Josef Stefan (Slovene: Jožef Štefancode: sl is deprecated ; 24 Maret 1835 – 7 Januari 1893)^[1] adalah seorang fisikawan, matematikawan, dan penyair bersuku Slovenia Kärnten di masa Kekaisaran Austria.

Stefan lahir di desa St. Peter (Slovene: Sveti Peter), di pinggiran Klagenfurt, dari pasangan Aleš (Aleksander) Stefan (1805-1872) dan Marija Startinik (1815-1863). Kedua orang tuanya, yang merupakan orang etnis Slovenia, tidak menikah hingga Josef berusia tujuh tahun. Keluarga Stefan hidup sederhana; ayahnya bekerja sebagai buruh penggilingan, sedangkan ibunya bekerja sebagai pembantu rumah tangga. Josef adalah anak tunggal mereka. ^[2]

Stefan menempuh pendidikan dasar di Klagenfurt, tempat bakatnya mulai terlihat. Setelah itu, ia direkomendasi untuk masuk ke Klagenfurt Lyceum [de] pada tahun 1845. Di umur 13 tahun, ia turut merasakan tahun revolusi 1848, yang menginspirasinya untuk mengungkapkan rasa simpati terhadap gerakan nasional dan sastra Slovenia.

Setelah lulus sebagai lulusan terbaik di sekolah menengah atasnya, ia sempat mempertimbangkan untuk menjadi biarawan Benediktin, tetapi minatnya terhadap fisika membuatnya memilih jalur lain. Dia berangkat ke Wina pada tahun 1853 untuk belajar matematika dan fisika. Profesor fisikanya di gimnasium, Karel Robida, adalah orang yang menulis buku teks fisika pertama dalam bahasa Slovenia. Seletah itu, Stefan memperoleh gelar habilitasi dalam fisika matematika di Universitas Wina pada tahun 1858. Selama masa studinya, dia juga menulis dan menerbitkan sejumlah puisi dalam bahasa Slovenia.

Stefan adalah pengajar fisika di Universitas Wina, Direktur Physical Institute sejak 1866, Wakil Presiden Vienna Academy of Sciences, dan anggota beberapa Institusi Sains di Eropa. Ia meninggal di Wina, Austria-Hungaria. Kehidupan dan karyanya telah didokumentasikan secara mendalam oleh fisikawan Janez Strnad.

Stefan menerbitkan sekitar 80 artikel ilmiah, yang sebagian besarnya diterbitkan di Bulletins of the Vienna Academy of Sciences.^[3] Ia paling dikenal karena merumuskan Hukum Stefan di tahun 1879, sebuah hukum fisika yang menyatakan bahwa total radiasi dari suatu benda hitam sebanding dengan pangkat empat dari suhu termodinamikanya T:

${\displaystyle j^{\star }=\sigma T^{4}}$

Dia merumuskan hukum ini berdasarkan pengukuran yang dilakukan oleh fisikawan Prancis Dulong dan Petit. Karena radiasi yang terjadi dan emisi benda hitam selalu sama, persamaan ini berlaku sama untuk suhu benda ideal apa pun yang terkena radiasi yang terjadi di seluruh permukaannya. Pada tahun 1884, hukum ini diperluas untuk berlaku pada emisi benda abu-abu oleh murid Stefan, Ludwig Boltzmann, dan karenanya dikenal sebagai Hukum Stefan-Boltzmann. Boltzmann memperlakukan mesin panas dengan cahaya sebagai bahan kerja. Hukum ini adalah satu-satunya hukum fisika alam yang dinamai menurut nama fisikawan Slovenia. Saat ini, hukum ini diturunkan dari Hukum Planck tentang radiasi benda hitam:

${\displaystyle j^{\star }=\int _{0}^{\infty }\left({dj^{\star } \over d\lambda }\right)d\lambda }$

Dengan hukum ini, Stefan menentukan suhu permukaan matahari, yang ia hitung sebesar 5.430 °C (9.810 °F). Suhu ini adalah suhu pertama yang dinilai masuk akal untuk suhu matahari.

Stefan menciptakan pengukuran pertama tentang konduktivitas termal gas, mengkaji evaporasi, dan di antara penelitian lainnya, ia mempelajari difusi serta konduksi panas dalam fluida. Atas karyanya dalam bidang optik, Universitas Wina menganugerahi kepadanya Penghargaan Lieben. Karena kontribusinya dalam menghitung laju evaporasi dan difusi, aliran yang diinduksi oleh evaporasi atau sublimasi pada permukaan dari tetesan atau partikel kini disebut aliran Stefan.

Hal yang sangat penting lainnya dari Stefan adalah persamaan elektromagnetiknya, yang didefinisikan dalam notasi vektor, serta karyanya dalam teori kinetik panas. Stefan merupakan salah satu fisikawan pertama di Eropa yang sepenuhnya memahami teori elektromagnetik Maxwell, dan salah satu dari sedikit fisikawan di luar Inggris yang mengembangkan teori tersebut. Ia menghitung induktivitas kumparan dengan penampang kuadrat, dan ia mengoreksi kekeliruan perhitungan Maxwell. Ia juga meneliti fenomena yang disebut efek kulit, yaitu arus listrik frekuensi tinggi lebih besar di permukaan konduktor daripada di bagian dalamnya.

Dalam matematika, masalah stefan (Inggris: Stefan problems or Stefan's tasks) mengenai batasan yang bisa bergerak sudah dikenal luas. Masalah ini pertama kali diteliti oleh Lamé dan Clapeyron pada tahun 1831. Stefan memecahkan masalah ini saat ia menghitung seberapa cepat lapisan es di atas air tumbuh (Persamaan Stefan^[4]).

Beberapa konsep dalam fisika dan matematika dinamai berdasarkan nama Joseph Stefan:

• Stefan–Boltzmann law
• Stefan–Boltzmann constant σ
• Stefan adhesion
• Stefan problem
• Stefan's equation
• Stefan's formula
• Stefan flow
• Stefan number
• Stefan tube
• Maxwell–Stefan diffusion

Jožef Stefan Institute, lembaga ilmiah terkemuka Slovenia, juga dinamai menurut namanya. Selain itu, sebuah kawah di bulan juga dinamai menurut namanya:

• Stefan (kawah) di bulan

1. ^ "Josef Stefan | Biography & Facts | Britannica". www.britannica.com (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2021-12-11.
2. ^ Čermelj, L., Uršič, M. "Jožef Stefan". lexicon of slovenian biographies. Pemeliharaan CS1: Banyak nama: authors list (link)
3. ^ "Sitzungsberichte der Kaiserlichen Akademie der Wissenschaften in Wien in WikiSource". e.g. Bd. 027, 1857.
4. ^ Shumon Koga, Miroslav Krstic (2020). "Phase Change Model: Stefan Problem". Materials Phase Change PDE Control & Estimation. Systems & Control: Foundations & Applications. Springer. hlm. 1–13. doi:10.1007/978-3-030-58490-0_1. ISBN 978-3-030-58490-0. S2CID 229250452.

• "Josef Stefan: His life and legacy in the thermal sciences," Experimental Thermal and Fluid Science, Volume 31, Issue 7, July 2007, 795–803, by John C. Crepeau
• O'Connor, John J.; Robertson, Edmund F., "Josef Stefan", Arsip Sejarah Matematika MacTutor, Universitas St Andrews.
• Extended biography of Josef Stefan, by John C. Crepeau