Paul Drude

Paul Karl Ludwig Drude (født 12. juli 1863 i Braunschweig, død 5. juli 1906 i Berlin) var en tysk fysiker  som arbeidet spesielt med optiske og elektromagnetiske egenskaper til forskjellige materialer. Symbolet c  for lyshastighet ble innført av han. Spesielt er hans navn knyttet til Drude-modellen som kunne forklare ledning av elektrisk strøm og varme i metaller.

Han fikk sin sin doktorgrad ved Universitetet i Göttingen i 1887. Der fortsatte han noen år til i en assistentstilling til han ble professor i fysikk ved  Universitetet i Leipzig,  Da han ikke fikk stillingen som leder for instituttet der, ble han i 1900 tilbudt et fullt professorat ved Universitet i Giessen. Det var der han utviklet sin nye teori for metallers egenskaper basert på antagelsen at de inneholdt elektroner som kunne bevege seg fritt mellom faste ioner. Samme år ble han utnevnt til redaktør for Annalen der Physik som på den tiden var det viktigste tidsskrift for naturvitenskap i Tyskland.

I 1905 ble han kallet til det prestisjefulle professoratet i fysikk ved Universitetet i Berlin hvor han også skulle lede instituttet. Året etter ble han innvalgt som medlem i det prøyssiske vitenskapsakademiet. En uke etter sin tiltredelsestale den 28. juni 1906 tok han sitt eget liv.

Han var gift med Emilie Regelsberger som han hadde møtt i Göttingen. De hadde fire barn. Et krater på Månen og Paul-Drude-Institut für Festkörperelektronik i Berlin er oppkalt etter han,

Faglig virke

Etter avsluttet gymnasium i 1882 forlot han Braunschweig og oppsøkte de beste universiteter i Tyskland for å studere matematikk og fysikk. Til slutt valgte han å forbli ved Universitetet i Göttingen hvor han gikk inn i forskningsgruppen til Woldemar Voigt for å studere fysikk, I 1887 mottok han sin doktorgrad på en oppgave om refleksjon og diffraksjon av lys i krystaller. Etter sin doktorgrad fortsatte Drude som Voigts assistent. I sitt arbeid  fortsatte han med å arbeide med optiske egenskaper hos forskjellige materialer og spesielt hvordan fysikken ved deres overflate er så viktig. En god del av denne innsikten skrev han sammen i åtte kapittel av den store og innflytelsesrike Handbuch der Physik.

Dette var på samme tid som Heinrich Hertz eksperimentelt kunne påvise eksistensen av elektromagnetiske bølger som var forutsagt av James Clerk Maxwell. Drude var en av de første i Tyskland som fattet interesse for denne nye teorien. Den var blitt et alternativ til de mer utbredte fjernvirkningsteoriene som var dominerende på den tiden ved de tyske universitetene. I en lengre forelesningsserie i Göttingen presenterte Drude denne nye beskrivelsen av elektriske og magnetiske fenomen. Forelesningene la grunnlaget for læreboken Physik des Aethers auf elektromagnetischer Grundlage som han skrev og fikk publisert i 1894. Den ga en av de aller første fremstillingene i Tyskland av Maxwells teori. 

Da det ble ledig et professorat ved Universitetet i Leipzig, søkte Drude seg dit. Han ble i første omgang ikke ansatt da de sakkyndige mente at han ikke hadde vist nok selvstendighet etter samarbeidet med Voigt. Men etter at Drude hadde skrevet sin bok om elektromagnetisme, forandret denne holdningen seg, og han ble ansatt i 1894. Der fortsatte han arbeidet med å forklare de optiske egenskapene til forskjellige materialer basert på den nye forståelsen av lys som en elektromagnetisk bølge. I praksis betydde dette å bestemme brytningsindeksen for materialene og hvordan den varierer med lysets bølgelengde. Absorpsjon kan beskrives ved at denne blir kompleks. Denne nye innsikten sammenfattet han i et nytt verk Lehrbuch der Optik som kom ut i 1900. Den ble brukt som lærebok i Tyskland i mange år etterpå.

På denne tiden var Gustav Wiedemann leder for fysikkinstituttet i Leipzig. Da han avgikk i 1898, overtok Drude i begynnelsen dette ansvaret og forventet at det ville bli en permanent ordning. Men da fakultetet var av en annen mening, tiltrådte han i stedet to år senere stillingen som full professor ved Universitet i Giessen.

Det var her at Drude gjorde sitt viktigste arbeid om elektrisk og termisk ledning i metaller. Da det nettopp var blitt klarlagt at elektrisk strøm består av transport av elektroner i en bakgrunn av faste ioner med positiv, elektrisk ladning, antok Drude at varmeledning skjer på samme måte. Bevegelsen til elektronene blir hele tiden hindret av kollisjoner med disse ionene, men Drude  antok at de kunne beskrives som en ideell gass med egenskaper som følger fra klassisk, kinetisk teori. Selv om resultatene fra denne Drude-modellen for elektrisk og termisk strøm hver for seg ikke var i god overensstemmelse med målte verdier, viste den at forholdet mellom de to tilsvarende ledningsevnene er den samme for alle metall. Det var innholdet av den kjente Wiedemann-Franz' lov som var blitt eksperimentelt etablert flere tiår tidligere og dermed hadde fått en teoretisk forklaring.

Drude hadde nå høstet så mye anerkjennelse at da professoratet i fysikk ble ledig ved Universitet i Berlin, ble han i 1905 tilbudt å overta stillingen. Året etter ble han innvalgt i  det prøyssiske vitenskapsakademiet. Noen uker senere tok han sitt eget liv.

Se også

 Drude-modell
 Lorentz-oscillator

Referanser

Vitenskapelige verk

  P.  Drude i Handbuch der Physik, Optik, 2 (1), Breslau (1894).
  P. Drude, Physik des Aethers auf Elektromagnetischer Grundlage, Verlag von Ferdinand Enke, Stuttgart (1894).
 P. Drude, Lehrbuch der Optik, Verlag von S. Hirzel, Leipzig (1906).

Tyske fysikere
Professorer ved Humboldt-Universität zu Berlin