프란츠 에른스트 노이만
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1. 개요
프란츠 에른스트 노이만(Franz Ernst Neumann, 1798-1895)은 독일의 물리학자이자 결정학자이다. 그는 브란덴부르크주 요아힘스탈에서 태어나 베를린 대학교에서 신학을 공부하다 자연과학으로 전공을 바꾸었다. 결정학 연구로 쾨니히스베르크 대학교 교수가 되었으며, 노이만-코프의 법칙, 유도 전류에 대한 노이만의 법칙 등을 발표했다. 또한 수리물리학 강좌를 설립하여 후학을 양성했으며, 아들 카를 노이만은 유명한 수학자가 되었다.
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| 프란츠 에른스트 노이만 - [인물]에 관한 문서 | |
|---|---|
| 기본 정보 | |
 | |
| 이름 | 프란츠 에른스트 노이만 |
| 출생 | 1798년 9월 11일 |
| 출생지 | 요아힘스탈, 신성 로마 제국 |
| 사망 | 1895년 5월 23일 |
| 사망지 | 쾨니히스베르크, 독일 제국 |
| 분야 | 물리학 광물학 |
| 소속 기관 | 쾨니히스베르크 대학교 |
| 모교 | 베를린 훔볼트 대학교 |
| 지도 교수 | 크리스티안 자무엘 바이스 |
| 지도 학생 | 볼데마르 보이그트 알프레트 클렙슈 구스타프 로베르트 키르히호프 프리드리히 하인리히 알베르트 방게린 |
| 자녀 | 카를 노이만 프란츠 에른스트 크리스티안 노이만 |
| 알려진 업적 | 노이만 공식 노이만의 법칙 노이만-미니게로데-퀴리 원리 코프-노이만 법칙 자기 벡터 퍼텐셜 |
| 수상 | 코플리 메달 (1886년) 왕립학회 외국인 회원 (1862년) 과학 및 예술 분야 푸르 르 메리트 훈장 (1860년) |
2. 생애
프란츠 에른스트 노이만은 1798년 브란덴부르크주 요아힘스탈(Joachimsthalde)에서 태어나 1895년 96세의 나이로 사망했다. 나폴레옹 전쟁에 참전하여 부상을 입기도 했다.[1]
베를린 대학교에서 처음에는 신학을 공부했으나, 곧 자연과학으로 전공을 바꾸었다. 초기에는 결정학을 연구하여 쾨니히스베르크 대학교 교수가 되었다. 1831년에는 고체, 특히 합금의 분자열이 그 구성 원소의 원자열의 합으로 근사할 수 있다는 노이만-코프의 법칙을 발표했고, 이후 광학과 전자기학 분야에서 연구 업적을 남겼다. 1845년과 1847년에는 유도 전류를 수학적으로 해석하여 노이만의 법칙을 세웠다. 1878년에는 구면 조화 함수에 관한 저작을 발표했다. 그는 수리물리학 강좌를 설립하여 후학 양성에 힘썼으며, 1876년 은퇴했다. 아들 카를 노이만은 유명한 수학자가 되었다.
2. 1. 초기 생애
프란츠 에른스트 노이만은 1798년 브란덴부르크주 요아힘스탈(Joachimsthalde)에서 태어났다.[1] 그의 아버지는 농부였다가 국가 대리인이 되었고, 어머니는 백작 부인이었지만 결혼은 허락되지 않았다. 노이만은 10살이 되어서야 어머니를 만날 수 있었다.[1]노이만은 베를린의 김나지움에서 수학 실력을 보였으나, 프랑스와의 전쟁으로 학업이 중단되었다.[1] 1815년, 나폴레옹에 대항하는 백일천하에 자원 참전하여 리니 전투에서 부상을 입었다.[1]
전쟁 후 베를린으로 돌아와 학업을 마친 후, 1818년 베를린 대학교에 신학 학생으로 입학했으나, 곧 과학 과목으로 전공을 바꾸었다.[1] 노이만의 초기 논문들은 결정학에 대한 것이었고, 이 업적으로 쾨니히스베르크 대학교의 교수로 임용되었다.
2. 2. 학업
1798년 브란덴부르크주 요아힘스탈(Joachimsthalde)에서 태어났다.[1] 김나지움에서 공부하며 수학 실력을 보였으나, 프랑스와의 전쟁으로 학업이 중단되었다.[1] 1815년 나폴레옹 전쟁에 자원하여 리니 전투에서 부상당했다.[1]베를린 대학교에 입학하여 처음에는 신학을 공부하였으나 곧 자연과학으로 전공을 바꾸었다.[1] 노이만의 초기 논문들은 결정학에 대한 것이었고, 이 업적으로 쾨니히스베르크 대학교의 교수로 임용되었다.
2. 3. 교수 경력
노이만은 결정학에 대한 초기 논문을 발표했고, 이 업적으로 쾨니히스베르크 대학교 교수로 임용되었다.[2] 1828년 쾨니히스베르크 대학교에서 사강사로 임명되었으며, 같은 해 특별 교수를 거쳐 1829년에 광물학 및 물리학 정교수가 되었다. 1831년에는 화합물의 비열에 대한 연구에서 화합물의 분자열이 구성 원소의 원자열의 합과 같다는 노이만의 법칙을 발표했다.이후 노이만은 광학 연구에 전념하여, 빛의 역학적 이론에 관한 논문을 발표했다. 1832년에는 에테르 구성에 대한 가설을 바탕으로 오귀스탱 루이 코시의 결과와 일치하는 역학적 계산을 통해 복굴절 법칙을 오귀스탱 장 프레넬의 법칙과 유사하게 도출했다. 복굴절 연구에서 그는 결정의 탄성 거동 대칭성이 형태의 대칭성과 같다는 가정을 통해 탄성 상수(광학적 특성에 의존)를 추론했다.
1845년, 노이만은 앙페르의 회로 법칙을 설명하기 위해 자기 벡터 포텐셜을 도입했다.[3]
그는 두 결정 매체 사이의 경계 조건에 대한 수학적 표현 문제를 연구하여 변형된 결정체에서 복굴절 법칙을 이론적으로 유도했다. 또한 전자기학의 수학적 이론에 기여하여 1845년과 1847년 논문에서 전류 유도 법칙을 수학적으로 확립했다.[4] 1878년에는 구면 조화 함수에 관한 마지막 논문을 발표했다.
1834년, 노이만은 수학자 카를 구스타프 야코비와 함께 수학-물리학 세미나를 설립했다. 이 세미나는 수학과 수리물리학 두 부분으로 운영되었다. 수리물리학 부분에서는 수학적 방법뿐만 아니라 프리드리히 빌헬름 베셀의 정밀 측정 기술에 기반한 정확한 실험 물리학 기술도 가르쳤다. 세미나의 목표는 상수 및 무작위 실험 오류를 제어하여 정확한 실험 물리학을 수행하는 능력을 향상시키는 것이었다. 이 세미나는 하이델베르크 대학교를 포함한 여러 대학의 유사한 세미나 설립에 모델이 되었다.
노이만은 1876년에 교수직에서 은퇴했다.
2. 4. 은퇴와 사망
노이만은 1876년에 은퇴하였고, 1895년에 96세의 나이로 사망하였다.[1] 그의 아들 카를 노이만은 유명한 수학자가 되었다.[1]3. 가족
노이만은 아내 루이제 플로렌틴 하겐(1800년 출생)과의 사이에 네 명의 자녀를 두었다.[5]
| 이름 | 출생-사망 |
|---|---|
| 카를 고트프리트 노이만 | 1832년–1925년 |
| 프란츠 에른스트 크리스티안 노이만 | 1834년–1918년 |
| 프리드리히 율리우스 노이만 | 1835년-1910년 |
| 루이제 노이만 | 1837년-1934년 |
아들 카를 고트프리트 노이만은 유명한 수학자이자 물리학자가 되었고,[5] 막내 아들 프란츠 에른스트 크리스티안은 쾨니히스베르크에서 의학 교수가 되었다.[5]
4. 주요 업적
프란츠 에른스트 노이만은 결정학, 광학, 전자기학 등 다양한 분야에서 중요한 업적을 남겼다.
초기에는 결정학을 연구하여 1831년 노이만의 법칙을 발표했다. 이후 광학 연구를 통해 빛의 역학적 이론 발전에 기여했으며, 복굴절 현상에 대한 중요한 법칙을 발견했다. 전자기학 분야에서는 전류 유도 법칙을 수학적으로 확립하고, 자기 벡터 포텐셜 개념을 도입했다.[3][4] 1878년에는 구면 조화 함수에 관한 저작을 발표했으며, 수리물리학 강좌를 설립하여 후학 양성에 힘썼다.
4. 1. 노이만의 법칙 (비열)
1831년 화합물의 비열에 대한 그의 연구에는 현재 노이만의 법칙으로 알려진 내용이 포함되어 있는데, 이는 화합물의 분자열이 구성 원소의 원자열의 합과 같다는 것이다. 그는 고체, 특히 합금의 분자열이 그 구성 원소의 원자열의 합으로 근사할 수 있다는 노이만-코프 법칙을 제시했다.4. 2. 광학 연구
노이만은 광학에 전념하여, 빛의 진정한 역학적 이론에 관한 초기 연구자들 사이에서 그에게 높은 위치를 부여하는 논문을 발표했다. 1832년, 에테르의 구성에 대한 특정한 가설을 바탕으로 오귀스탱 루이 코시가 얻은 결과와 일치하는 엄격한 역학적 계산을 통해 결과를 얻었고, 복굴절 법칙을 오귀스탱 장 프레넬의 법칙과 매우 유사하게 도출하는 데 성공했다.[2] 복굴절 연구에서 그는 탄성 상수(광학적 특성에 의존)를 추론하면서, 결정의 탄성 거동의 대칭성은 형태의 대칭성과 같다는 가정을 사용했다. 즉, 대칭 위치에서 물리적 특성의 구성 요소의 크기가 동일하다고 가정했다. 이 가정은 독립적인 상수의 수를 실질적으로 줄이고 탄성 방정식을 크게 단순화했다. 그러나 노이만은 1873년 탄성에 대한 강의에서 대칭성의 적용을 설명하기까지 40년이 걸렸다.이 원리는 나중에 그의 제자인 볼데마어 보이트 (1850–1918)에 의해 1885년에 "물리적 현상의 대칭성은 결정학적 대칭성만큼 높다"는 노이만의 원리로 공식화되어 결정 물리학의 기본 가정으로 자리 잡았다.[2] 1900년, 보이트는 이 원리를 노이만의 1832년 논문에 귀속시켰지만, 그 논문에서는 현상의 대칭성이 결정의 대칭성과 같다는 암묵적인 가정이 전부였다. 노이만의 또 다른 제자인 베른하르트 미니게로데 (1837–1896)는 1887년 ''Neues Jahrb. Mineral Geol. Paleontol'' (Vol. 5, p. 145)에서 이 관계를 처음으로 서면으로 표현했다.[2]
1845년, 노이만은 앙페르의 회로 법칙을 논하기 위해 자기 벡터 포텐셜을 도입했다.[3] 이후 노이만은 두 결정 매체를 분리하는 표면에 대한 조건을 수학적으로 표현하는 문제에 착수하여, 변형된 결정체에서 복굴절 법칙을 이론적으로 도출했다. 그는 또한 전자기학의 수학적 이론에 중요한 기여를 했으며, 1845년과 1847년에 발표된 논문에서 전류의 유도 법칙을 수학적으로 확립했다.[4]
4. 3. 전자기학 연구
1845년, 노이만은 앙페르의 회로 법칙을 논하기 위해 자기 벡터 포텐셜을 도입했다.[3]이후 전자기학의 수학적 이론에 중요한 기여를 했으며, 1845년과 1847년에 발표된 논문에서 전류의 유도 법칙을 수학적으로 확립했다.[4] 그는 두 결정 매체를 분리하는 표면에 대한 조건을 수학적으로 표현하는 문제에 착수하여, 변형된 결정체에서 복굴절 법칙을 이론적으로 도출하기도 했다.
4. 4. 수리물리학 세미나
카를 구스타프 야코비와 함께 1834년에 수학-물리학 세미나를 설립했는데, 이는 수학과 수리물리학의 두 부분으로 운영되었다. 모든 학생들이 두 부분을 모두 수강한 것은 아니었다. 수리물리학 부분에서 노이만은 수학적 방법뿐만 아니라 그의 천문학자 동료인 프리드리히 빌헬름 베셀이 완성한 정밀 측정 유형에 기반한 정확한 실험 물리학 기술도 가르쳤다.[2] 그의 세미나 연습의 목표는 상수 및 무작위 실험 오류를 모두 제어하여 정확한 실험 물리학을 수행하는 능력을 완벽하게 만드는 것이었다. 실제로 세미나에서 독창적인 연구를 수행한 학생은 거의 없었지만, 세미나 연구를 바탕으로 키르히호프의 법칙을 공식화한 구스타프 로베르트 키르히호프는 주목할 만한 예외였다. 이 세미나는 1834년 이후에 설립된 많은 유사한 유형의 모델이 되었으며, 하이델베르크 대학교에서 키르히호프 자신이 설립한 세미나도 포함된다.5. 저서
- 결정학에 대한 기여 (Mittler, 베를린, 1823)
- 구면 함수 이론에 대한 기여 (B. G. Teubner, 라이프치히, 1878)
- 자기에 대한 이론 강의 (Benedictus Gotthelf Teubner, 라이프치히, 1881)
- 이론 물리학 입문 (Benedictus Gotthelf Teubner, 라이프치히, 1883)
- 고체 및 빛 에테르의 탄성 이론 강의 (Benedictus Gotthelf Teubner, 라이프치히, 1885)
- 이론 광학 강의 (Benedictus Gotthelf Teubner, 라이프치히, 1885)
- 프란츠 노이만의 전집 (2권) (B. C. Teubner, 라이프치히, 1906–1928)
참조
[1]
웹사이트
Franz Neumann - Biography
https://mathshistory[...]
2024-11-26
[2]
간행물
Crystal. Rev. Vol. 12, No. 2, pp. 125-180
2006
[3]
논문
Evolution of the Concept of the Vector Potential in the Description of Fundamental Interactions
https://www.worldsci[...]
2006-06-30
[4]
논문
Allgemeine Gesetze der inducirten elektrischen Ströme
https://isidore.co/m[...]
2018-01-03
[5]
웹사이트
Carl Neumann - Biography
https://mathshistory[...]
2024-11-26
[6]
문서
ザンクト・ヨアヒムスタール、現在のチェコのヤーヒモフではない。
[7]
문서
現在のドイツ東部からポーランドにかけて存在した辺境伯領でプロイセン王国の前身の一つ。
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