mini|Woldemar Voigt
Woldemar Voigt [] (* 2. September 1850 in Leipzig; † 13. Dezember 1919 in Göttingen) war ein deutscher Physiker. Er lehrte Theoretische Physik an der Georg-August-Universität in Göttingen.
Leben Voigt lernte bis 1867 an der humanistischen Thomasschule zu Leipzig.Richard Sachse, Karl Ramshorn, Reinhart Herz: Die Lehrer der Thomasschule zu Leipzig 1832–1912. Die Abiturienten der Thomasschule zu Leipzig 1845–1912. B. G. Teubner Verlag, Leipzig 1912, S. 46. Er war ein begeisterter Musiker, dirigierte Bach-Konzerte und publizierte auch musikwissenschaftliche Abhandlungen. Voigt studierte aber von Oktober 1867 bis Sommer 1871 Mathematik und Physik an der Universität Leipzig. Hier wurde er im Winter 1868/69 Mitglied der Leipziger Universitäts-Sängerschaft zu St. Pauli (heute Deutsche Sängerschaft).Gesamtverzeichnis der Pauliner vom Sommer 1822 bis Sommer 1938, Leipzig 1938, Seite 47
Als 20-Jähriger nahm er an dem Deutsch-Französischen Krieg von 1870/71 teil und wurde 1870 zum Reserveoffizier befördert. Er diente als Secondelieutenant der Reserve im Schützen-(Füs.)-Regiment „Prinz Georg“ (Königlich Sächsisches) Nr. 108 und (ab 1880) als Premierlieutenant der Landwehr-Infanterie in Dresden.
Von 1871 bis März 1874 studierte er an der Albertus-Universität Königsberg, unter anderem bei Franz Ernst Neumann, dem Begründer der Theoretischen Physik in Deutschland. Im Jahr 1874 wurde er in Königsberg über das elastische Verhalten von Steinsalz promoviert. Danach war er kurzzeitig Hilfslehrer an der Nikolaischule in Leipzig.
Von September 1875 bis 1883 wirkte er als außerordentlicher Professor für Physik an der Albertus-Universität Königsberg. Im August 1883 wurde er ordentlicher Professor für Theoretische Physik an der Philosophischen Fakultät der Georg-August-Universität Göttingen und Direktor des dortigen Instituts für Theoretische Physik, das zuvor neu gegründet worden war. Zweimal wurde er zum Rektor der Göttinger Universität ernannt.
Zu seinen bekanntesten Schülern gehörten Paul Drude (1863–1906), Friedrich Pockels (1865–1913), Walter Ritz (1878–1909) und Alfonso Sella (1865–1907).
Er stand im regen Austausch mit den bedeutendsten Wissenschaftlern seiner Zeit wie Antoine Henri Becquerel, Pietro Blaserna, Aimé Cotton, Pierre Curie, Hermann von Helmholtz, Heinrich Hertz, William Thomson, 1. Baron Kelvin, Gustav Robert Kirchhoff, Nagaoka Hantarō, Eduard Riecke, Augusto Righi, Hermann Amandus Schwarz, Arnold Sommerfeld und Wilhelm Eduard Weber.
Voigts Nachlass lagert im Universitätsarchiv der Universität Göttingen und enthält eine Abhandlung über die Transformation der Differentialgleichungen der BewegungWoldemar Voigt: Transformation der Differentialgleichungen der Bewegung. Universitätsarchiv Göttingen (Inventar-Signatur: SUB.Gött.Cod.Ms.W.Voigt7.).
Seine Tochter Erika (1883–1960) heiratete 1904 den Historiker Ludwig Mollwo. Der Physiker Erich Mollwo war sein Enkel, ebenso wie der Ingenieur Woldemar Voigt.
Wissenschaftliches Werk 1887 zeigte Woldemar Voigt wie man aus den Komponenten des Elastizitätstensors von anisotropen Einkristallen die elastischen Eigenschaften der zugehörigen Polykristalle unter Annahme einer einheitlichen Deformation aller Körner berechnen kann. 1929 berechnete András Reuss eine Mittelwertbildung unter Annahme einer einheitlichen Spannung im Polykristall. Das arithmetische Mittel aus beiden Mittelwerten (als Voigt‐Reuss‐Hill-Näherung bezeichnet) gilt heute als Standardnäherung zur Umrechnung von einkristall- in polykristallbezogene elastische Moduln.
1908 stellte Woldemar Voigt mit seinem Buch „Magneto- und Elektrooptik“Woldemar Voigt: Magneto- und Elektrooptik. Leipzig 1908. eine umfassende Theorie der Magnetooptik im Rahmen der klassischen Elektrodynamik aufvgl. auch: Woldemar Voigt: Elektrooptik. In: L. Graetz (Hrsg.): Handbuch der Elektrizität und des Magnetismus Bd. I, 1914.. Er ist der Entdecker des Voigt-Effekts (auch magnetischer linearer Dichroismus genannt). 1910 schrieb er mit dem „Lehrbuch der Kristallphysik“Woldemar Voigt: Lehrbuch der Kristallphysik. Leipzig 1910. eines der grundlegenden Werke der Kristallographie und insbesondere für den piezoelektrischen Effekt. Der Begriff „Tensor“ wurde zuerst von ihm benutzt. Auf ihn geht die in der Kristallographie gebräuchliche voigtsche Notation zurück, eine praktische Schreibweise für symmetrische Tensoren.
Ein Voigt-Profil ist die Faltung einer Gauß-Kurve mit einer Lorentz-Kurve.
Ab 1878 arbeitete Voigt an den Grundlagen und an der Erweiterung der bis dahin wesentlich von Fresnel geprägten theoretischen Optik. Im Jahr seiner Aufnahme in die Göttinger Gesellschaft der Wissenschaften im Jahr 1883 versuchte er sich an einer konsequenten Weiterentwicklung einer Vakuum-Lichttheorie auf der Basis eines elastischen Lichtäthers. Später gab er mechanische Modellvorstellungen weitgehend auf und bemühte sich um eine phänomenologische TheorieWoldemar Voigt: Phänomenologische und atomistische Betrachtungsweise. In: Paul Hinneberg (Hrsg.): Die Kultur der Gegenwart3. Teil, 3. Abteilung, 1. Band: Physik, Berlin/Leipzig 1915, S. 714–731.. Deren abschließende Form ist im Band II seines „Kompendium der theoretischen Physik“Woldemar Voigt: Kompendium der theoretischen Physik, Bd. I: Mechanik und nichtstarre Körper, Wärmelehre, Bd. II: Elektrizität und Magnetismus, Optik, Leipzig 1895–1896. enthaltenIm Handbuch der Physik, 2. Band, 1. Abteilung, Breslau 1894, S. 657–674. wird die optische Theorie Voigts mit anderen Theorien verglichen..
Seit etwa 1886 arbeitete Voigt über die Theorie der Optik bewegter Körper, ein damals aktuelles Forschungsgebiet im Vorfeld der modernen Relativitätstheorie, in dem viele Physiker versuchten, Bewegungen gegen den „Äther“ nachzuweisen. Er leitete als Erster Transformationsgleichungen von der Art der Lorentz-Transformation her, die Voigt-Transformationen, und demonstrierte die Invarianz der Wellengleichung unter dieser Transformation; mit zusätzlichen Kommentaren Voigts nachgedruckt in (siehe Geschichte der Lorentz-Transformation#Voigt (1887)). Seine Ausgangspunkte waren eine partielle Differentialgleichung für Transversalwellen und eine allgemeine Form der Galilei-Transformation gewesen. Voigts Transformation unterscheidet sich allerdings um einen Skalenfaktor von der gewöhnlichen Lorentz-Transformation. Wie 1905 insbesondere Henri Poincaré und Albert Einstein zeigten, ist nur die Lorentz-Transformation symmetrisch und erfüllt das Relativitätsprinzip.Ein von Voigt möglicherweise benutztes Herleitungsverfahren ist enthalten im Abschnitt 1.4 The Relativity of Light der Abhandlung Reflections on Relativity auf der Website MathPages (wo der Skalenfaktor statt verwendet wurde): „In order to make the transformation formula for agree with the Galilean transformation, Voigt chose , so he did not actually arrive at the Lorentz transformation, but nevertheless he had shown roughly how the wave equation could actually be relativistic – just like the dynamic behavior of inertial particles – provided we are willing to consider a transformation of the space and time coordinates that differs from the Galilean transformation.“Miller (1981), 114–115
Wie H. A. Lorentz in einer Fußnote auf S. 198 seines Buchs „Theory of Electrons“Hendrik Antoon Lorentz: Theory of Electrons. Leipzig 1909. hervorhob, hat Voigt damit die Lorentz-Transformation vorweggenommenIn seinem Buch Theory of Electrons schreibt H. A. Lorentz in der Fußnote auf S. 198 dazu: "1) In a paper „Über das Doppler’sche Princip“, published in 1887 (Gött. Nachrichten, S. 41) and which to my regret has escaped my notice all these years, Voigt has applied to equations of the form (6) (§ 3 of this book) [nämlich ] a transformation equivalent to the formulae (287) and (288) [nämlich die Lorentz-Transformation mit einem Skalenfaktor , also ]. The idea of the transformations used above (and in § 44) might therefore have been borrowed from Voigt and the proof that it does not alter the form of the equations for the free ether is contained in his paper.". Bekannt ist auch, dass Voigt mit Lorentz in den Jahren 1887 und 1888 wegen des Michelson-Experiments korrespondiert hatteDie Lorentz-Voigt-Korrespondenz von 1887/88 lagert im Archiv der Bibliothek des Deutschen Museums in München.. Allerdings erklärte Lorentz, dass er Voigts Arbeit von 1887 nicht gekannt hatte, bevor er seine eigenen Arbeiten dazu verfasste. In der wichtigen Fachzeitschrift Annalen der Physik war Voigts Arbeit vor dem Aufkommen der modernen Relativitätstheorie noch im Jahr 1903 in einem Aufsatz zum Dopplerschen Prinzip zitiert worden.Emil Kohl: Über ein Integral der Gleichungen für die Wellenbewegung, welches dem Dopplerschen Prinzip entspricht. In: Annalen der Physik. Band 11, Nr. 5, 1903, S. 96–113 (). Ob LarmorCharles Kittel: Larmor and the Prehistory of the Lorentz Transformation. In: American Journal of Physics 42, 1971, S. 726–729. die Voigt-Transformation bereits gekannt hatte, ist ungewiss. Von den Schöpfern der modernen Relativitätstheorie wird Voigts Pionierarbeit außer von Lorentz nur von Hermann Minkowski (beispielsweise in Raum und Zeit) erwähnt.
In den Jahren 1887 und 1888 legte Voigt eine umfangreiche Theorie des Lichts für bewegte Medien vor, die in zwei Versionen publiziert wurde. Auf S. 235 der ersten Publikation urteilte er zunächst, dass das Michelson-Morley-Experiment notwendigerweise ein negatives Resultat zeitigen „müsse“, und zwar unabhängig davon, ob der Lichtäther von der Erde mitgeführt werde oder nicht. In einer Fußnote auf S. 390 der zweiten Publikation revidiert Voigt diese Aussage jedoch und schreibt: „Daselbst ist allerdings noch vorausgesetzt, dass der Aether an der Bewegung der Erde nicht theilnehme, was nach den neuesten Beobachtungen von H. Michelson nicht richtig zu sein scheint. Die Bedenken, welche ich ehedem gegen eine solche Deutung der Beobachtungen Hrn. Michelson’s hatte, kann ich als irrthümlich gegenüber brieflichen Einwänden von Hrn. H. A. Loren(t)z nicht aufrecht erhalten“.
Auszeichnungen und Mitgliedschaften 1871: Ehrenmitglied des Akademisch-naturwissenschaftlichen Vereins zu Leipzig 1880: Landwehrdienstauszeichnung II. Klasse 1883: Ordentliches Mitglied der Mathematischen Klasse der Königlichen Gesellschaft zu Göttingen 1885: Mitglied der Leopoldina 1892: Ehrendoktorwürde der Universität Padua 1894: Ehrenmitglied des Mathematischen Vereins an der Georgia Augusta 1895: Roter Adlerorden IV. Klasse 1898: Mitglied der Accademia Nazionale dei Lincei 1899: Ehrenmitglied der Kaiserlichen Gesellschaft der Naturforscher zu Moskau 1899: Geheimer Regierungsrat 1900: Ehrenmitglied der Akademie der Wissenschaften zu Bologna 1900: Korrespondierendes Mitglied der Preußischen Akademie der Wissenschaften 1900: Korrespondierendes Mitglied der Physikalischen-Mathematischen Klasse der Königlichen Gesellschaft zu Göttingen August 1902: Ritterkreuz I. Klasse des Herzoglich Braunschweigischen Ordens Heinrichs des Löwen 1902: Ehrenmitglied der Schweizerischen Naturforschenden Gesellschaft Juni 1905: Preußischer Kronenorden III. Klasse März 1906: Kommandeurkreuz II. Klasse des Herzoglich Braunschweigischen Ordens Heinrichs des Löwen 1908: Ehrenmitglied des Physikalischen Vereins Frankfurt am Main 1909: Ehrendoktorwürde der Universität Genf 1909: Korrespondierenden Mitglied der Mathematisch-Physikalischen Klasse der Königlich Bayerischen Akademie der Wissenschaften 1910: Mitglied der Königlichen Gesellschaft der Wissenschaften zu Kopenhagen 1911: Auswärtiges Mitglied der Philosophisch-Naturwissenschaftlichen Klasse der Königlich Niederländischen Akademie der Wissenschaften 1911: Korrespondierendes Mitglied der Académie des sciences 1911: Ehrendoktorwürde (Dr. jur. h. c.) der University of St Andrews November 1912: Roter Adlerorden III. Klasse 1913: Mitglied der Royal Society London 1913: Ehrenmitglied der London Mathematical Society 1914: Ehrenmitglied der Universität St. Petersburg