Mauerformeln in Leiden
Leiden ist reich an physikalischen Entdeckungen. So wurden Heike Kamerlingh Onnes, Hendrik Lorentz und Pieter Zeeman für die Entdeckung der Supraleitung und des Zeeman-Effekts mit dem Nobelpreis ausgezeichnet. Und auch das Brechungsgesetz von Snellius steht schon seit dem Beginn des 17. Jahrhunderts in Schulbüchern auf der ganzen Welt. Inspiriert durch die prächtigen Mauergedichte, die in Leidens Innenstadt zu finden sind, haben sich die Physiker Sense Jan van der Molen und Ivo van Vulpen zur Aufgabe gemacht, Fassaden mit historischen Formeln zu schmücken. Sie denken, dass man die Schönheit einer Formel auch ohne sie ganz zu verstehen erkennt, genauso wie wir die Schönheit fremdsprachiger Poesie erkennen. Die Künstler der Stiftung TEGENBEELD zeigen bei diesem Projekt, wie auch bei den Mauergedichten, ihr kreatives Talent. Das Projekt soll mehr als zehn Mauerformeln umfassen, wovon jetzt schon sieben in der Innenstadt Leidens zu bewundern sind.
Dieses Projekt hat Mauerformeln in anderen Städten inspiriert, unter anderem in Utrecht. Gehen Sie auf www.utrechtsemuurformules.nl um die Mauerformeln von Utrecht zu sehen.
Einsteins Feldgleichung Map
Albert Einstein (1879-1955)
Erklärung: Einstein erkannte, dass jedes Objekt -- vom kleinen Apfel bis zum Planeten -- den Raum um sich verformt. Das bedeutet, dass Objekte einander anziehen, wie wir es von der Schwerkraft kennen, aber auch, dass sie Lichtstrahlen ablenken.Sternenlicht reist also in einem Bogen um einen schweren Himmelskörper. Einsteins Formel, die sogenannte Feldgleichung der allgemeinen Relativitätstheorie, beschreibt wie der Raum verformt wird (linker Teil) durch ein Objekt, das sich in der Nähe befindet (rechter Teil). Wiki
Bezug zu Leiden: Einstein war außerordentlicher Professor in Leiden und verbrachte regelmäßig einige Monate in der Stadt, um mit seinen Kollegen zu arbeiten. Obwohl er diese Formel nicht in Leiden, sondern in Berlin, hergeleitet hat, ging die dritte Komponente -- die kosmologische Konstante 'Λ' -- direkt aus einem Gespräch mit dem Leidener Professor Willem de Sitter hervor.
Das Snelliussche Brechungsgesetz Map
Willebrord Snel van Royen (Snellius) (1580-1626)
Erklärung: Wenn ein Lichtstrahl von einem Medium in ein anderes übergeht, verändert er seine Richtung. Das verursacht die optische Täuschung, dass ein Strohhalm im Limonadenglas an der Luft-Wasser Oberfläche geknickt aussieht. Die Brechungsindizes (n) der betreffenden Medien bestimmen den Winkel (θ) der Lichtbrechung. Wiki
Bezug zu Leiden: Snellius war Professor in Leiden. Er untersuchte verschiedene physikalische Fachgebiete, darunter Messkunde und Optik. So gebrauchte er Triangulation, um den Umfang der Erde zu messen, und entwickelte er das berühmte Brechungsgesetz.
Lorentzkraft Map
Hendrik Lorentz (1853-1928)
Erklärung: Die Lorentzkraft (F) sorgt dafür, dass ein elektrisch geladenes Teilchen (q) in einem Magnetfeld (B) abgelenkt wird. In einem elektrischen Feld (E) wird das Teilchen zusätzlich noch beschleunigt. Wiki
Bezug zu Leiden: Lorentz war Professor der Physik in Leiden. Hier machte er einige wichtige Entdeckungen. So leitete er her, dass Objekte kleiner werden, wenn sie sich der Lichtgeschwindigkeit annähern (Lorentzkontraktion). Gemeinsam mit Pieter Zeeman beschrieb er den Zeeman-Effekt, wofür die beiden 1902 den Nobelpreis erhielten. Mit seiner Lorentzkraft hatte er den Effekt schon vorhergesagt.
Die Oortschen Konstanten Map
Jan Oort (1900-1992)
Erklärung: A minus B gibt die Winkelgeschwindigkeit der Sonne (vΘ/RΘ) um das Zentrum der Milchstraße an. A plus B liefert die Abnahme der Geschwindigkeit (-[dv/dR]RΘ) von naheliegenden Sternen abhängig von ihrem Abstand zum Zentrum. Diese erschien überraschend klein, was die bis heute andauernde Suche nach der mysteriösen 'dunklen Materie' in Gang setzte. Im Gegensatz zu ihren einzelnen Komponenten sind die Werte A und B direkt messbar. Wiki
Bezug zu Leiden: Oort war Professor der Astronomie in Leiden. Er postulierte die Oortsche Wolke, eine riesige Ansammlung kleiner Objekte, die in einem Abstand 100.000-mal größer als der von der Erde zur Sonne um die Sonne kreisen. Des Weiteren formulierte er die Oortschen Konstanten, aus denen er die Umlaufzeit unserer Sonne um das Zentrum der Milchstraße berechnete: gut 200 Millionen Jahre.
Lorentzkontraktion Map
Hendrik Lorentz (1853-1928)
Erklärung: Die Länge eines bewegten Objekts ist um einen geschwindigkeitsabhängigen Faktor kleiner als seine ursprüngliche Länge (L0). Je größer die Geschwindigkeit (v), umso kleiner ist dieser sogenannte (inverse) Lorentzfaktor und umso kürzer ist das Objekt. Umgekehrt gilt auch: Je schneller ein Beobachter selbst reist, desto kleiner erscheinen ihm alle stillstehenden Objekte in der Umgebung. Einstein gebrauchte die Lorentzkontraktion in seiner speziellen Relativitätstheorie. Wiki
Bezug zu Leiden: Lorentz war Professor der Physik in Leiden. Außer der Lorentzkontraktion machte er noch einige weitere wichtige Entdeckungen. So beschrieb er gemeinsam mit Pieter Zeeman den Zeeman-Effekt, wofür ihnen 1902 den Nobelpreis verliehen wurde. Davor hatte Lorentz schon die Lorentzkraft entdeckt, die den Zeeman-Effekt erklärt.
Elektronenspin Map
Samuel Goudsmit (1902-1978) -- George Uhlenbeck (1900-1988)
Erklärung: Elektronen sind kleine Teilchen, die um einen Atomkern kreisen. Neben einer Masse und einer elektrischen Ladung haben sie noch eine besondere Eigenschaft: Den Spin. Der Spin kann nur in der Quantenmechanik richtig verstanden werden, aber wir können uns vorstellen, dass sich ein Elektron um sich selbst dreht. Daher kommt auch der Name: drehen heißt im Englischen to spin. Die Größe des Elektronenspins ist gegeben durch die Hälfte von ℏ (ℏ ist die reduzierte Planck-Konstante.) Das Besondere ist, dass es nur zwei verschiedene Elektronenspins gibt: im Uhrzeigersinn drehend (spin-up, d.h. Sz=+1/2*ℏ), oder gegen den Uhrzeigersinn drehend (spin-down, d.h. Sz=-1/2*ℏ). Wiki
Bezug zu Leiden: Samuel Goudsmit und George Uhlenbeck studierten und promovierten beide an der Universität Leiden. Gemeinsam erdachten sie, dass ein Elektron eine Eigenschaft haben muss, die nur in zwei 'Sorten' auftritt (up und down): Der
Huygens' Pendelgleichung Map
Christiaan Huygens (1629-1695)
Erklärung: Huygens' Pendelgleichung beschreibt den Zusammenhang zwischen der Länge eines Pendels und der Zeit, die es benötigt, um einmal hin und her zu schwingen. Diese Schwingungsdauer hängt laut Huygens nur von der Länge des Pendels ab. Wiki
Bezug zu Leiden: Christiaan Huygens studierte von 1645 bis 1647 Jura und Mathematik an der Universität Leiden. Im Jahr 1673 veröffentlichte er die Formel, die erklärt, wie die Schwingungsdauer eines Pendels von der dessen Länge abhängt. Genaue Zeitmessungen waren damals wichtig für die Astronomie, Navigation und auch für die Physik. Deshalb ließ sich Huygens seine Pendeluhr patentieren.
Map
Johannes Diderik van der Waals (1837-1923)
Erklärung: Die Van der Waals Gleichung beschreibt den Zusammenhang von Temperatur (T), Druck (p) und Volumen (V) eines Gases. R ist die universelle Gaskonstante und n ist die Anzahl der Gasmoleküle, ausgedrückt in der Einheit Mol. Eine ähnliche Zustandsgleichung war schon damals bekannt, doch diese konnte einige Messungen und Phänomene, wie z.B. den Phasenübergang zwischen gasförmig und flüssig, nicht beschreiben. Die Van der Waals Gleichung konnte das. Van der Waals überlegte, dass die Gasatome oder Gasmoleküle ein bestimmtes Volumen einnehmen. Das ist der Term nb in der Gleichung. Des Weiteren 'fühlen' die Teilchen einander: Sie ziehen einander an oder stoßen einander ab. Diese Kräfte, später Van-der-Waals-Kräfte genannt, sind im Term an2/V2. Wiki
Bezug zu Leiden: Van der Waals beschrieb diese Gleichung in seiner Doktorarbeit 'Over de Continuïteit van den Gas- en Vloeistoftoestand' (Über die Kontinuität des Gasförmigen und Flüssigen Zustandes), die er 1873 an der Universität Leiden verteidigte. Im Jahr 1877 wurde er zum ersten Professor der Physik der Universität Amsterdam ernannt.
