ヨーゼフ・ステファン

ヨーゼフ・ステファン
生まれる	( 1835-03-24 )1835年3月24日 聖ペーター教会（現在はクラーゲンフルト）、オーストリア帝国
死亡	1893年1月7日(1893-01-07)（57歳） ウィーン、オーストリア＝ハンガリー
母校	ウィーン大学
知られている	シュテファン・ボルツマンの法則 シュテファン・ボルツマン定数 シュテファンの問題 シュテファンの 方程式 シュテファンの公式 シュテファン流 シュテファン数 マクスウェル・シュテファン拡散 スクイーズ流
受賞歴	リーベン賞(1865)
科学者としてのキャリア
フィールド	物理学者
機関	ウィーン大学
学術アドバイザー	アンドレアス・フォン・エッティングスハウゼン
博士課程の学生	ルートヴィヒ・ボルツマン マリアン ・スモルホフスキ ヨハン ・ヨーゼフ・ロシュミット

ヨーゼフ・シュテファン（スロベニア語：Jožef Štefan、1835年3月24日 - 1893年1月7日）^[1]は、オーストリア帝国のケルンテン州スロベニア人の 物理学者、数学者、詩人である。

シュテファンは、クラーゲンフルト郊外の聖ペーター村（スロベニア語：Sveti Peter ）で、アレシュ（アレクサンダー）・シュテファン（1805-1872）とマリヤ・スターティニク（1815-1863）の子として生まれた。両親はともにスロベニア人で、ヨーゼフが11歳になるまで結婚しなかった。シュテファン家は質素な暮らしで、父親は製粉の助手で、母親は女中として働いていた。ヨーゼフは彼らの一人っ子だった。^[2]

シュテファンはクラーゲンフルトの小学校に通い、才能を発揮し、1845年にクラーゲンフルト高等学校への入学を推薦された。13歳のとき、1848年の革命の年を経験し 、それが彼にスロベニアの文学運動と民族運動への共感を示すきっかけとなった。

高校を首席で卒業した後、彼は一時的にベネディクト会への入会を検討したが、物理学への強い関心が勝った。彼は1853年に数学と物理学を学ぶためにウィーンへ向かった。ギムナジウムでの彼の物理学の教授は、スロベニア語で最初の物理学の教科書を書いたカレル・ロビダであった。その後、ステファンは1858年にウィーン大学で数理物理学の学位を取得した。学生時代、彼はスロベニア語で多くの詩を書き、出版した。

シュテファンはウィーン大学で物理学を教え、1866年から物理学研究所の所長、ウィーン科学アカデミーの副会長、ヨーロッパのいくつかの科学機関のメンバーを務めた。彼はオーストリア＝ハンガリー帝国のウィーンで亡くなった。彼の生涯と業績は物理学者ヤネス・ストルナトによって詳細に記録されている。

シュテファンは80本近くの科学論文を発表しており、そのほとんどはウィーン科学アカデミー紀要に掲載されている。^[3]彼は1879年にシュテファンの法則を考案したことで最もよく知られている。これは黒体からの全放射は熱力学的温度Tの4乗に比例するという物理的な 法則である。

${\displaystyle j^{\star }=\sigma T^{4}}$

彼はこの法則をフランスの物理学者デュロンとプティの測定から導き出した。入射放射線と黒体放射は常に等しいため、この式は表面を横切る入射放射線を受けるあらゆる理想物体の温度に等しく当てはまる。1884年、この法則はシュテファンの弟子ルートヴィヒ・ボルツマンによって灰色体放射にも当てはまるように拡張され、シュテファン・ボルツマンの法則として知られるようになった。ボルツマンは光を伴う熱機関を作動物質として扱った。この法則はスロベニアの物理学者にちなんで名付けられた唯一の自然物理法則である。今日、この法則はプランクの黒体放射の 法則から導き出されたものである。

${\displaystyle j^{\star }=\int _{0}^{\infty }\left({dj^{\star } \over d\lambda }\right)d\lambda }$

ステファンは彼の法則によって太陽の表面温度を決定し、その温度は 5,430 °C (9,810 °F) であると計算しました。これは太陽の温度として初めて意味のある値でした。

シュテファンは、気体の熱伝導率を初めて測定し、蒸発を扱い、拡散や流体の熱伝導などを研究しました。光学に関する論文により、ウィーン大学は彼にリーベン賞を授与しました。蒸発と拡散速度の計算に関する彼の初期の研究により、表面での蒸発または昇華によって引き起こされる液滴または粒子からの流れは現在、シュテファン流と呼ばれています。

ベクトル表記で定義された電磁方程式と熱運動理論の研究も非常に重要です。ステファンは、ヨーロッパで最初にマクスウェルの電磁理論を完全に理解した物理学者の一人であり、イギリス以外でそれを拡張した数少ない物理学者の一人でもありました。彼は、 2次断面積のコイルの誘導率を計算し、マクスウェルの計算ミスを訂正しました。また、高周波電流が導体の表面の方が内部よりも 大きくなる表皮効果と呼ばれる現象も研究しました。

数学では、ステファン問題、または可動境界を持つステファンの課題はよく知られています。この問題は、 1831年にラメとクラペイロンによって初めて研究されました。ステファンは、水面上の氷の層がどれだけ速く成長するかを計算しているときに、この問題を解きました（ステファン方程式^[4]）。

物理学と数学のいくつかの概念はジョセフ・ステファンにちなんで名付けられています。

• シュテファン・ボルツマンの法則
• ステファン・ボルツマン定数σ
• ステファン接着
• ステファン問題
• ステファンの方程式
• ステファンの公式
• ステファン・フロー
• ステファン番号
• ステファンチューブ
• マクスウェル・ステファン拡散

スロベニアの最高科学機関であるヨジェフ・ステファン研究所も彼の名にちなんで名付けられており、また、

• 月面のステファン（クレーター）

ウィキメディア・コモンズには、ヨーゼフ・シュテファンに関連するメディアがあります。

• 「ヨーゼフ・ステファン：熱科学における彼の生涯と遺産」、実験熱流体科学、第 31 巻、第 7 号、2007 年 7 月、795～803 ページ、ジョン・C・クレポー著
• オコナー、ジョン J.、ロバートソン、エドマンド F.、「ヨーゼフ ステファン」、マクチューター数学史アーカイブ、セントアンドリュース大学
• ジョン・C・クレポー著、ヨーゼフ・ステファンの伝記