Josef Stefan, o. Univ.-Prof. Dr. phil.

Josef Stefan (ursprünglich slowenisch Jožef Štefan) war der Sohn des Mehlhändlers Ales (Alexius) Stefan und der Dienstmagd Marija Startinik. Seine Eltern, Südkärntner Slowenen, waren nicht verheiratet und Analphabeten. Josef Stefan besuchte die Volksschule in Klagenfurt. Um ihrem unehelichen Kind eine höhere Schuldbildung zu ermöglichen, heirateten seine Eltern, als er 11 Jahre alt war, sodass Josef Stefan 1846 in das Benediktinergymnasium in Klagenfurt eintreten konnte. Infolge der Revolution 1848 und der Einführung der slowenischen Sprache als Unterrichtsfach wurde der Philologe Anton Janežič sein Lehrer. Dieser weckte sein Interesse für seine slowenische Muttersprache. Gemeinsam mit Schulfreunden gründete er einen slowenischen Literaturkreis und begann slowenische Gedichte zu verfassen und zu veröffentlichen.
Nach Absolvierung der Reifeprüfung übersiedelte Josef Stefan 1853 nach Wien, um ein Studium der Mathematik und Physik an der hiesigen Universität aufzunehmen. Zu seinen Lehrern zählten Josef Petzval und Andreas von Ettingshausen. 1858 promovierte Stefan zum Doktor der Philosophie und begann als Physiklehrer an einer Wiener Schule zu unterrichten.

Bereits vor seinem Studienabschluss hatte Stefan 1857 seine ersten zwei wissenschaftlichen Aufsätze in „Poggendorffs Annalen der Physik“ veröffentlicht und in der Folge durch den Physiologen Carl Ludwig die Möglichkeit erhalten, das physikalischen Laboratorium der Josephs-Akademie für Experimente zu nutzen. Bereits im Jahr seiner Promotion – 1858 – konnte sich Josef Stefan an der Universität Wien für Mathematische Physik habilitieren.

In den Folgejahren lehrte er sowohl als Privatdozent an der Universität Wien als auch als Realschullehrer, bis er 1863 zum Professor der höheren Mathematik und Physik an der Universität Wien berufen wurde. Im selben Jahr übernahm er als Vizedirektor die Leitung des Physikalischen Instituts in Wien-Erdberg an der Seite des erkrankten Direktors Andreas von Ettingshausen. 1866 folgte er diesem schließlich als Institutsdirektor nach – diese Position übte Stefan bis zu seinem Tod 1893 aus.

An der Universität Wien amtierte Josef Stefan im Studienjahr 1869/70 als Dekan der Philosophischen Fakultät und 1876/77 als Rektor. Er fungierte zudem als Superintendent der Fröhlichʼschen Universitätsstiftung.

Zu seinen Schülern bzw. Mitarbeitern am ersten Physikalischen Institut zählten u. a. Josef Losschmidt, Ludwig Boltzmann, Viktor von Lang und Franz Seraphin Exner jun. Josef Stefan, der als Begründer der österreichischen Physikerschule gilt, bemühte sich, experimentelle und theoretische Physik zu verknüpfen, aufgrund der dürftigen Ausstattung des Instituts blieb seine Schule jedoch vor allem theoretisch geprägt.

Stefans wissenschaftliche Beiträge erschienen in verschiedenen Fachzeitschriften, vor allem in den „Sitzungsberichten der mathematisch-naturwissenschaftlichen Classe der kaiserlichen Akademie der Wissenschaften“, der er seit 1860 angehörte, sowie in den „Annalen der Physik“. Er forschte und publizierte in verschiedensten Themenbereichen der Physik, so zu akustischen und optischen Phänomenen, Hydro- und Elektrodynamik. Von besonderer Bedeutung waren Stefans Forschungen zur kinetischen Gastheorie, vor allem zur Diffusion, Verdampfung und Wärmeleitung. Es gelang ihm, mittel eines selbst konstruierten Diathermometers experimentell die Wärmeleitfähigkeit von Gasen zu bestimmen. Mit seinen Experimenten konnte er zudem die Theorie James Clerk Maxwells bestätigen, dass die Wärmeleitungsfähigkeit eines Gases unabhängig vom Druck ist, und trug damit wesentlich dazu bei, dass dessen Arbeiten sich auch auf dem europäischen Kontinent durchsetzen konnten. In seiner wohl berühmtesten, 1879 veröffentlichten Arbeit „Über die Beziehung zwischen der Wärmestrahlung und der Temperatur“ konnte Stefan empirisch nachweisen, dass die von einem schwarzen Körper ausgestrahlte Wärmemenge proportional der vierten Potenz seiner absoluten Temperatur ist. Sein Schüler Ludwig Boltzmann leitete dieses Strahlungsgesetz 1884 auch theoretisch ab – 1897 erfolgte die Benennung in „Stefan-Boltzmann-Gesetz“. Mit der darin enthaltenen „Stefan-Boltzmann-Konstante“ gelang es Josef Stefan erstmals, die Oberflächentemperatur der Sonne zu berechnen.
Im Zuge seiner Beschäftigung mit der Polarisation, Interferenz und Doppelbrechung des Lichts fand Stefan eine neue Methode zur Messung der Lichtwellenlänge. Andere Forschungen brachten wichtige Erkenntnisse über die Leitung von Wechselströmen in Drähten und zur Berechnung der Induktionskoeffizienten von Drahtrollen, die für die Anwendung in der Elektrotechnik von großer Bedeutung waren. Aufgrunddessen fungierte Stefan auch 1883 Vorsitzender der Wissenschaftlichen Kommission der Internationalen Elektrischen Ausstellung in Wien. 1885 leitete er auch die Internationale Stimmtonkonferenz, die den Normalton „a“ auf 435 Hertz festlegte.

Für seine vielseitigen wissenschaftlichen Leistungen wurde Josef Stefan vielfach geehrt und ausgezeichnet. Seit 1860 korrespondierendes und seit 1865 wirkliches Mitglied der kaiserlichen Akademie der Wissenschaften in Wien, erhielt er im selben Jahr den von der Akademie erstmals verliehenen Ignaz-Lieben-Preis als Anerkennung für seine Erkenntnisse über die Natur des unpolarisierten Lichtes. Innerhalb der Akademie fungierte er 1875 bis 1885 als Sekretär der mathematisch-naturwissenschaftlichen Klasse und ab 1885 bis zu seinem Tod als Akademiepräsident. Hier engagierte er sich auch fachlich in verschiedenen naturwissenschaftlichen Kommissionen.
Daneben gehörte Stefan zahlreichen weiteren wissenschaftlichen Akademien und Gesellschaften an, wie der königlichen Gesellschaft der Wissenschaften in Uppsala, der Bayerischen Akademie der Wissenschaften in München (1878), der Physikalisch-Medizinischen Gesellschaft in Würzburg und der Akademie der Wissenschaften in Göttingen (1892). Er war Träger mehrerer internationaler Orden.

Ende 1892 erlitt Josef Stefan einen Schlaganfall und verstarb am 7. Jänner 1893. Er wurde am Wiener Zentralfriedhof bestattet.

Die Universität Wien ehrte den berühmten Physiker 1896 mit der Aufstellung eines Denkmals (gestaltet von Anton Schmidgruber) im Arkadenhof des Hauptgebäudes. Sein Name wurde zudem 1950 in die Ehrentafel der Philosophischen Fakultät eingetragen. Im Jahr 2009 erfolgte schließlich die Benennung eines Hörsaals der Fakultät für Physik in „Josef Stefan-Hörsaal“.

An seinem Geburtshaus in St. Peter bei Klagenfurt wurde 1935 eine Gedenktafel für Josef Stefan angebracht. Nach ihm benannt ist die seit 1958 verliehene Goldene Stefan-Ehrenmedaille des Österreichischen Verbands für Elektrotechnik, das slowenische Institut „Jožef Stefan“ für Grundlagenforschung, der Mondkrater Stefan sowie der Stefan-Piedmont-Gletscher in der Antarktis.

Werke (Auswahl)

Über die Fortpflanzung der Wärme, 1863.
Ein Versuch über die Natur des unpolarisirten Lichtes und die Doppelbrechung des Quarzes in der Richtung seiner optischen Axe (In: Sitzungsberichte der Akademie der Wissenschaften Wien, Math.-Phys. Kl. 50, S. 280–393), 1865.
Ueber das Gleichgewicht und die Bewegung, insbesondere die Diffusion von Gasgemengen (In: Sitzungsberichte der Akademie der Wissenschaften Wien, Mathematisch-Physikalische Klasse 63, S. 63–124), 1871.
Untersuchungen über die Wärmeleitung in Gasen, Erste Abhandlung (In: Sitzungsberichte der Akademie der Wissenschaften Wien, Math.-Phys. Kl. 65, S. 45–69), 1872.
Über die Beziehung der Wärmestrahlung und der Temperatur (in: Sitzungsberichte der Akademie der Wissenschaften Wien, Math.-Phys. Kl. 79, S. 391–428), 1879.
Über die Theorie der Eisbildung, insbesondere über die Eisbildung im Polarmeere (In: Monatshefte der Mathematik und Physik 1, S. 1–5), 1890.