James Franck und die Quantentheorie

Einer der folgenreichsten Schritte in der Entfaltung des Denkens über die Natur war die Schaffung der Quantentheorie im ersten Drittel des letzten Jahrhunderts. Sie zeigt, dass der mikroskopische Hintergrund (Atome und Elektronen), mit dem wir den direkten erfahrbaren Vordergrund des Naturgeschehens - also auch die Stoffeigenschaften - deuten, nicht in gleicher Weise vorstellbar ist wie dieser. Mit der exakten Kenntnis der dadurch gegebenen Einschränkungen der Begriffe ist die Quantentheorie die Grundwissenschaft für das Verstehen der materiellen Welt geworden. Daran beteiligt war James Franck (* 26. August 1882 in Hamburg; † 21. Mai 1964 in Göttingen) und Max Born (* 11. Dezember 1882 in Breslau; † 5. Januar 1970 in Göttingen). Beide haben Wesentliches zur Begründung und Ausgestaltung dieser Theorie beigetragen.
 

Franck hat 1913, zusammen mit dem jungen Gustav Hertz  (* 22. Juli 1887 in Hamburg; † 30. Oktober 1975 in Ost-Berlin), einem Neffen von Heinrich Hertz, den grundlegenden Zusammenhang zwischen der bei einem atomaren Vorgang umgesetzten Energie und der Frequenz einer Lichtschwingung (E=hv) experimentell bewiesen. Elektronen genau abgemessener Bewegungsenergie riefen beim Stoß auf Atome eine Lichtstrahlung bestimmter Frequenz hervor. Die Rolle des Elektrons beim Leuchten der Stoffe und bei chemischen Vorgängen blieb zeitlebens das Thema von Franck's Forschung, zuletzt bei der Photosynthese, dem Grundvorgang pflanzlichen Lebens. Kennzeichnend für sein Denken war sein intuitives Verständnis der Quantentheorie, sein Arbeiten mit Vorstellungen bei gleichzeitiger Kenntnis von deren Begrenztheit. 

Born stellte sich die Aufgabe der Erklärung und der Berechnung von mechanischen, elektrischen und optischen Eigenschaften der Körper aus ihrem Aufbau aus Atomen. Bald grundsätzlichen Fragen der Quantentheorie zugewandt, gelang ihm 1925 mit Werner Heisenberg (* 5. Dezember 1901 in Würzburg; † 1. Februar 1976 in München) und  Pascual Jordan (* 18. Oktober 1902 in Hannover; † 31. Juli 1980 in Hamburg) die mathematische Ausgestaltung der von Heisenberg entworfenen ersten Fassung einer strengen Quantenmechanik. 
Werner Heisenberg (Nobelpreis 1932) entwickelte während eines Helgoland-Aufenthaltes 1925 grundlegende Ideen seiner Theorie über die Quantenmechanik, welche die Heisenbergsche Unschärferelation beinhaltet; ein Gedenkstein auf dem Oberland auf Helgoland erinnert daran.
Borns Deutung gewisser, in einer zweiten, anderen Fassung auftretenden Größen als Wahrscheinlichkeiten trug wesentlich zum raschen physikalischen Verständnis der zunächst in abstrakter mathematischer Form entstandenen Theorie bei. Kennzeichnend für ihn war die Forderung der mathematischen Folgerichtigkeit einer Theorie und die Skepsis gegen noch unklare frühe Entwürfe.


Auf der Höhe ihres Wirkens, von 1921 bis 1933, waren Franck und Born Professoren der Physik an der Göttinger Universität. Sie haben zu deren damaliger Weltgeltung beigetragen. Das fast tägliche wissenschaftliche Gespräch bei so verschiedenem Denkstil, die menschliche Wärme der beiden, die große Schar von Schülern, zu Borns Doktoranden zählen Maria Goeppert-Mayer (Nobelpreis für Physik 1963), Victor Weisskopf, Robert Oppenheimer ("Vater der Atombombe"), Siegfried Flügge, Friedrich Hund, Pascual Jordan, Maurice Pryce (in Cambridge), Herbert S. Green (in Edinburgh). Zu Franck's Schülern gehörte auch  Heinz Maier-Leibnitz (* 28. März 1911 in Esslingen am Neckar; † 16. Dezember 2000 in Allensbach) von 1973 bis 1979 Präsident der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG). Und die von weither zu längerem Aufenthalt angereisten jungen, begabten Forschern haben eine einzigartige, wohl kaum wiederholbare Atmosphäre geschaffen, in der Talente reifen konnten. Die glücklichen Jahre fanden ihr Ende, als Franck und Born 1933 die Göttinger Universität wegen ihrer jüdischen Herkunft verlassen mussten.
Franck fand in Chicago, Born in Edinburgh Möglichkeit, die Forschungen fortzusetzen. Beide sind bekannt geworden als Rufer zur politischen Vernunft und zur richtigen Einschätzung der gefährlichen Möglichkeiten, die die neu entfesselten Naturkräfte bieten.
James Franck erhielt 1925 mit Gustav Hertz den Nobelpreis. Franck ist vor allem wegen des Franck-Hertz-Versuchs zur Bestätigung der Quantentheorie und des Franck-Reports bekannt. In letzterem versuchte er den Präsidenten der USA vom Einsatz der Atombombe im Krieg gegen Japan abzubringen.
Max Born wurde 1954 mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet. Die Sängerin und Schauspielerin Olivia Newton-John ist übrigens eine Tochter seiner Tochter Irene. 

 

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