William Thomson (Lord Kelvin)

1. Die Zeit, in der er lebte

THOMSON lebte im Großbritannien des 19. Jahrhunderts. Er stammte ursprünglich aus Irland, hielt sich aber den größten Teil der Zeit in Schottland, in Glasgow auf.
Die Zeit im damaligen britischen Königreich war ohne große Unruhen und ideal für einen Wissenschaftler und Forscher, der sich in den Kreisen des gehobenen Mittelstandes bewegte.

2. Lebenslauf

WILLIAM THOMSON wurde am 26. Juni 1824 in Belfast (Irland) geboren. Sein Vater war Mathematiklehrer und unterrichtete ihn bis zu seinem zehnten Lebensjahr selbst.
Als man den Vater im Jahre 1834 als Mathematikprofessor an die Universität nach Glasgow berief, nahm er seinen Sohn mit und ließ ihn an der Universität als Student immatrikulieren.
Der außergewöhnlich begabte William bewältigte das Studium erfolgreich.
An der Universität in Glasgow blieb der wissbegierige Junge bis zu seinem 16. Lebensjahr. Dabei interessierten ihn insbesonders die Arbeiten von LAPLACE und FOURIER über die Wärmeleitung.

Mit sechzehn Jahren wechselte er nach Cambridge an die Universität.
Wenig später ging er ein Jahr nach Paris, wo er in REGNAULTs Laboratorium arbeitete und sich mit der Experimentalphysik näher vertraut machte.
Mit 22 Jahren kehrte der junge THOMSON nach Glasgow zurück und wurde dort zum Professor für Naturphilosophie und theoretische Physik an die Universität berufen. Er blieb von 1846 bis 1899, also zeitlebens, der Universität Glasgow treu.

Schon kurze Zeit nach seiner Berufung an die Universität richtete er sich mit geringen finanziellen Mitteln ein eigenes Laboratorium in einem verlassenen Weinkeller ein und begann wissenschaftlich zu arbeiten.
Seine Interessen waren vielfältig und umfassten viele Teilgebiete der Physik.

1848 stellte Thomson die thermodynamische Temperaturskala auf. Diese wurde später als KELVIN-Skala mit der Maßeinheit Kelvin für die Temperatur weltberühmt und gilt auch heute noch. (Bild 2)

1850 formulierte er gemeinsam mit R. J. E. CLAUSIUS die beiden Hauptsätze der Thermodynamik und wandte diese auf elektrische, magnetische und elastische Erscheinungen an. Im Zusammenhang damit leitete er nach experimentellen Untersuchungen die Abhängigkeit des Schmelzpunktes vom Druck theoretisch ab. Im gleichen Jahr erschien auch seine Theorie des Kristallmagnetismus.

Von 1851 bis 1852 befasste sich Thomson mit dem Begriff der Energie. Die Bezeichnung „Energie“, statt der bis dahin verwendeten „vis viva“- lebendige Kraft, in der Physik stammt von ihm.

Eine Reihe von Arbeiten führte Thomson gemeinsam mit J. P. Joule durch. Von 1853 bis 1854 untersuchten sie gemeinsam die Änderung der Temperatur eines Gases bei dessen Ausdehnung und stellten dabei einen Effekt fest, den man später den JOULE-THOMSON-Effekt nannte.

1856 entdeckte er den thermoelektrischen Effekt, der später „THOMSON-Effekt“ genannt wurde und das Prinzip der ungedämpften elektrischen Schwingung (Thomson- Schwingungsgleichung). Seine folgenden Forschungen über den Charakter elektromagnetischer Schwingungen und Wellen hatten große Auswirkungen auf die Entwicklung der drahtlosen Telegrafie.

Die von ihm entwickelte Theorie der Ausbreitung elektrischer Impulse in metallischen Kabeln ermöglichten es unter anderem, die Planung und Realisierung eines Tiefseekabels unter dem Meer voranzubringen. Thomson beteiligte sich schließlich sogar selbst an der Verlegung dieses Überseekabels, um die Funktionstüchtigkeit der von ihm erfundenen Geräte und Hilfsmittel zu prüfen.

1858 konstruierte er ein Spiegelgalvanometer und eine elektrische Messbrücke („THOMSON-Brücke“).

Zurück in Glasgow widmete sich Thomson Forschungen auf den Gebieten der Mechanik und Hydrodynamik und versuchte die Ursache der Gravitation (übrigens bis heute noch nicht befriedigend erklärbar) zu ergründen.

Insgesamt wurden ihm 70 Patente erteilt.
1868 veröffentlichte er dann die Theorie von Ebbe und Flut und schuf damit eine Möglichkeit, Gezeiten genau vorauszuberechnen.
1890 wählte man ihn zum Präsidenten der Londoner Royal Society.
1892 dann erhob man in den Adelstand mit dem Titel „Lord Kelvin of Larges“. Seinen Namen „Kelvin“ wählte er sich nach dem kleinen Flüsschen, das durch den Park der Glasgower Universität fließt, selbst aus.

1898 entwickelte er gemeinsam mit seinem Namensvetter Joseph John Thomson einen Vorläufer des rutherford-bohrschen Atommodells (Bild 3).
Seine Professorenstelle gab er im Jahre 1899 aus Altersgründen auf und setzte sich zur Ruhe.

In Netherhall bei Larges besaß er ein kleines Schloss. Dort verbrachte er seinen Lebensabend mit seiner zweiten Ehefrau.
Am 17. Dezember 1907 starb er in Netherhall und wurde in der Londoner Westminster-Abtei neben dem Grab von NEWTON beigesetzt.

3. Bedeutende Leistungen

• KELVIN-Skala mit der Maßeinheit Kelvin für die Temperatur
• Formulierung der beiden Hauptsätze der Thermodynamik und Anwendung dieser auf elektrische, magnetische und elastische Erscheinungen
• Begriff der Energie, statt der bis dahin verwendeten „vis viva“- lebendige Kraft
• „JOULE-THOMSON-Effekt“: Änderung der Temperatur eines Gases bei dessen Ausdehnung
• „THOMSON-Effekt“: thermoelektrischen Effekt
• Prinzip der ungedämpften elektrischen Schwingung: „THOMSON-Schwingungsgleichung“
• Planung und Realisierung eines Tiefseekabels unter dem Meer
• elektrische Messbrücke -„THOMSON-Brücke“
• Theorie von Ebbe und Flut, damit eine Möglichkeit Gezeiten genau vorauszuberechnen
• Vorläufer des rutherford-bohrschen Atommodells