Philipp Lenard

Lenard syntyi silloisessa Pressburgissa Itävalta-Unkarissa (nyk. Bratislava, Slovakia), tirolilaisen viinikauppiaan Philipp Lenard von Lenardisin ja hänen vaimonsa Antonie (omaa sukua Baumann) pojaksi vuonna 1862.[2] Perhe toivoi, että heidän poikansa alkaisi kiinnostua viininmyynnistä, ja että hän myöhemmin ottaisi johdon perheyrityksessä. Lenardia kiinnosti kuitenkin tieteen tutkiminen enemmän kuin kaupankäynti.[3] Lenard opiskeli fysiikkaa useissa yliopistoissa; Budapestissä, Wienissä, Berliinissä ja Heidelbergissä Robert Bunsenin ja Hermann von Helmholtzin, Georg Hermann Quincken ja Leo Königsbergerin alaisuudessa. Vuonna 1886 Lenard väitteli tohtoriksi Heidelbergin yliopistossa.[4]

Lenard sai dosentin sekä Heinrich Hertzin assistentin viran Bonnin yliopistosta vuonna 1892. Hän toimi virassa kaksi vuotta kunnes sai ylimääräisen professorin viran Breslaun yliopistosta ja työskenteli sen jälkeen vuoden Aachenissa. Vuonna 1896 hän palasi takaisin Heidelbergin yliopistoon saatuaan sieltä fysiikan professuurin ja lopulta sai viran Kielin yliopistossa, jossa hän työskenteli vuosina 1898–1907.[5] Lopulta vuonna 1907 hän palasi takaisin Heidelbergin yliopistoon toimien Philipp Lenard -instituutin johtajana.

Lenard jäi eläkkeelle vuonna 1931 saaden Heidelbergin yliopistosta emeritusprofessorin arvon. Liittoutuneet kuitenkin erottivat hänet tehtävistään vuonna 1945, jolloin hän oli 83-vuotias. Lenard kuoli kaksi vuotta myöhemmin Messelhausenissa.

1920-luvulla Lenard erkaantui modernista fysiikasta kansallismielisen ”Deutsche Physik” (suom. Saksalainen fysiikka, myöhemmin ”Arische Physik”, suom. Arjalainen fysiikka) -liikkeen äänitorveksi. Lenard oli sijoittanut koko omaisuutensa, mukaan lukien Nobelin palkintonsa, Saksan valtion obligaatioihin. Niiden arvo kuitenkin laski hyvin nopeasti ensimmäistä maailmansotaa seuranneen hyperinflaation takia. Lenard tulkitsi tämän siten, että Weimarin tasavallan juutalainen hallitus oli varastanut hänen rahansa. Ulkoministeri Walther Rathenaun murha vuonna 1922 oli toinen merkittävä syy, miksi Lenard siirtyi natsismin kannattajaksi. Rathenau oli sosialistinen teollisuusmies ja juutalainen, Lenard kieltäytyi suremasta häntä sekä kielsi laskemasta lippua puolitankoon, vaikka Weimarin tasavallan hallitus oli näin pyytänyt. Opiskelijat ja ammattiyhdistysväki yrittivät päästä yliopistoon sisään saadakseen lipun puolitankoon, mutta Lenard esti heidän aikeensa ruiskuttamalla kylmää vettä heidän päälleen.[6]

Vaikka Lenardille myönnettiin kunnianosoituksia, hän luuli olevansa kollegojensa hyljeksimä. Natsipuolueeseen Lenard liittyi vasta vuonna 1937, mutta kirjassaan Deutsche Naturforscher hän pyrki luomaan ”arjalaisen fysiikan” perusteet. Lenardin oli vaikea vaieta juutalaisten fyysikoiden aikaansaannoksista, mutta esimerkiksi Herzin tapauksessa, joka oli puoliksi juutalainen, Lenard keksi, että hänen menestyksensä kokeellisena fyysikkona johtui nimenomaan hänen arjalaisesta äidistään, kun taas vähemmän onnistunut teoretisointi seurasi juutalaisesta verenperinnöstä. Lenard vastusti myös Albert Einsteinin suhteellisuusteorioita, koska Einstein oli juutalainen ja näin ollen hänen tekemänsä tiede oli hänestä väärää fysiikkaa.

Lyhyiden Lontoossa ja Berslaussa käynnin jälkeen Lenard aloitti huhtikuussa vuonna 1891 työt Hertzin apulaisena Bonnissa. Vuotta myöhemmin hän ansaitsi habilitaationsa teesillään ”Veden putoamisen sähköisyydestä”. Bonnissa Lenard tutki paljon katodisäteitä. Hertz oli ennen kuolemaansa havainnut, että katodisäteet olivat varaukseltaan negatiivisia. Havainto oli ristiriidassa brittiläisen William Crookin havaintojen kanssa. Lenard onnistui kuitenkin vahvistamaan Hertzin teoriaa, sillä Lenard huomasi, että säteily läpäisi alumiinifoliosta tehdyn ikkunan. Ilmiötä ei kyetty selittämään hiukkasten avulla, koska jos säteillä olisi hiukkasluonne, eivät ne olisi voineet läpäistä alumiinia. Katodisäteiden tutkiminen oli tuolloin hyvin sekavaa, sillä kahdella toistensa kanssa ristiriidassa olevalla teorialla näytti olevan kokeellista todistusta. Tämän takia saksalaiset fyysikot tutkivat alaa hyvin paljon ja se osittain johti röntgensäteilyn löytämiseen.

Saksalainen fyysikko Heinrich Hertz havaitsi vuonna 1887 niin sanotun valosähköisen ilmiön. Ilmiöllä tarkoitetaan elektronien irtoamista metallien pinnalta, kun metallin pintaan suunnataan valoa. Sitä tukivat Hertzin jälkeen Wilhelm Hallwachs sekä Lenard. Molemmat havaitsivat ilmiössä outoja ominaisuuksia. He saivat selville, ettei elektronivirran suuruus katodilta anodille riipu käytetyn valon intensiteetistä vaan valon taajuudesta. Tämä tarkoitti sitä, että myös pienillä intensiteeteillä voidaan emitoida elektroneja metallien pinnalta. Havainto ihmetytti fyysikoita, eikä ilmiötä kyetty selittämään ennen kuin Albert Einstein teki sen vuonna 1905.

Lenard suoritti vuonna 1903 kokeen, jonka tuloksena oli, että elektronit läpäisivät ohuen kohtion vaihtamatta suuntaansa. Lenard ymmärsi tämän perusteella, että atomin massan oli pakko keskittyä atomin ytimeen.[7] Vastaavaan tulokseen päätyi hieman myöhemmin uusiseelantilainen Ernest Rutherford.

Pääartikkeli: Lenardin ilmiö

Philipp Lenard tutki systemaattisesti vuonna 1892 ilmiötä, joka nykyään tunnetaan Lenardin ilmiönä. Ilmiössä on kyse siitä, kun vesipisara hajoaa ilmavirrassa pienempiin pisaroihin, varautuu uusiin pisaroihin ja ympäröivään ilmaan sähkövaraus. Varautumisen merkki riippuu pisaran koosta; suuret varautuvat positiivisesti ja pienimmät negatiivisesti. Seville Chapman havaitsi, että halkaisijaltaan 4 mm tislatun veden pisaran hajotessa 1 m/s ilmavirrassa 5 senttimetrin pudotuksen aika, osapisaroiden varaukseksi suuruus on 0,1 nC. George Clarke Simpson ehdotti ilmiötä ukkospilven varautumismekanismiksi, mutta nykykäsityksen mukaan se on melko epätodennäköistä.[8][9]