Francois Arago: Abenteuerlicher Forscher – Spektrum welcher Wissenschaft

Von 1830 an koordiniert er – neben seiner politischen Tätigkeit – als ständiger Sekretär die Arbeit der Académie des Sciences; seine Lehrtätigkeit an der École Polytechnique gibt er auf. 1835 gründet er eine Zeitschrift, in der die Arbeit der Académie dokumentiert wird: »Comptes rendus de l’Académie des sciences«.

Zeit seines Lebens ist Arago an allen naturwissenschaftlichen Phänomenen interessiert; einen Gleichgesinnten findet er in Alexander von Humboldt, mit dem er sich bis zu seiner Heirat im Jahr 1811 eine Wohnung in Paris teilt.

Über die Natur des Lichts

Isaac Newton und Christiaan Huygens hatten unterschiedliche Theorien über die Natur des Lichts entwickelt – die Phänomene der Brechung und der Reflexion des Lichts ließen sich sowohl im Teilchen- als auch im Wellenmodell erklären. Die Frage, welches der beiden Modelle richtig ist, könnte entschieden werden, wenn es gelingt, die Lichtgeschwindigkeiten in verschiedenen Medien zu bestimmen: Nach der Newtonschen Korpuskeltheorie müsste sich die Geschwindigkeit nach dem Übergang in das dichtere Medium erhöhen; nach der Huygensschen Theorie verringern.

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Im Dezember 1810 trägt Arago in der Académie ein Problem vor, für das er keine Erklärung hat: Wenn man einen Stern um sechs Uhr morgens anvisiert, dann müsste uns das Licht von diesem Stern mit der Geschwindigkeit c + v erreichen, wobei v die Rotationsgeschwindigkeit der Erde um die eigene Achse ist, um sechs Uhr abends beträgt diese entsprechend c – v. Ähnliches gilt für Messungen im Frühjahr und im Oktober, wobei diesmal v die Umlaufgeschwindigkeit der Erde um die Sonne ist. Bei seinen Messungen hat er jedoch keine Unterschiede feststellen können (was nicht an Messungenauigkeiten gelegen hat, wie wir heute dank Einstein wissen).

Als es dem britischen Erfinder Charles Wheatstone 1834 gelingt, die Geschwindigkeit des fließenden Stroms mit Hilfe eines rotierenden Spiegels zu bestimmen, versucht Arago die Idee auf die Messung der Lichtgeschwindigkeit anzuwenden; allerdings fehlen ihm noch die notwendigen technischen Voraussetzungen. Mit Stolz kann er 1850 in einer Sitzung der Académie verkünden, dass Jean Bernard Léon Foucault die Umsetzung dieser Idee gelungen ist. (Bereits im Jahr zuvor hatte Aragos Schüler Hypolyte Fizeau die Lichtgeschwindigkeit mithilfe eines rotierenden Zahnrads gemessen – nach einer Idee von Galileo Galilei.)

1811 weist Arago bei Versuchen mit Bergkristallen die Drehung der Polarisationsebene nach. Auch stellt er fest, dass das blaue Himmelslicht nur teilweise polarisiert ist, und: Je blauer der Himmel, desto größer ist der Anteil des polarisierten Lichts.