907, 1909), Otto Lummer, Wilhelm Wien und Max Planck (1910/11) sowie Albert Einstein (1917 bis 1923).

Im Alter von 85 Jahren starb Warburg am 28. Juli 1931. Er wurde auf dem Bayreuther Stadtfriedhof beigesetzt.

Nach Emil Warburg benannte Auszeichnungen

Zum Gedenken an den Physiker wurde die Stiftung gegründet. Sie fördert Forschungsvorhaben an der Universität Bayreuth auf dem Gebiet der Physik, und zeichnet besondere Leistungen im Fach Physik (z. B. herausragende Doktorarbeiten) durch die Verleihung von Preisen aus. (http://www.uni-bayreuth.de/foerderorg/emil-warburg-st.html)

Dieser mit einer Silbermedaille, einer Urkunde und einem Preisgeld von 1000 € dotierte Preis wird in Erinnerung an Emil Warburg und den polnischen Physiker Marian Smoluchowski seit 1997 in zweijährigem Rhythmus abwechselnd an einen deutschen bzw. polnischen Physiker gemeinsam von der Deutschen Physikalischen Gesellschaft und der Polnischen Physikalischen Gesellschaft verliehen. (http://www.dpg-physik.de/dpg/preise/satzungen/smoluchowskiwarburg.html)

Literatur

Personendaten
Warburg, Emil Gabriel
deutscher Physiker
8. März 1846
Altona
28. Juli 1931
Bayreuth