George Johnstone Stoney

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George Johnstone Stoney

George Johnstone Stoney (* 15. Februar 1826 in Oakley Park, County Offaly, Irland; † 5. Juli 1911 in London) war ein irischer Physiker. Er gab der Elementarladung den Namen Elektron.

Leben und Werk[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Stoney besuchte das Trinity College Dublin der irischen Hauptstadt und war danach Assistenzprofessor am Observatorium von William Parsons, 3. Earl of Rosse in Birr Castle. Später war er Professor für Physik (Natural Philosophy) am Queens College in Galway (National University of Ireland, Galway) und war danach an der Queens University in Dublin, wo er Sekretär des Verwaltungszentrums der Queen´s Colleges war.

1874 schlug Stoney die Existenz von elektrischen Ladungsträgern einheitlich großer Ladung vor, die mit den Atomen verbunden sein sollten. Aus der Elektrolyse leitete er erste Abschätzungen ihrer Ladung ab, lag damit aber um einen Faktor 20 zu niedrig.[1] Erste Vorschläge dazu machte er auf dem Treffen der British Association in Belfast 1874 (On the physical units of Nature, veröffentlicht erst 1881)[2] und dann 1891 in den Trans. Royal Dublin Society (Band 4, S. 583), wo er auch den Namen Elektron vorschlug. Ein möglicher Grund für die Wahl des Namens war, dass Elektron das griechische Wort für Bernstein ist, das Material, an dem zum ersten Mal elektrostatische Phänomene beobachtet worden waren. In seiner Arbeit von 1874 machte er den ersten Vorschlag für ein Maßsystem Natürlicher Einheiten, dem er als Naturkonstanten die Elektronenladung, die Gravitationskonstante und die Lichtgeschwindigkeit zugrunde legte.

Das Elektron wurde 1897 von Joseph John Thomson als Elementarteilchen erstmals nachgewiesen (er nannte es corpuscle),[3] seine elektrische Ladung 1907 durch Robert Millikan bestimmt. Die Elektronenladung, als kleinstes frei auftretendes Ladungsquantum auch Elementarladung genannt, beträgt 1,602 · 10−19 C (Coulomb).

Stoneys Bestimmung der Elementarladung stand im Zusammenhang mit seinen Versuchen, die Avogadro-Konstante (bzw. die Faraday-Konstante) zu bestimmen (wie gleichzeitig auch Johann Josef Loschmidt und William Thomson, 1. Baron Kelvin).

Stoney befasste sich auch mit Spektroskopie. Er suchte nach einer Aufspaltung der Spektrallinien im Magnetfeld, die aber erst 1896 durch Pieter Zeeman nachgewiesen werden konnte, und er nahm einige der Gesetzmäßigkeiten vorweg, die Johann Jakob Balmer 1885 im Wasserstoffspektrum fand (Balmer-Serie). Er konstruierte auch einen Heliostaten.

Stoneys Familie[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

George Stoneys jüngerer Bruder Bindon Blood Stoney (1828–1909) war Ingenieur, der auch Beiträge zur Astronomie leistete. George Stoneys Neffe George Francis FitzGerald war Physiker. George Stoney hatte fünf Kinder. Sein ältestes, sein Sohn George Gerald Stoney (1863–1942), war ebenfalls Ingenieur; er wurde 1917 Professor für Maschinenbau in Manchester und ist heute vor allem durch die nach ihm benannte Gleichung bekannt.[4][5][6] George Stoneys Töchter, die Physikerin Edith Anne Stoney (1869–1938) und die Medizinerin Florence Ada Stoney (1870–1932) leisteten Pionierarbeit im Bereich der Röntgen-Radiologie – Florence war die erste Radiologin Großbritanniens.[7]

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • G. O'Hara: George Johnstone FRS and the Concept of the Electron. Notes and Records of the Royal Society, 29 (2), 265–276, 1975.
  • derselbe: George Johnstone Stoney and the Conceptual Discovery of the Electron. Occasional Papers in Science and Technology Eight: Stoney and the Electron, Royal Dublin Society, 5–28, 1993.
  • Alex Keller: The Infancy of Atomic Physics. Hercules in His Cradle, Oxford University, 1983, ISBN 0-19-853904-5.

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Abraham Pais Inward Bound, S. 74
  2. Philosophical Magazine, Band 11, 1881, S. 381
  3. Electron. In: Encyclopædia Britannica. 11. Auflage. Band 9: Edwardes – Evangelical Association. London 1910, S. 237 (englisch, Volltext [Wikisource]).
  4. George Gerald Stoney. In: Grace's Guide to British Industrial History. Grace's Guide Ltd., abgerufen am 15. Dezember 2019 (englisch).
  5. Arthur Andrews, Chris Jackson: The Stoneys of Heaton: unsung heroes of the Parsons’ story. In: Heaton History Group. Heaton History Group, 7. April 2018, abgerufen am 15. Dezember 2019 (englisch).
  6. J. E. Greene: Review Article: Tracing the recorded history of thin-film sputter deposition: From the 1800s to 2017. In: AIP (Hrsg.): Journal of Vacuum Science & Technology A. Band 35, Nr. 5. AIP Publishing, 1. September 2017, ISSN 0734-2101, S. 05C204, doi:10.1116/1.4998940 (scitation.org).
  7. Francis Duck: Edith and Florence Stoney, X-ray pioneers. In: Bristol Medico-Chirurgical Society (Hrsg.): The West of England Medical Journal. Band 115, Nr. 1, März 2016, S. Article 2 (bristolmedchi.co.uk [PDF]).