Michelson's Analyser
1898 · Spring Summation · Werk 643 von 1.871
Eighty helical springs hung in a long rack, a dense row of fine coil springs each stretched a different amount so their lower ends form a rising and falling profile along the rack, the combined pull of the springs gathered by a lever train into one balance arm, the arm carrying a single drawing pen resting on a sheet of plain paper wound on a drum, the drawn curve a single fine ink line, the springs steel, the rack and levers brass on a cast iron bed, in a university physics laboratory at the turn of the century, light from one shaded gas lamp raking along the row of springs, the laboratory beyond in darkness.
- Wofür es benutzt wurde
- Albert Abraham Michelson war Physiker in Chicago. Er brauchte für seine Untersuchungen zu den Lichtfrequenzen einer Flamme fortlaufend Fourier-Analysen und ließ sich dafür eine Maschine bauen, die diese Rechenarbeit übernimmt. Das Science Museum beschreibt sie als mechanischen Analogrechner, der eine Funktion in einfache Sinuskurven zerlegt und sie auch wieder zusammensetzt. Gebaut hat sie William Gaertner & Co. in Chicago. Das erste Gerät mit 20 Elementen entstand 1897, das Gerät mit 80 Elementen etwa ein Jahr später; Michelson und Samuel Wesley Stratton beschrieben es 1898 in „A New Harmonic Analyzer“ im American Journal of Science. Das Londoner Exemplar wurde 1904 erworben und später bei der de Havilland Aircraft Co Ltd und im Admiralty Research Laboratory für Kurvenanalysen benutzt.
- Was daran neu war
- Michelson nahm Kelvins Gezeitenanalysator als Vorbild und ersetzte nach der Beschreibung des Science Museum die gespannten Seile durch elastische Federn; so ließ sich die Zahl der Glieder erhöhen, beim ersten Gerät 1897 auf 20, beim Londoner auf 80. Der Widerhaken: Im Herbst 1898 stellte Michelson in einem Brief an Nature in Frage, ob Fourierreihen unstetige Funktionen an der Sprungstelle angemessen darstellen, und A. E. H. Love warf ihm am 13. Oktober 1898 Unkenntnis elementarer Mathematik vor. Josiah Willard Gibbs beschrieb die Grenzkurve im Dezember 1898 zunächst ohne Überschwingen und korrigierte sich erst im April 1899: Die senkrechten Stücke der Sägezahnkurve reichen über die schrägen Teile hinaus; Maxime Bôcher nannte das später Gibbs-Phänomen. Michelson ist der Erscheinung wohl schon beim Bau seines Analysators begegnet, führte dessen Ergebnisse aber nicht als Beleg an.
Was die Quellen offenlassen: Die Nature-Briefe von Michelson, Love und Gibbs wurden nicht im Original eingesehen, sondern über R. Herman (UNC Wilmington) und die Henri Poincaré Papers. Hermans Erzählteil schreibt das Überschwingen schon Michelsons Oktoberbrief und Gibbs' Brief vom Dezember 1898 zu; nach den Poincaré Papers und Hermans eigener Zeittafel beschrieb Gibbs es erst im April 1899. Die Bandangabe zu Michelson und Stratton 1898 ist uneinheitlich, deshalb stehen hier nur Titel, Zeitschrift und Jahr.