Andre-Marie Ampere

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Andre-Marie Ampere

Andre-Marie Ampere (* 20. Januar 1775 in Lyon , Frankreich ; † 10. Juni 1836 in Marseille ) war ein franzosischer Physiker und Mathematiker . Er war der herausragende Experimentator und Theoretiker der fruhen Elektrodynamik . Ampere erklarte den Begriff der elektrischen Spannung und des elektrischen Stromes und legte die Stromrichtung fest. Nach ihm wurde 1893 die SI-Einheit der elektrischen Stromstarke und zugleich die SI-Einheit der magnetischen Durchflutung benannt.

Elternhaus in Poleymieux , heute ein Museum

Ampere war der Sohn von Jean-Jacques Ampere und dessen Ehefrau Jeanne-Antoinette de Sarcey. Er fiel schon fruh als wissbegieriger Knabe und durch sein gutes Gedachtnis auf. Sein Vater war ein Verehrer von Jean-Jacques Rousseau und erzog Ampere nach dessen Emile , seine Mutter sorgte fur seine religiose Verwurzelung im Katholizismus. Ampere las als Jugendlicher Buffons Naturgeschichte und systematisch die 35 Bande der Enzyklopadie von Denis Diderot und Jean d'Alembert und lernte Griechisch, Latein und Italienisch. Sein Vater wurde 1793 nach dem Fall von Lyon (wahrend der Franzosischen Revolution ) als Girondist hingerichtet (als Friedensrichter hatte er zuvor einen fuhrenden Jakobiner in Lyon, Joseph Chalier, verhaften und hinrichten lassen), was bei Ampere eine tiefe Krise ausloste. Als Achtzehnjahriger befasste er sich mit den Lehrbuchern des Schweizer Mathematikers Leonhard Euler und der klassischen Mechanik von Joseph-Louis Lagrange . Im gleichen Alter entwickelte er eine Plansprache , die er als friedensforderndes Werkzeug ansah. Er wandte sich ebenfalls der Botanik , der Metaphysik und der Psychologie zu, ehe er Mathematik und Physik studierte. Nachdem das elterliche Vermogen zusammengeschmolzen war, gab er Privatunterricht, besonders in Mathematik. Seine Kontakte zur Außenwelt waren aber gering.

Im Jahre 1796 lernte er Julie Carron kennen, die er 1799 heiratete. Sie war etwas alter und stammte aus einer angesehenen burgerlichen Familie in einem Nachbarort von Ampere. Obwohl sie aus ahnlichem sozialem Hintergrund kamen, war Ampere keine gute Partie und er warb lange und hartnackig um sie, was in seinem Tagebuch dokumentiert ist. 1800 wurde ihr Sohn Jean-Jacques Ampere geboren, der ein bekannter Historiker, Philologe und Schriftsteller wurde. 1802 wurde er Lehrer fur Physik und Chemie an der Ecole centrale in Bourg-en-Bresse . Im selben Jahr verfasste Ampere ein mathematisches Werk zu einem wahrscheinlichkeitstheoretischen Aspekt von Glucksspielen, und zwar der Frage der Wahrscheinlichkeit des Ruins des Spielers bei stetigem Einsatz eines festen Bruchteils seines Kapitals. Die Arbeit machte ihn unter Wissenschaftlern in Paris bekannt. Bald darauf verfasste er eine Arbeit zur theoretischen Mechanik und eine Abhandlung uber partielle Differentialgleichungen , die ihm 1814 die Mitgliedschaft in der franzosischen Akademie der Wissenschaften (damals Institut Imperial) einbrachte.

Die vier Jahre seiner ersten Ehe waren die glucklichsten seines Lebens. Im Jahr 1803 starb nach vierjahriger Ehe seine Frau, die sich von der Geburt des Sohnes nie vollig erholt hatte. Ampere war tief getroffen und zog im Jahr 1804 nach Paris . Sein Interesse fur Mathematik erlahmte, und er befasste sich zunehmend mit den Schriften von Kant , allgemeiner Wissenschaftstheorie und mit der Chemie. Ampere war Repetitor fur Mathematik an der Pariser Ecole polytechnique , was ihn aber bald langweilte. Im Jahre 1808 wurde er Generalinspektor der Universitaten, was er bis auf ein paar Jahre in den 1820er Jahren bis zu seinem Tod blieb. Ab 1819 lehrte er außerdem Philosophie an der Historisch-Philosophischen Fakultat der Sorbonne und 1820 wurde er Assistenzprofessor in Astronomie. 1824 erhielt er den Lehrstuhl fur Experimentalphysik am College de France .

Im August 1806 heiratete er in Paris Jeanne-Francoise Potot (1778?1866), die Ehe war aber unglucklich und wurde bald geschieden. Aus dieser Ehe stammt die Tochter Albine (1807?1842). Er musste nun allein fur die zwei Kinder aus den beiden Ehen sorgen. Beide bereiteten ihm spater Sorgen, seine Tochter war mit einem jahzornigen und oft betrunkenen Armeeoffizier verheiratet und sein Sohn verfiel dem Einfluss von Madame Recamier .

1836 starb Ampere in Marseille auf einer Inspektionstour im Alter von 61 Jahren an einer Lungenentzundung. Er ist in Paris auf dem Cimetiere de Montmartre beigesetzt.

Ampere stellte drei Jahre nach Amedeo Avogadro unabhangig von diesem das Avogadrosche Gesetz auf. Er war auch offen fur die Arbeiten von Humphry Davy , die die Grundfesten der franzosischen Schule der Chemie ( Antoine Laurent de Lavoisier ) erschutterten: fur Lavoisier war Sauerstoff der Trager des Saureprinzips, nach Davys Entdeckung von Natrium und Kalium fand sich dieser aber in starken Basen. Damit loste sich auch das Ratsel des grunen Gases (Chlorgas) bei der Zersetzung von Salzsaure; Ampere wie Davy vermuteten, dass es ein neues Element (Chlor) sein konnte (wahrend man nach der Lavoisier-Theorie Sauerstoff als Bestandteil vermutete). Da Ampere aber weder Zeit noch Mittel hatte, dem weiter nachzugehen, gilt Davy als dessen Entdecker. Spater (1813) erkannte Ampere die Verwandtschaft des gerade in Seetang entdeckten Jods mit Chlor, in der offentlichen Anerkennung als Entdeckung eines neuen Elements kamen ihm aber wieder andere zuvor. [1] Er versuchte die chemische Affinitat von Molekulen, die aus punktformigen Atomen bestehen, aus der Geometrie von geometrischen Korpern (zum Beispiel Tetraeder, Oktaeder oder Wurfel) abzuleiten. Beispielsweise bildeten bei Sauerstoff, Stickstoff und Wasserstoff vier Molekule ein Tetraeder, bei Chlor acht Molekule ein Oktaeder (nach Ampere); Verbindungen aus Elementen konnten nur bestehen, falls sie regulare Polyeder bildeten (was bei Tetraeder und Oktaeder nicht moglich war, wohl aber zwei Tetraeder mit einem Oktaeder zu einem Dodekaeder). Amperes spekulativere Arbeiten zur Chemie fanden jedoch bei anderen Gelehrten seiner Zeit kaum Interesse.

Seine bedeutendsten Arbeiten entstanden ab 1820 und machten ihn zum Begrunder der Elektrodynamik. Im Jahr 1827 verschlechterte sich Amperes Gesundheitszustand und er wandte sich von der Elektrodynamik anderen Gebieten zu (Philosophie, Logik, Anatomie, Kristalloptik, Botanik). In der Philosophie war er von Kant beeinflusst und war sogar einer der Ersten in Frankreich, die dessen Werk ernsthaft rezipierten. Fur Ampere war dies eine Alternative zu der damals in Frankreich vorherrschenden sensualistischen Erkenntnistheorie von Etienne Bonnot de Condillac . Ampere lehnte aber gleichzeitig die Lehre von Raum und Zeit als A-priori-Anschauungen nach Kant ab, behielt aber dessen Unterscheidung von Phanomenen und Noumenon . Er folgte teilweise der Lehre seines Freundes Maine de Biran im Nachweis der Existenz einer unabhangigen materiellen Welt, von Gott und Seele. Ampere vertrat ein hypothetisch-deduktives Verfahren des wissenschaftlichen Erkenntnisgewinns: Der Naturforscher stellt eine Hypothese auf und fragt sich, welche Experimente unternommen werden mussen, um die Theorie zu stutzen oder zu falsifizieren. Dabei ging er pragmatisch vor: Hypothesen konnten frei eingefuhrt werden, wichtig war nur, wie erfolgreich sie in der Naturerklarung waren. Spater beschaftigte er sich mit der Naturphilosophie und der prastabilierten Harmonie von Gottfried Wilhelm Leibniz . Da das Denken des Menschen ein Bild des Denkens Gottes sei und Gott das Universum geschaffen habe, sollte nach Leibniz des Menschen Geist imstande sein, das Universum in reinen Denkakten zu verstehen: Sein und Denkgesetze sollten also einander entsprechen. Einheit der Wissenschaft sollte die Widerspiegelung des gottlichen Geistes sein. Ampere strebte danach, alle Wissenschaften zu klassifizieren, und veroffentlichte daruber 1834 ein Buch. Unter den 64 Disziplinen waren auch einige neu von ihm eingefuhrt worden, wie die technische Kinematik und Kybernetik. [2]

In der Mathematik ist die Monge-Amperesche Gleichung nach ihm benannt, eine nichtlineare partielle Differentialgleichung zweiter Ordnung, die in der Differentialgeometrie und bei Transportproblemen Anwendung findet und mit der sich Ampere um 1820 befasste (und davor Gaspard Monge ).

Arbeiten zur Elektrodynamik

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Im Fruhherbst 1820 wurde Ampere, der nun schon 45 Jahre alt war und dessen bisherige wissenschaftliche Arbeiten hochstens als Fußnoten in Lehrbuchern erschienen waren, durch Francois Arago auf die Versuche Hans Christian Ørsteds zur Ablenkung einer Magnetnadel durch den elektrischen Strom aufmerksam. Ampere wiederholte den Versuch und erkannte, dass Ørsted die Ablenkung des Magneten durch das Erdmagnetfeld nicht beachtet hatte. Mit einer verbesserten Versuchsanordnung konnte Ampere nun feststellen, dass sich die Magnetnadel immer senkrecht zum stromdurchflossenen Leiter stellte. Ampere nahm nun als Modellhypothese an, dass jeder Magnetismus seine Ursache in elektrischen Stromen habe und Strome Magnetfelder erzeugen. Er uberprufte seine Hypothese ? hypothetisch-deduktiv ? zwischen dem 18. September und dem 2. November 1820 und konnte in aufeinanderfolgenden Versuchen nachweisen, dass zwei stromdurchflossene Leiter eine Anziehungskraft aufeinander ausuben, wenn in beiden Leitern die Elektrische Stromrichtung gleich ist, und dass sie eine Abstoßungskraft aufeinander ausuben, wenn die Stromrichtung entgegengesetzt ist. Ampere konstruierte ein Gerat zur Messung des Stroms, das er Galvanometer nannte (unabhangig von Ampere tat dies Johann Schweigger in Deutschland). Ampere verfeinerte seine Hypothese, indem er annahm, dass jeder Magnet viele Molekule enthalt, die jeweils einen kleinen Kreisstrom erzeugen (sog. Amperesche Molekularstrome zur Erklarung des Magnetismus). Er erkannte, dass die fließende Elektrizitat die eigentliche Ursache des Magnetismus ist.

Im Jahr 1822 beschaftigte sich Ampere mit der Kraft zwischen zwei nahe beieinander liegenden stromdurchflossenen Leitern. Er konnte zeigen, dass diese Kraft zu dem Kehrwert des Abstands proportional ist. Bei der mathematischen Behandlung dieser Phanomene nahm er sich das Gravitationsgesetz (als Punkt-Kraft-Gesetz) von Isaac Newton zum Vorbild. Da der Strom jedoch als gerichtete Große behandelt werden muss und die Stromstarke die Zeit als neue Große enthalt, hat das amperesche Modell nur eine beschrankte Gultigkeit.

Ampere erklarte den Begriff der elektrischen Spannung und des elektrischen Stromes und setzte die Stromrichtung fest.

Neben der Begrundung der Elektrodynamik erkannte Ampere das Prinzip der elektrischen Telegrafie (Vorschlag eines elektromagnetischen Telegraphen mit Jacques Babinet 1822), der aber uber großere Entfernungen wenig praktikabel war. Erstmals realisiert wurde ein elektrischer Telegraph 1833 von Carl Friedrich Gauß und Wilhelm Eduard Weber in Gottingen .

Ampere glaubte, dass das Erdmagnetfeld durch starke elektrische Strome ausgelost wird, die in der Erdrinde von Osten nach Westen fließen.

Grab von Andre-Marie Ampere und (rechts:) Sohn Jean-Jacques Antoine Ampere am Friedhof Montmartre , Paris .

James Clerk Maxwell zahlte Amperes Arbeiten uber Elektrodynamik in seinem Treatise on electricity and magnetism [3] zu den glanzendsten Taten, die je in der Wissenschaft vollbracht worden sind . Seine Schrift ist in der Form vollendet, in der Pracision des Ausdrucks unerreichbar und ihre Bilance besteht aus einer Formel, aus der man alle Phanomene, die die Electricitat bietet, abzuleiten vermag, und die in allen Zeiten als Cardinal-Formel der Electrodynamik bestehen bleiben wird. Gleichzeitig vermutete Maxwell, dass der Newton der Electricitat , wie ihn Maxwell nennt, seine Theorie nicht allein aus induktiven Schlussfolgerungen (aus dem Experiment) erhalten habe, sondern einem anderen Weg folgte und dann vom Gerust, das ihm zur Aufrichtung seines Gebaudes diente, alle Spuren entfernt hat .

Amperes Charakter war von großer Liebenswurdigkeit und Sensibilitat gepragt. Er neigte aber auch zu Uberschwang und zur Melancholie, verstarkt durch mehrere Schicksalsschlage, zur Unentschlossenheit und einer gewissen Hilflosigkeit in Alltagsdingen und seine Zerstreutheit war sprichwortlich. In seiner wissenschaftlichen Arbeit war er von großer Beharrlichkeit, folgte aber im Allgemeinen keinem systematischen Plan, sondern folgte einem Geistesblitz fieberhaft bis zu dessen Ausarbeitung. [4] Ampere hatte eine Neigung zu metaphysischen Spekulationen und war tief religios. [5]

Briefmarke der Deutschen Post der DDR aus der Serie Bedeutende Personlichkeiten (1975)

Zu Ehren Amperes ist die SI-Einheit des elektrischen Stromes ? Ampere “ ( Einheitenzeichen A) benannt worden. Er wurde durch Namensnennung auf dem Eiffelturm geehrt. Nach ihm ist seit 1935 ein Mondberg, der Mons Ampere , benannt. 1814 wurde er Mitglied der Academie des sciences in Paris [6] und 1822 Fellow der Royal Society of Edinburgh . Ab 1825 war er korrespondierendes Mitglied der Koniglichen Akademie der Wissenschaften und Schonen Kunste von Belgien , [7] ab 1827 der Preußischen Akademie der Wissenschaften [8] sowie auswartiges Mitglied der Royal Society . [9] Im Dezember 1830 wurde er zum Ehrenmitglied der Russischen Akademie der Wissenschaften in St. Petersburg gewahlt. [10]

Nach ihm ist die Pflanzengattung Amperea A.Juss. aus der Familie der Wolfsmilchgewachse (Euphorbiaceae) benannt. [11]

Essai sur la philosophie des sciences
  • Considerations sur la theorie mathematique du jeu , Perisse, Lyon Paris 1802, online lesen im Internet-Archiv
  • Andre-Marie Ampere: Recueil d'observations electro-dynamiques . contenant divers memoires, notices, extraits de lettres ou d'ouvrages periodiques sur les sciences, relatifs a l'action mutuelle de deux courans electriques, a celle qui existe entre un courant electrique et un aimant ou le globe terrestre, et a celle de deux aimans l'un sur l'autre. Chez Crochard, 1822 (franzosisch, online lesen in der Google-Buchsuche [abgerufen am 26. September 2010]).
  • Andre-Marie Ampere, Babinet (Jacques, M.): Expose des nouvelles decouvertes sur l'electricite et le magneetisme . Chez Mequignon-Marvis, 1822 ( online lesen in der Google-Buchsuche [abgerufen am 26. September 2010]).
  • Andre-Marie Ampere: Description d'un appareil electro-dynamique . Chez Crochard … et Bachelie, 1824 ( online lesen in der Google-Buchsuche [abgerufen am 26. September 2010]).
  • Andre-Marie Ampere: Theorie des phenomenes electro-dynamiques, uniquement deduite de l'experience . Mequignon-Marvis, 1826 ( online lesen in der Google-Buchsuche [abgerufen am 26. September 2010]).
    • Andre-Marie Ampere: Theorie mathematique des phenomenes electro-dynamiques: uniquement deduite de l'experience . Neuauflage Auflage. A. Hermann, 1883 ( online lesen im Internet-Archiv [abgerufen am 26. September 2010]).
  • Andre-Marie Ampere: Essai sur la philosophie des sciences, ou, Exposition analytique d'une classification naturelle de toutes les connaissances humaines . Chez Bachelier, 1834 ( online lesen in der Google-Buchsuche [abgerufen am 26. September 2010]).
    • Andre-Marie Ampere: Essai sur la philosophie des sciences . Band   1 . Chez Bachelier, 1834 ( online lesen in der Google-Buchsuche [abgerufen am 26. September 2010]).
    • Andre-Marie Ampere: Essai sur la philosophie des sciences . Band   2 . Bachelier, 1843 ( online lesen in der Google-Buchsuche [abgerufen am 26. September 2010]).

Briefe:

  • Henriette Cheuvreux (Hrsg.): Journal et correspondance de Andre-Marie Ampere. Recueillis par Mme H. C. J. Hetzel, Paris 1872, online lesen im Internet-Archiv
    • Andre-Marie Ampere. Correspondance et souvenirs (de 1793 a 1805). Recueillis par Madame H. C. J. Hetzel, Paris 1877 (7. Auflage), online lesen im Internet-Archiv
    • Andre-Marie Ampere. Journal et correspondance (1793 a 1805). Recueillis par Madame H. C. Paul Ollendorff, Paris 1893 (9. Auflage), online lesen im Internet-Archiv
  • Henriette Cheuvreux (Hrsg.): Andre-Marie Ampere et Jean-Jacques Ampere. Correspondance et souvenirs (de 1805 a 1864). Recueillis par Madame H. C. J. Hetzel, Paris 1875 (im Internet-Archiv: Band 1 , 2 )
  • Correspondance du Grand Ampere , 3 Bande, Paris 1936 bis 1943
  • Francois Arago : Ampere. In: Franz Aragos Samtliche Werke, Band 2, Leipzig 1854, S. 3?94.
  • James R. Hofmann: Andre-Marie Ampere. Cambridge University Press 1996
  • Christine Blondel: A.-M. Ampere et la creation de l'electrodynamique 1820?1827 , Paris, Bibliotheque Nationale 1982
  • Louis de Broglie : Andre Marie Ampere. In: Louis de Broglie, Elementarteilchen, Hamburg 1954, S. 245?269.
  • Adolphe Quetelet : Notice sur M. Ampere, ne a Lyon en 1775, mort a Marseille, le 10 juin 1836 , Annuaire de l’Academie royale des sciences et belles-lettres de Bruxelles 3, 1837, S. 134?136 (Nachruf; franzosisch; online lesen in der Google-Buchsuche)
  • Charles-Augustin Sainte-Beuve : Ampere. Sa jeunesse, ses etudes diverses, ses idees metaphysiques, etc. (Nachruf; franzosisch), Revue des deux mondes 9, 1837, S. 389?422 ( online lesen in der Google-Buchsuche); Revue du Lyonnais 5, 1837, S. 332?372 ( online lesen in der Google-Buchsuche)
  • Celebration a Lyon du Centenaire de la mort d'Andre-Marie Ampere 1836?1936, 2 Bande, Lyon 1936
  • Jules Barthelemy-Saint-Hilaire : Philosophie des deux Ampere , Didier, Paris 1866 ( online lesen in der Google-Buchsuche)
  • Claude-Alphonse Valson: La vie et les travaux d’Andre-Marie Ampere. Vitte et Perrussel, Lyon 1886 (franzosisch), online lesen im Internet-Archiv
  • Toma? Borec: Guten Tag, Herr Ampere. Wissenswertes und Unterhaltsames uber beruhmte Wissenschaftler und nach ihnen benannte Maßeinheiten. Harri Deutsch, Thun Frankfurt am Main 1979, ISBN 3-87144-372-7 (Ubersetzung aus dem Slowakischen, Originaltitel Dobry de?, pan Ampere )
  • L. Pearce Williams: Andre-Marie Ampere als Physiker und Naturphilosoph. Spektrum der Wissenschaft, Marz 1989, S. 114?124.
  • L. Pearce Williams: Ampere, Andre-Marie . In: Charles Coulston Gillispie (Hrsg.): Dictionary of Scientific Biography . Band   1 : Pierre Abailard ? L. S. Berg . Charles Scribner’s Sons, New York 1970, S.   139?147 .
  • Ernst Schwenk: Maßmenschen. Von Ampere und Becquerel bis Watt und Weber. Wer den internationalen Maßeinheiten den Namen gab. Oesch, Zurich 2003, ISBN 3-0350-2005-1 .
  • Friedrich Steinle : Explorative Experimente. Ampere, Faraday und die Ursprunge der Elektrodynamik , Franz Steiner, Berlin 2005, ISBN 3-515-08185-2 .
  • K. Jager, F. Heilbronner (Hrsg.): Lexikon der Elektrotechniker. VDE Verlag, 2. Auflage von 2010, Berlin/Offenbach, ISBN 978-3-8007-2903-6 , S. 20?21.
  • P. Volkmann: Technikpioniere: Namensgeber von Einheiten physikalischer Einheiten. VDE Verlag, Berlin/Offenbach 1990, ISBN 3-8007-1563-5 , S. 19?22.
  • Isaac Asimov: Biographische Enzyklopadie der Naturwissenschaften und der Technik. Herder, Freiburg/Basel/Wien 1974, ISBN 3-451-16718-2 , S. 203?204.
Commons : Andre-Marie Ampere  ? Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise

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  1. Dictionary of Scientific Biography, Artikel Ampere
  2. Wolfgang Schreier (Hrsg.), Biographien bedeutender Physiker, Volk und Wissen 1984, S. 135.
  3. Maxwell, Lehrbuch der Electricitat und des Magnetismus , Band 2, Berlin, Julius Springer 1883, S. 217.
  4. Dictionary of Scientific Biography, Artikel Ampere
  5. Wolfgang Schreier (Hrsg.), Biographien bedeutender Physiker, Volk und Wissen 1984, S. 135.
  6. Verzeichnis der Mitglieder seit 1666: Buchstabe A. Academie des sciences, abgerufen am 1. Oktober 2019 (franzosisch).
  7. Mitglieder: Andre Marie Ampere. Academie royale des Sciences, des Lettres et des Beaux-Artes de Belgique, abgerufen am 9. August 2023 (franzosisch).
  8. Mitglieder der Vorgangerakademien. Andre-Marie Ampere. Berlin-Brandenburgische Akademie der Wissenschaften , abgerufen am 15. Februar 2015 .
  9. Eintrag zu Ampere; Andre-Marie (1775?1836) im Archiv der Royal Society , London
  10. Auslandische Mitglieder der Russischen Akademie der Wissenschaften seit 1724: Ampere, Andre-Marie. Russische Akademie der Wissenschaften, abgerufen am 1. Oktober 2019 (russisch).
  11. Lotte Burkhardt: Verzeichnis eponymischer Pflanzennamen ? Erweiterte Edition. Teil I und II. Botanic Garden and Botanical Museum Berlin , Freie Universitat Berlin , Berlin 2018, ISBN 978-3-946292-26-5 doi:10.3372/epolist2018 .