Ralph Kronig

Ralph de Laer Kronig, geboren als Ralph Kronig, (* 10. März 1904 in Dresden; † 16. November 1995 in Zeist) war ein deutsch-US-amerikanischer theoretischer Physiker. Er entdeckte den Teilchenspin vor Uhlenbeck und Goudsmit, veröffentlichte dies aber nicht. Kronig war an der frühen Entwicklung der Quantenmechanik und deren Anwendung z. B. in der Atomphysik und Molekülphysik beteiligt. Das Kronig-Penney-Modell und die Kramers-Kronig-Relation gehen mit auf ihn zurück.

Leben und Werk

Ralph Kronig wurde 1904 in Dresden geboren. Sein Vater, Harold Theodor Kronig, stammte aus Böhmen^[1] und war US-amerikanischer Staatsbürger^[2]. Seine Mutter, Augusta de Laer, war niederländischer Abstammung^[2]. Bis zum Alter von 15 Jahren besuchte er das Gymnasium in Dresden, bevor er mit seiner Familie nach Amerika zog^[2]. Er studierte dort an der Columbia University in New York City, wo er 1925 mit der Arbeit Change of Conductance of Selenium due to Electronic Bombardment bei Albert Potter Wills promoviert wurde.^[3][4] In Bezug auf die neueren Entwicklungen in der Physik der Atome war er dort im Studium allerdings größtenteils auf das Selbststudium von Arnold Sommerfelds Atombau und Spektrallinien angewiesen. Ein Jahr zuvor besuchte er die Zentren der Entwicklung der Quantenmechanik in Deutschland und Kopenhagen, wo er unter anderem Niels Bohr, Paul Ehrenfest (den er noch aus New York kannte, und der ihn nach Leiden einlud), Werner Heisenberg, Wolfgang Pauli und Hendrik Anthony Kramers traf. Noch als Student schlug er im Januar 1925 die Einführung des Elektronspins zur Erklärung des Ausschließungsprinzips von Pauli in Tübingen vor, wo Kronig bei Alfred Landé war, nachdem er in Leiden mit Goudsmit eine Arbeit über Atomspektren geschrieben hatte. Sowohl Heisenberg^[5] als auch Pauli, den Kronig noch in Tübingen traf, standen dem aber zunächst ablehnend gegenüber, da sie zuvor in ihrem Vorgehen zur Begründung der Quantenmechanik nicht beobachtbare Größen verbannt hatten. Insbesondere die Kritik von Pauli (der dies dennoch für einen „witzigen Einfall“ hielt) ließ Kronig zögern seine Ideen zu veröffentlichen, so dass ihm Uhlenbeck und Goudsmit 1925 zuvorkamen und dafür die Anerkennung als Entdecker des Spins erhielten.^[6] Er blieb Pauli (der sein Ausschließungsprinzip nach brieflicher Mitteilung von Kronigs Entdeckung des Spin-Freiheitsgrads veröffentlichte) trotzdem weiter freundschaftlich verbunden und führte mit ihm einen wissenschaftlichen Briefwechsel. 1964 gab er die Gesammelten Werke von Pauli heraus.

Kronig war nach der Promotion Instructor und ab 1927 Assistant Professor an der Columbia University. Er stand mit Heisenberg während dessen Entwicklung der Matrizenform der Quantenmechanik in Briefkontakt. Auf Anregung von Isidor Rabi löste er dort die Schrödingergleichung für das Problem des symmetrischen Kreisels.^[7] 1927 war er wieder in Europa in Kopenhagen, London und Zürich, wo er im Sommersemester 1928 der Assistent von Pauli war. Ab etwa 1930 lebte er in den Niederlanden, wo er in Groningen der Assistent von Dirk Coster war, ab 1931 als außerordentlicher Professor. Ab 1939 war er Professor für theoretische Physik an der Technische Hogeschool van Delft. Dort blieb er bis zu seiner Emeritierung 1969 und war dort auch zeitweise Rektor.

Neben seinen Arbeiten zu den Grundlagen der Quantenmechanik befasste er sich auch mit Festkörperphysik (Kronig-Penney-Modell 1931, ein eindimensionales Modell von Elektronen in Kristallen, das die Entwicklung von Bandstrukturen zeigt) und galt als Experte für die Theorie der Molekülspektren. Außerdem entwickelte er ein Modell der Feinstruktur der Röntgenabsorptionsspektren (1931/32), das damals experimentell gut bestätigt wurde.

1927 wurde er Fellow der American Physical Society. Von 1946 bis 1969 war er ordentliches und ab 1969 auswärtiges Mitglied der Königlich Niederländischen Akademie der Wissenschaften (KNAW).^[8] 1962 erhielt er die Max-Planck-Medaille.

Schriften

• On the theory of the dispersion of X-rays. In: Journal of the Optical Society of America. Band 12. 1926, S. 547–557. (Kramers-Kronig-Relationen)
• Band spectra and molecular structure. Cambridge University Press 1930.
• mit William Penney: In Proc. Roy. Soc. A., Band 130. 1931, S. 409. (Kronig-Penney Modell)
• The Optical Basis of the theory of Valency. MacMillan, New York 1935.
• Herausgeber: Textbook of Physics. Pergamon Press 1959.
• The Turning Point. In Markus Fierz, Victor Weisskopf: Theoretical Physics at the Turn of the Century. A Memorial Volume to Wolfgang Pauli. Interscience 1960, S. 5–39.

Literatur

• Bartel Leendert van der Waerden (Hrsg.) Sources of Quantum Mechanics. 1967.
• Klaus Hentschel & Renate Tobies: Interview mit Friedrich Hund' (am 15. Dez. 1994 in Göttingen), NTM N.S. 4 [1996], S. 1–18.
• Abraham Pais: In Physics Today. Dezember 1989.
• Abraham Pais: Inward Bound. Clarendon Press 1986.
• R. Stumm von Bordwehr: A history of the x ray absorption fine structure. In: Annales de Physique. Bd. 14, 1989, S. 377–466.
• Ian Duck, E. C. G.Sudarshan: Pauli and the spin statistics theorem. World Scientific 1997, S. 57f.
• Nachruf von Max Dresden. In Physics Today. März 1997.
• Martin J. Klein: In Physics in the Making. North-Holland, Amsterdam 1989.

Weblinks

Commons: Ralph de Laer Kronig – Album mit Bildern, Videos und Audiodateien

• Foto auf Seite mit Paulis Assistenten
• Ralph Kronig im Mathematics Genealogy Project (englisch) Vorlage:MathGenealogyProject/Wartung/id verwendet

Einzelnachweise und Anmerkungen

1. ↑ H.B.G. Casimir: Levensbericht R. Kronig. Huygens Institute - Royal Netherlands Academy of Arts and Sciences (KNAW), 1996, abgerufen am 2. Februar 2020 (niederländisch). 
2. ↑ ^{a b c} John L. Heilbron: Interview of Ralph Kronig. In: Niels Bohr Library & Archives. American Institute of Physics, 12. November 1962, abgerufen am 2. Februar 2020 (englisch). 
3. ↑ Ralph Kronig: Change of conductance of selenium due to electronic bombardment. 1925, OCLC 36606149 (Ph.D.-Arbeit, Columbia University, 1925). 
4. ↑ Ralph de Laer Kronig: Change of Conductance of Selenium due to Electronic Bombardment. In: Physical Review. Band 24, Nr. 4, 1924, S. 377, doi:10.1103/PhysRev.24.377. 
5. ↑ In der Diskussion mit Kronig bei dessen anschließendem Besuch in Kopenhagen, ebenso äußerte sich Kramers dort skeptisch
6. ↑ Kronig selbst schildert die Entdeckung im Erinnerungsband an Wolfgang Pauli, siehe Literatur. Auch van der Waerden geht in Sources of Quantum Mechanics detailliert auf die Entdeckungsgeschichte ein. Uhlenbeck gab später zu, dass Kronig ohne Zweifel den Hauptpunkt ihrer Ideen vorweggenommen hätte, Physics Today Juni 1976, zitiert bei Pais Inward bound, S. 280 Kronig selbst sah aber damals Probleme für die Postulation eines Elektronenspins aus der Kernphysik. Damals dachte man sich Kerne aus Elektronen und Protonen zusammengesetzt und ein Beitrag des Elektronenspins zu den Kernmomenten hätte zu viel zu hohen Hyperfeinstrukturaufspaltungen geführt. In einem Brief an Nature (Bd. 117, 1926, S. 550) in Anschluss an Uhlenbeck und Goudsmits Aufsatz (Spinning electrons and the structure of spectra, ibid, S. 264) im selben Band zur Einführung des Spin schreibt Kronig deshalb, das Problem wäre nur ein Stockwerk tiefer (in den Kern) verlagert. Vergleiche auch Pais Inward Bound, S. 299. Unter den Physikern der Zeit kursierte später der von Friedrich Hund am 15. Dez. 1994 in einem Interview überlieferte Spruch: "De Kronig hätt' den Spin entdeckt, hätt Pauli ihn nicht abgeschreckt" - siehe Hentschel & Tobies 1996
7. ↑ R. de L. Kronig, I. I. Rabi: The symmetrical top in undulatory mechanics. In: Physical Review. Bd. 29, 1927, S. 262–269, doi:10.1103/PhysRev.29.262.
8. ↑ Past Members: R. Kronig. Königlich Niederländische Akademie der Wissenschaften, abgerufen am 21. Mai 2023.