Hippolyte Fizeau

HIPPOLYTE FIZEAU lebte in einer Zeit, in der sich die klassische Physik ihrer Vollendung näherte. Fast alle grundlegenden Gesetze der Physik waren erkannt. Die Forschungen konzentrierten sich deshalb auf solche Bereiche, in denen es noch ungeklärte Fragen gab oder wo Widersprüche zwischen experimentellen Ergebnissen und theoretischen Überlegungen auftraten.

Leben und Wirken

Details über das Leben von HIPPOLYTE FIZEAU sind kaum bekannt. Besser dokumentiert sind aber seine wissenschaftlichen Leistungen.
ARMAND HIPPOLYTE LOUIS FIZEAU, meist kürzer als HIPPOLYTE FIZEAU bezeichnet, wurde am 23. September 1819 in Paris geboren. Nach Schule und Studium beschäftigte er sich zunächst als Privatgelehrter mit Physik und Astronomie. 1860 wurde er in die Pariser Akademie der Wissenschaften aufgenommen und 1878 wurde er Mitglied des Bureau des Longitudes. FIZEAU starb am 18. September 1896 in Venteuil.

Wissenschaftliche Leistungen

FIZEAU war in unterschiedlichen Gebieten der Physik tätig, beschäftigte sich dabei aber fast immer mit Präzisionsmessungen.
1845 stellte er zusammen mit LEON FOUCAULT (1819–1868) das erste fotografische Bild der Sonne her und wurde so zum Mitbegründer der astronomischen Fotografie.

1848 übertrug er die Erkenntnisse von CHRISTIAN DOPPLER
(1803–1853) zur Frequenzverschiebung bei bewegten Schallquellen auf Lichtquellen. Er konnte nachweisen, dass sich das Spektrum bei einer Bewegung der Lichtquelle weg vom Beobachter in Richtung des roten Bereiches verschiebt. Diese Rotverschiebung war später die Grundlage für die Bestimmung der Relativgeschwindigkeit (Fluchtgeschwindigkeit) von Sternen und Galaxien bezüglich der Erde.

1849 befasste sich FIZEAU mit der Bestimmung der Lichtgeschwindigkeit in verschiedenen Stoffen und damit mit einem Bereich, durch den er auch heute noch bekannt ist. Es gelang ihm erstmals, die Lichtgeschwindigkeit in Luft auf der Erde zu bestimmen. Bereits 1675 hatte der dänische Astronom OLAF RÖMER den Wert für die Lichtgeschwindigkeit aus astronomischen Beobachtungen abgeleitet und einen Wert von etwa 220 000 km/s erhalten.

FIZEAU bestimmte die Lichtgeschwindigkeit mit der Zahnradmethode. Das von einer Lichtquelle ausgehende Licht wird von einem Spiegel reflektiert und gelangt durch die Lücke zwischen den Zähnen eines Zahnrades zu einem weiteren Spiegel. Dort wird es ebenfalls reflektiert. FIZEAU wählte als Strecke zwischen Zahnrad und Spiegel 8 633 m. Das Zahnrad hatte 720 Zähne und entsprechend viele Lücken dazwischen.

Bei Stillstand des Zahnrades oder bei langsamer Rotation konnte keine Veränderung beobachtet werden. Das Licht gelangte aufgrund seiner sehr großen Ausbreitungsgeschwindigkeit nach der Reflexion am rechten Spiegel durch die gleiche Lücke zurück zum Beobachter.

Wurde nun das Zahlrad in immer schnellere Umdrehungen versetzt, so trat bei einer Drehzahl von 12,6 Umdrehungen in der Sekunde eine Verdunklung auf. Das vom rechten Spiegel reflektierte Licht trat dann nicht mehr zwischen den Zähnen des Zahnrades hindurch, sondern traf genau auf einen Zahn.

Aus seinen Untersuchungen ermittelte FIZEAU einen Wert von 313 350 km/s für die Lichtgeschwindigkeit. Der französische Physiker LEON FOUCAULT, mit dem FIZEAU zeitweise zusammenarbeitete, korrigierte diesen Wert 1862 nach Messungen mit einer anderen Methode auf 298 000 km/s. Heute wird als Wert für die Lichtgeschwindigkeit 299 792,458 km/s angenommen.

Außerdem bestimmte FIZEAU die Lichtgeschwindigkeit in ruhendem und in bewegtem Wasser und untersuchte auch die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Elektrizität in elektrischen Leitern. Insgesamt leistete FIZEAU damit wichtige Beiträge zur Entwicklung der Physik.