Heinrich Rubens

Vitenskapelige bidrag

Fra tidlig av var Rubens opptatt av å forstå elektromagnetisk stråling beskrevet teoretisk av Maxwell og eksperimentelt påvist av Hertz. Gjennom sin utdannelse under Kundt  var han blitt interessert i å forstå de optiske egenskapene til materialer bedre. I sitt doktorgradsarbeid viste han at refleksjon av lys fra metaller økte med økende bølgelengder. Dette syntes å fortsette inn i det infrarøde området av spektret. I denne sammenhengen viste han eksperimentelt at Maxwells ligninger for elektromagnetisk bølger er gyldige i forskjellige medier og kan også forklare egenskapene til infrarød stråling. Rubens verifisert dette opp til bølgelengder av størrelsesorden 10 μm.
Ved bruk av nye instrumenter kunne han observere infrarød stråling for stadig større bølgelengder. Spesielt ville han å undersøke nærmere refleksjon fra ulike materialer. Det var kjent at denne var spesielt sterk for bølgelengder som blir absorbert. Dette førte Rubens til en ny teknikk som han utviklet med bruk av selektiv refleksjon fra flere krystaller. Det gjorde det mulig å filtrere ut uønsket stråling slik at man sto igjen med Reststrahlen som i stor grad hadde omtrent samme bølgelengde. I 1898 kunne han ved denne metoden registrere infrarød stråling med en bølgelengde på 61 μm

Varmestråling

Denne metoden benyttet han i et samarbeid med Ferdinand Kurlbaum fra 1898 til å undersøke hvordan energien til varmestråling med en viss bølgelengde varierte med temperaturen. For svært store bølgelengder fant de en lineær sammenheng i overensstemmelse med en strålingslov foreslått av Lord Rayleigh. Dette var også i direkte motstrid med den rådende Wiens strålingslov.
Den 7. oktober 1900 var ekteparet Rubens invitert til et privat middagsselskap hjemme hos Max Planck. Rubens fortalte da sin vert om disse nye målingene som var gjort ved en konstant bølgelengde 51 μm. Etter gjestene var gått, klarte Planck å finne en ny formel for energien i strålingen som passet alle observasjonene. Denne skrev han ned på et postkort som Rubens mottok neste dag. Et par dager senere informerte han Planck at den nye formelen stemte med alle målingene. Den 14. desember kunne Planck presentere en teoretisk utledning av sin nye strålingsformel ved å innføre en kvantisering av energien. Dette har siden vært «fødselsdagen» for den nye kvantefysikken.

Rubens flammerør

I de følgende årene fortsatte Rubens med å forbedre sine målemetoder og klarte å undersøke stråling med bølgelengder opp til flere hundre mikrometer. Dette gjorde det mulig for han å teste Plancks strålingslov med stadig større nøyaktighet samtidig som han kunne studere egenskaper til materialer som nå kunne beskrives ved kvantefysikk. Han var elsket av studenter og kollegaer, mye på grunn av sin begeistring og nøyaktighet som karakteriserte hans eksperimentelle arbeid og praktiske demonstrasjoner i forbindelse med forelesningene. I denne forbindelsen konstruerte han i 1905 et «Rubens flammerør» for å illustrere stående lydbølger ved hjelp av en brennbar gass i et rør. Dette var sannsynligvis inspirert av en tilsvarende innretning Kundts rør oppfunnet av hans tidligere lærer hvor fin sand eller pulver ble brukt for det samme formål.