Wilhelm Eduard Weber

Wilhelm Eduard Weber (24. lokakuuta 1804 Wittenberg – 23. kesäkuuta 1891) oli saksalainen fyysikko. Hän tutki magnetismia yhdessä ystävänsä Carl Friedrich Gaussin kanssa. He kehittivät yhdessä varhaisen sähkömagneettisen lennättimen. Weberin mukaan on nimetty magneettivuon yksikkö weber.

Lapsuus ja nuoruus 

Weberin vanhemmat saivat 13 lasta, joista vain neljä poikaa ja yksi tyttö elivät aikuisiksi. Yhdestä veljestä tuli pappi, muista luonnontieteilijöitä. Perheen naapuri oli ääniaaltoja ja värähtelyjä tutkiva fyysikko Ernst Florens Friedrich Chladni, jonka vaikutuksesta veljekset kiinnostuivat fysiikasta.

Weber syntyi Wittenbergissä, mutta preussilaisten vallattua kaupungin perhe muutti Halleen, missä Weber opiskeli yliopistossa ja väitteli vuonna 1826 urkupillien fysiikasta. Hänestä tuli professori 1828. Samana vuonna hän matkusti Berliiniin konferenssiin, jossa tutustui Carl Friedrich Gaussiin. Gaussin rohkaisemana hän haki 1831 töihin Göttingenin yliopistoon, ja he työskentelivät kuusi vuotta yhdessä.

Gaussin ja Weberin lennätin 

Weber ja Gauss kehittivät Joseph Henryn jälkeen yhden ensimmäisistä sähköisistä lennättimistä. Heidän tarkoituksenaan oli tutkia ohmin lain paikkansapitävyyttä, jonka Georg Simon Ohm oli julkaissut vuonna 1827. Weber ja Gauss virittivät kaksi 1 400 metriä pitkää kuparilankaa Göttingenin yliopiston ja tähtitornin väliin. Vastaanottimena toimi magnetometri, joka oli kelan sisällä langan varassa roikkuva magneettitanko, jonka heilahtelua seurattiin peilillä. Samalla he tekivät havainnon, että johdoilla voi lähettää signaaleja, sillä johdon toisessa päässä olevan magneetin kiertymissuunta vaihtui, kun paristo kytkettiin toisinpäin.

Aluksi sitä käytettiin aikamerkkien lähettämiseen ja myöhemmin sillä välitettiin sanomia. He saattoivat sen avulla he saattoivat tehdä eri paikoissa samanaikaisia havaintoja. Linjaa kutsutaan Gaussin ja Weberin lennättimeksi. Se oli ensimmäinen hyötykäytössä ollut lennätin ja toteutettiin vuosia ennen Samuel Morsen ensimmäistä kaupallista lennätintä.

Lennätintä myös kehitettiin kun paristo korvattiin induktiokelalla. Signaalia piti tulkita erityisen koodin avulla, esimerkiksi kaksi peräkkäistä heilahdusta toiseen suuntaan merkitsivät jotain tiettyä kirjainta, ja niin edelleen. Periaate oli sama kuin myöhemmin kehitetyissä Morsen aakkosissa. Lennätin oli käytössä viisi vuotta. Toiminta loppui kun Weber osallistui 1837 poliittiseen protestiin, ja hänet erotettiin yliopistosta. Ilmajohto tuhoutui salamaniskun takia vuonna 1845. Weber osasi kuitenkin ennustaa tulevaisuutta, kun hän totesi että maapallo tulee joskus olemaan lennätinlinjojen peittämä.

Erottamisensa jälkeen hän työskenteli ensin Göttingenin magneettisen seuran nimissä, mutta muutti 1843 Leipzigiin, jossa hänen kaksi veljeään Ernst Heinrich Weber ja Eduard Friedrich Weber olivat jo professoreina.

Weberin laki 

Weber kehitti herkkiä magnetometrejä ja muita magnetismin mittalaitteita. Hän julkaisi Gaussin kanssa vuonna 1832 ensimmäisen menetelmän magnetismin mittaamiseksi absoluuttisissa yksiköissä, joten eri mittaukset olivat vertailukelpoisia.

Weber pyrki kehittämään teoriaa, jolla voisi kuvata yhdellä lausekkeella kaikkia tunnettuja sähköilmiöitä. Gauss yhdisti magnetismin yksiköt massaan, pituuteen ja aikaan, Weber teki vuonna 1846 saman sähköön liittyville yksiköille. Weber tutki Coulombin lain ja Amperen lain yhtäläisyyttä. Weber pystyi johtamaan lausekkeen kahden liikkuvan pistevarauksen väliselle voimalle. Weberin laki oli 1850-luvulla sähkön ja magnetismin teorian huipulla, sillä se selitti kaikki havaitut ilmiöt. Loppujen lopuksi Weberin kehittämä laki ei ollut täysin oikea, sillä se ei ennustanut sähkömagneettista säteilyä. Sitä ei osattu Weberin aikana ennakoida, ja James Clerk Maxwell korjasi kaavaa myöhemmin, kun hän julkaisi Maxwellin yhtälöt vuonna 1861.

Poliittisten suhdanteiden muututtua Weber palasi 1849 Göttingeniin. Silloin Gauss oli yli 70-vuotias eikä jaksanut enää osallistua yhteistyöhön. Weber oli suosittu luennoija, ja hän vei opiskelijat myös laboratorioon, koska arveli heidän oppivan parhaiten tekemällä itse. Wilhelm Weberin kunniaksi magneettivuon yksikkö on nimetty hänen mukaansa weberiksi.

Lähteet

Viitteet 

Saksalaiset fyysikot
Copley-mitalin saajat
Vuonna 1804 syntyneet
Vuonna 1891 kuolleet
Seulonnan keskeiset artikkelit