Geschichte der Physik Spätmittelalter.

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1 Geschichte der Physik Spätmittelalter

2 China Roman d‘Enéas ca. 1160 Magnetismus Olmeken ca. 1000 v. Chr.
Alexander Neckam ca. 1190 Olmeken: Magnetitfiguren, -spiegel, 1000 v. Chr. China: Magnete 4. Jh v. Chr. Si Nan „Südzeiger“ als Orakelgerät ca. 250 v. Chr. (nach Wang Ch'ung 83 n. Chr.) 3. Jh. echter Kompass, 11. Jh. Magnetisierung durch Glühen und Abkühlen in NS-Richtung, 1086 Schiffskompass ca Roman d’Enéas Magnete als „Fallen“ für Männer in Rüstung (legendär). Zeilen , altfranzösischer Text: Übersetzung: Tot anviron ot fet trois rans  Ganz herum gestellt drei Reih‘n De mangnetes par molt grant sens  Magneten wohl mit Fleiß da sein, D'une pierre qui molt est dure; ein Stein, der ist besonders hart; La mangnete est de tel nature,  Magnete sind ja solcher Art, Ja nus hom armez n'i venist  dass kein Mann in Wehr entflieht Que la pierre a soi nel traisist:  wenn der Stein heran ihn zieht: Tant n'an venissent o halbers, so wer kommt im Harnisch nah Ne fussent sanpre al mur aers. der haftet an der Mauer da. Alexander Neckam ( ) Englischer Mönch, ab 1180 Professor in Paris. Empfiehlt in seinem Werk "De naturis rerum" (ca. 1190) den Seeleuten einen Kompass zur Navigation. Damals wurde er als magnetisierte Nadel beschrieben, die auf einer Pfeilspitze lagert, immer zum Polarstern zeigt und so den Seeleuten den Weg weist. Der Kompass setzte sich in der darauf folgenden Zeit als das Mittel zur Kursbestimmung durch.

3 Pierre de Maricourt Epistola de magnete 1269 (ca. 1220-1270) Kompass
Perpetuum mobile Petrus Peregrinus: Studierte in Paris. Pilger ins Heilige Land unter Charles von Anjou in Italien als Militärtechniker. Brief an einen unbekannten Oicard. Epistola de magnete (1269): Beschreibung des Magneteisensteins. Vergleich mit dem Himmel: Zwei Pole. Benennung der Pole mit nord und süd. „Kraftlinienbild“ durch darüber gelegte Nadeln. Anziehung und Abstoßung zwischen Polen. Anziehung des Eisens. Pole bleiben nach Zerbrechen erhalten. Verwendung zur astronom. Azimuthbestimmung. Kompass. Magnetisch-mechanisches Perpetuum mobile: eiserene Zähnchen durch Magneten angezogen, durch Impetus weiter getrieben. Zusätzlich Antrieb durch Kugel, die rechts außen und links innen bewegt wird. Pierre de Maricourt (ca )

4 Roger Bacon Mathematik Experimente Optik (1214-1294)
Nicht verwechseln mit Francis Bacon (Philosoph, ) Opus maius: Kapitel über Mathematik und Optik, Alchemie (De arte chymiae) und die Herstellung von Schwarzpulver sowie die Position und Größe von Himmelskörpern. Gesetze der Spiegelung und der Lichtbrechung, Zustandekommen des Regenbogens, Zusammenhang der Gezeiten mit der Mondposition. Brille basierend auf Vorarbeiten von Alhazen. Sagt das Mikroskop, das Teleskop, fliegende Maschinen und Dampfschiffe vorausgesagt. Kritik am Julianischen Kalender. Mathematik ist das Tor und der Schlüssel zur Wissenschaft. Über experimentelle Wissenschaft ( ) 1268: Es gibt zwei Wege Wissen zu erwerben, einer durch Überlegung, der andere durch das Experiment. Regenbogen hat die selbe Ursache wie Farberscheinungen in Tau- und Wassertropfen, Beugung an den Wimpern, Ölfilmen. Systematische Experimente, Sternbeobachtungen Linsen zur Unterstützung des Sehens: Lesestein (von Alhazen), etwas später Brillen. Erste Abbildung ca 1350 Tomaso da Modena in San Nicolo in Treviso Roger Bacon ( )

5 Optik Aus Schlesien (heute Polen). Studierte in Paris, Padua und Viterbo. Gestorben in Polen. Perspectiva (Kurztitel des Erstdrucks von 1535; ursprünglich Peri Optikes). Kenntnis antiker und arabischer Autoren (Alhazen, Heron, Ibn Rushd, Ibn Sina, Apollonios von Perge, Galen, auch Roger Bacon). Folgt weitgehend der „Optik“ Alhazens. Licht zum einen vom rein physikalischen Standpunkt aus – Lichtbrechung, Spiegelungen, etc. –, wobei Witelo wohl der Erste war, der die sphärische Aberration sowohl bei Linsen als auch bei Hohlspiegeln beschrieb. Er entdeckte auch, dass das Verhältnis des Eintritts- zum Austrittswinkel eines Lichtstrahls (an einer lichtbrechenden Oberfläche) bei unterschiedlichen Winkeln verschieden ist. Zum anderen geht Witelo auf Fragen der physiologischen und psychologischen Wahrnehmung sowie der Methodologie ein. Einen wesentlichen Teil nehmen seine Darlegungen zu Assoziationen von Ideen-Bildern und zum Unterbewussten ein; sie fußen auf der metaphysischen Vorstellung, es gebe geistige und physische Körper, die durch göttliches Licht (Erleuchtung) kausal verbunden seien. Das Werk galt lange Zeit als ein Meisterwerk, das sowohl physikalische (geometrische) als auch metaphysische (religiöse) Aspekte des Phänomens Licht behandelte. Für die Optik wurde es für Jahrhunderte das maßgebende Lehrbuch, diente aber auch als Grundlage in den Fächern Mathematik und Astronomie, ja sogar für die Didaktik. Die meisten der weiteren Schriften Witelos – er erwähnt sie in den Perspectiva – sind verschollen. Witelo (ca ca. 1280)

6 Dietrich von Freiberg De iride 1304 (ca. 1240-ca. 1320)
Geb. in Freiberg, Sachsen. Studium Paris. Dominikaner in Trier und Würzburg. De origine rerum praedicamentalium. De tribus difficilibus quaestionibus (De animatione caeli, De visione beatifica, De accidentibus). De quiditatibus entium. De intellectu et intelligibili. De ente et essentia. De magis et minus. De natura contrariorum. De mensuris durationis entium. De natura et proprietate continuorum. De iride et de radialibus impressionibus: Experimente mit wassergefüllten Urinflaschen. Regenbogen entsteht durch zweimalige Brechung und eine Reflexion. Die Farben entstehen durch verschieden lange Wege durch das Medium. Erklärt Hauptregenbogen und Nebenregenbogen und deren umgekehrte Farbenanordnung. Er unterscheidet vier Regenbogenfarben und fünf Arten der Brechung und Reflexion des Lichts und vergleicht unter anderem den Strahlengang in durchsichtigen Kugeln mit demjenigen in Tautropfen. Er erklärt auch die Halbkreisform des Regenbogens und warum das Phänomen je nach Position der Sonne nicht immer vollständig zustande kommt. De miscibilibus in mixto. De elementis corporum naturalium. De luce et eius origine. De coloribus. De substantiis spiritualibus et corporibus futurae resurrectionis. De cognitione entium separatorum et maxime animarum separatarum . De intelligentiis et motoribus caelorum. De corporibus caelestibus. Nimmt einen kosmologischen Prozess der Rückkehr zum Ursprung an. Betrachtet Himmelskörper (d.h. Himmelssphären) als von eigenständigen Geistwesen („Intelligenzen“) bewegt. Zeit zählt nicht zu den Naturdingen, sondern ist ein Produkt der Seele. Wenn keine Seele die Zeit misst und ihr damit Zahlcharakter verleiht, existiert Zeit weder aktual noch potentiell. Dietrich von Freiberg (ca ca. 1320)

7 Franziskaner, studiert in London, dann in Oxford
Franziskaner, studiert in London, dann in Oxford. Durch den (abgesetzten) Rektor von Oxford der Häresie angeklagt, Streit mit zwei Päpsten. Berater von Kaiser Ludwig IV. dem Bayern (1281 bis 1347, Kaiser ab 1328). Schriften zur Logik: Kommentare zu den Kategorien und De interpretatione aus dem aristotelischen Organon sowie der Isagoge des Porphyrios), und zu den Sophistischen Widerlegungen des Aristoteles. Verfasste systematisch aufgebaute Summa logicae, eine umfassende Gesamtdarstellung des Kenntnisstands seiner Zeit aus der Logik, sowie kleinere Schriften. Naturphilosophische Schriften, in denen sich Ockham mit der Physik des Aristoteles auseinandersetzt. Theologische Werke: Kommentar zu den vier Büchern Sententiae des Petrus Lombardus Politische Schriften: Fragen der Staatstheorie und Rechtsphilosophie, Kampf gegen die Kurie. Ockhams Rasiermesser: Entia non sunt multiplicanda praeter necessitatem (original Pluralitas non est ponenda sine necessitate). William Ockham ( )

8 Merton College Oxford (berühmte Schule in Rivalität zu Paris) älteste durchgehend betrieben Bibliothek der Welt. Gegründet Bibliothek Merton Calculators: Gruppe von Naturwissenschaftern.Bradwardine, William Heytesbury, Richard Swineshead, und John Dumbleton. Unterscheiden Kinematik und Dynamik. Momentangeschwindigkeit und mittlere Geschwindigkeit. Merton College Oxford

9 Thomas Bradwardine De proportionibus velocitatum in motibus
Erzogen in Oxford Erzbischof von Canterbury. Insolubilia, De insolubilibus, De incipit et desinit, Geometria speculativa, Arithmetica speculativa. De proportionibus velocitatum in motibus. 1328 Nach Aristoteles gibt es Bewegung nur, wenn eine Kraft den Widerstand übersteigt (Haftreibung!). Die Geschwindigkeit wurde als proportional zum Verhältnis Kraft/Widerstand betrachtet, was mit der ersten These nicht konsistent ist. Bradwardine postuliert, dass eine arithmetische Vergrößerung der Geschwindigkeit aus einem geometrischen Anwachsen des Verhältnisses von Kraft / Widerstand entsteht: Die Verhältnisse der bewegenden Kräfte zu den Widerstandskräften und die Geschwindigkeiten in den Bewegungen sind in der selben Ordnung proportional, und ebenso umgekehrt. Und dies ist in geometrischer Proportionalität zu verstehen v = a log (F/R) (moderne Schreibweise); nur positive v als physikalische sinnvoll erachtet (v ist nur der Betrag des Geschwindigkeitsvektors) Das beseitigt die Inkonsistenz (entspricht allerdings nicht der Messung). Seine Ansicht wurde über hundert Jahre für richtig genommen, z. B. von Nicole d‘Oresme. De continuo. De futuris contingentibus. De causa Dei contra Pelagium et de virtute causarum ad suos Mertonenses, libri tres. Thomas Bradwardine (ca )

10 Jean Buridan Impetustheorie (ca. 1300-1358) Professor in Paris.
Compendium Logicae, Summulae de Dialectica, Sophismata, Perutile compendium totius logicae Kommentare über die Werke Aristoteles Impetustheorie: Eingeprägte Kraft des Philoponus – Impetus. Erschöpft sich nicht, sondern wird durch Widerstand aufgebraucht. Bewegung wird aufrecht erhalten durch eine Eigenschaft des Körpers, die ihm beim Start mitgegeben wird (impetus). Keine Ermüdung (Philoponus), sondern Aufzehrung durch Kräfte wie Gravitaion und Luftreibung. Impetus ist proportional zur Geschwindigkeit und zur Masse. ... Wenn es die Hand des Werfers verlässt, wird das Geschoß durch einen Impetus bewegt, den ihm der Werfer gibt, und bewegt sich so lange weiter, wie der Impetus stärker bleibt als der Widerstand, und wäre von unendlicher Dauer, würde er nicht vermindert und zerstört durch eine Gegenkraft, die ihm widersteht, oder etwas, das ihn zu einer gegenteiligen Bewegung umlenkt. Die Impetustheorie wurde auch adaptiert zur Erklärung himmlischer Phänomene, in Form des zirkulären Impetus. Bild Artillerie Walter Hermann Ryff 1547. Jean Buridan (ca )

11 Nicolas Oresme geb. in der Normandie. Studiert in Paris
Nicolas Oresme geb. in der Normandie. Studiert in Paris. Übersetzer von Aristoteles-Werken ins Französische. Bild aus Liber coeli et mundi: Argumente betreffend die Erdrotation. Alle Elemente rotieren gleich, also kein „Fahrtwind“. Ausbreitung von Schall und Licht, Reflexion. Musiktheorie. Titelbild seiner Übersetzung von Aristoteles‘ Ethik: 1. Charles V. erhält die Überstzung von Nicole Oresme; 2: Charles V und seine Familie; 3.: Ein König und sein Kanzler in einer Vorlesung; 4. Ein Schüler wird aus der Vorlesung entfernt. Übberspitzt formuliert: „heliozentrisches System vor Kopernikus, Fallgesetz vor Galilei, analytische Geometrie vor Descartes“ Tractatus de configurationibus qualitatum et motuum: Koordinatensysteme und Graphen. Latitudo – longitudo für die beiden Koordinaten. Abb.: Theorem der mittleren Geschwindigkeit „Jede Qualität, wenn sie einförmig difform ist, hat die selbe Quantität wie die Qualität des selben oder gleichen Subjekts das einförmig bezüglich des Grades des Mittelpunkts des selben Subjektes ist.“ Psychophysik: Mechanistischer Zusammenhang zwischen Außenwelt und Empfindung Nicole Oresme ( )

12 Johannes von Gmunden (ca. 1380-1442)
Bild aus der Zeit, aber nicht authentisch. Geboren in Gmunden, Studium in Wien, Promotion Ab 1408 Vorlesungen zur Physik und Astronomie. Begraben im Stephansdom. Planetentafeln, Kalender 1439 bis 1514 in 99 HS vorhanden, auch in frühen Drucken (hier 1470). Johannes von Gmunden (ca )

13 Johannes Gutenberg (ca. 1400-1468)
Geboren in Mainz als Johannes Gensfleisch. Münz- und Goldschmied, Erzeuger von Metallwaren (Walfahrtsandenken aus Blei-Zinn-Legierungen). Ab ca Entwicklung des Druckverfahrens mit beweglichen Lettern. Lettern auf Stahlstempel, Einprägen in Kupfer, Gießen mit einer Legierung aus Zinn, Blei, Antimon und etwas Wismut (Handgiesinstrument). Zusammenstellung des Textes aus den Lettern. Einfärben mit Emulsion aus Leinölfirnis und Ruß, Aufdrücken auf Papier mittels einer Presse. Erstmals Reproduktion von Schriftdokumenten in großer Zahl möglich. Bibel (Vulgata) von In 3 Jahren 180 Exemplare (Handschrift: 1). Kostensenkung um 75 %. Bis 1470 allein in Deutschland 8 Druckereien. Bis 1500 z. B x Lateingrammatik. Türkenkalender für das Jahr 1455 Diese Flugschrift mit der Überschrift „ Eyn manung der cristenheit widder die durken“ war eine Propagandaschrift, die vor den Türken warnen sollte und die Unterstützung zu einem Kreuzzug forderte (Anlass: Eroberung Konstantinopels 1453). Der Kalender begann mit dem 1. Januar 1455, und in jedem Monat wurde, neben den Angaben zum Datum des Neumondes, ein geistlicher oder weltlicher Herrscher zum Widerstand aufgerufen. Obwohl der Text aus paarweise gereimten Versen bestand, wurde er in fortlaufenden Zeilen gesetzt. Ein bis heute erhaltenes vollständiges Exemplar besteht aus sechs Blättern und lässt Schlussfolgerungen über den Typenbestand zu. Neben den Abkürzungs- und Interpunktionszeichen bestand dieser aus 93 Minuskeln und 15 Majuskeln. Die fehlenden Großbuchstaben K, W, X, Y, Z wurden durch Kleinbuchstaben ersetzt. Daher kann davon ausgegangen werden, dass der verwendete Typensatz der Donat-Kalender-Type ursprünglich für lateinische Texte gedacht war. Aderlass- und Laxierkalender auf das Jahr 1457 Dieser zeittypische medizinische Ratgeber gab die günstigsten Tage zum Aderlassen und Abführen an. Auszüge des Kalenders wurden in Paris gefunden. Astronomischer Kalender (1457) Dieser diente zur Erstellung und Deutung von Planetenkonstellationen und Horoskopen. Nach der Analyse des Typenzustandes erfolgte der Druck nach der Türkenbulle. Der Kalender bestand aus sechs Blättern, die erst zusammengeklebt seine vollständige Größe (67 cm x 72 cm) ergaben. Johannes Gutenberg (ca )

14 Nicolaus Cusanus De docta ignorantia Idiota de staticis experimentis
Nikolaus von Kues (100 km wetl. Frankfurt, nahe Trier).. Studium Padua, Heidelberg, Köln. Erzbischof von Trier, später Brixen. Botschafter in Konstantinopel. Bibkliothek mit seinen Büchern noch erhalten. De docta ignorantia De mathematica perfectione („Über die mathematische Vollendung“, 1458). Aurea propositio in mathematicis („Der Goldene Satz in der Mathematik“, 1459). De mathematicis complementis („Über mathematische Ergänzungen“, 1453). Idiota de staticis experimentis („Der Laie über Versuche mit der Waage“, 1450) Wegbereitern der Experimentalwissenschaft. De correctione kalendarii („Über die Kalenderverbesserung“, auch: Reparatio kalendarii, 1436) Kalenderreform, erst im 16. Jh. Verwirklicht. Unendlichkeit des Alls, die Erde nicht im Mittelpunkt des Universums, Erdrotation, bewohnte extrasolare Planeten, Relativität von Maßen und daraus folgend das Fehlen einer absoluten Exaktheit von Messungen. Diagnostische Medizin, Botanik und Kartografie, wissenschaftliche Experimente. Er nahm Ideen vieler Denker, wie etwa von Giordano Bruno, Kopernikus, Johannes Kepler, Galileo Galilei, Isaac Newton und Albert Einstein vorweg: Erdrotation, Trägheitsgesetz, Relativität der Bewegungen, Infinitesimalrechnung etc. Das unendliche Universum habe keinen Mittelpunkt (Erde) und könne auch rational nicht wirklich erfasst werden. Nicolaus Cusanus ( )

15 Georg von Peuerbach Theoricae novae planetarum (1423-1461)
Eigentlich Georg Aunpekh. Geboren in Peuerbach östl von Linz. Studiert in Wien bei Johann von Gmunden Aufenthalt in Rom bei Cusanus. Lehrt ab 1453 in Wien, erster Professor für Astronomie. Hofastronom. Mit 38 Jahren verstorben. Posthum seine Vorlesung „Theoricae novae planetarum“. Sonnenuhr am Stephansdom in Wien aus 1451. Georg von Peuerbach ( )

16 Regiomontanus Wiener Rechenbuch De triangulis omnimodis
Epytoma in Almagestum Johannes Müller aus Königsberg in Franken (Nordbayern). Berechnet bereits mit 12 Jahren ein astronomisches Jahrbuch. Ab 1447 (!) Studium in Leipzig, ab 1450 in Wien Schüler von Peuerbach Baccalaureus, 1457 Magister. „Wiener Rechenbuch“, in den 1450er Jahren begonnene Sammelhandschrift, Abschriften und Exzerpte fremder Werke sowie eigene Notizen und Entwürfe. Darunter 13. Jahrhundert von Magister Gernardus Algorismus demonstratus, Notizen und Auszüge zur Geometrie aus oder nach Euklid, Archimedes, Apollonios von Perge und den Gebrüdern Banu Musa, zur Musik die Musica speculativa von Johannes de Muris, sowie Schriften zur Mechanik von Thabit ibn Qurra und Jordanus de Nemore. Von Kardinal Bessarion gemeinsam mit Peuerbach mit der Übersetzung griechischer Werke betraut beide nach Rom eingeladen, Peuerbach stirbt aber. De triangulis omnimodis (1462−1464) begründet die neuzeitliche Trigonometrie. Epitome in Almagestum 1463 Ab 1471 in Nürnberg, Verlag und Druckerei für wissenschaftliche Bücher. Bringt die Theoricae Peuerbachs in Druck und errichtet eine Sternwarte. 1475 von Papst Sixtus IV zur Mitarbeit an der Kalenderreform nach Rom eingeladen, stirbt dort mit 40 Jahren. Regiomontanus ( )