Pieter Zeeman

Pieter Zeeman

Pieter Zeeman (Nederlands: [ˈzeːmɑn]; 25 Mei 1865 – 9 Oktober 1943) was 'n Nederlandse fisikus wat die 1902 Nobelprys vir Fisika met Hendrik Lorentz gedeel het vir sy ontdekking van die Zeeman-effek.^{[1][2][3][4][5][6]}

Kinderjare en jeug

Pieter Zeeman is gebore in Zonnemaire, 'n klein dorpie op die eiland Schouwen-Duiveland, Nederland, die seun van ds Catharinus Forandinus Zeeman, 'n predikant van die NG Kerk, en sy vrou, Willemina Worst.

Zeeman het op ’n vroeë ouderdom in fisika begin belangstel. In 1883 was die aurora borealis toevallig in Nederland sigbaar. Zeeman, toe ’n leerling aan die hoërskool in Zierikzee, het ’n tekening en beskrywing van die verskynsel gemaak en dit aan Nature voorgelê, waar dit gepubliseer is. Die redakteur het “die noukeurige waarnemings van professor Zeeman vanuit sy sterrewag in Zonnemaire” geloof.

Nadat Zeeman in 1883 hoërskool voltooi het, is Zeeman na Delft vir aanvullende onderwys in klassieke tale, toe 'n vereiste vir toelating tot die universiteit. Hy het by die huis van dr J.W. Lely, mede-hoof van die gimnasium en broer van Cornelis Lely, wat verantwoordelik was vir die konsep en realisering van die Zuiderzee-werke. Terwyl hy in Delft was, het hy vir die eerste keer vir Heike Kamerlingh Onnes ontmoet, wat sy proefskrifadviseur sou word.

Opvoeding en vroeë loopbaan

Nadat Zeeman die kwalifikasie-eksamen in 1885 geslaag het, studeer hy fisika aan die Universiteit van Leiden onder Kamerlingh Onnes en Hendrik Lorentz. In 1890, selfs voordat hy sy proefskrif voltooi het, het hy Lorentz se assistent geword. Dit het hom toegelaat om aan 'n navorsingsprogram oor die Kerr-effek deel te neem. In 1893 het hy sy doktorale proefskrif ingedien oor die Kerr-effek,^[7] die weerkaatsing van gepolariseerde lig op 'n gemagnetiseerde oppervlak. Nadat hy sy doktorsgraad behaal het, is hy vir 'n halfjaar na Friedrich Kohlrausch se instituut in Straatsburg. In 1895, nadat hy van Straatsburg af teruggekeer het, het Zeeman privastdosent in wiskunde en fisika in Leiden geword. Dieselfde jaar trou hy met Johanna Elisabeth Lebret (1873–1962); hulle het drie dogters en een seun gehad.^{[8][9][10][11]}

In 1896, kort voordat hy van Leiden na Amsterdam verhuis het,^[12] het hy die splitsing van spektrale lyne deur 'n sterk magneetveld gemeet, 'n ontdekking wat nou bekend staan as die Zeeman-effek, waarvoor hy die 1902 Nobelprys vir Fisika gewen het. Hierdie navorsing het 'n ondersoek na die effek van magnetiese velde op 'n ligbron behels. Hy het ontdek dat 'n spektraallyn in verskeie komponente verdeel word in die teenwoordigheid van 'n magneetveld. Lorentz het die eerste keer gehoor van Zeeman se waarnemings op Saterdag 31 Oktober 1896 by die vergadering van die Koninklike Nederlandse Akademie van Kuns en Wetenskappe in Amsterdam, waar hierdie resultate deur Kamerlingh Onnes gekommunikeer is.^[13] Die volgende Maandag het Lorentz Zeeman in sy kantoor ingeroep en 'n verduideliking van sy waarnemings aan hom gegee, gebaseer op Lorentz se teorie van elektromagnetiese straling.

Die belangrikheid van Zeeman se ontdekking het gou duidelik geword. Dit het Lorentz se voorspelling oor die polarisasie van lig wat in die teenwoordigheid van 'n magnetiese veld uitgestraal word, bevestig. Danksy Zeeman se werk het dit duidelik geword dat die ossillerende deeltjies wat volgens Lorentz die bron van liguitstraling was, negatief gelaai was, en duisend keer ligter as die waterstofatoom was. Hierdie gevolgtrekking is bereik lank voor J.J. Thomson se ontdekking van die elektron. Die Zeeman-effek het dus 'n belangrike hulpmiddel geword om die struktuur van die atoom toe te lig.

Professor in Amsterdam

Kort na sy ontdekking is Zeeman 'n pos as dosent in Amsterdam aangebied, waar hy in die herfs van 1896 begin werk het.^[12] In 1900 is dit gevolg deur sy bevordering tot professor in fisika aan die Universiteit van Amsterdam. In 1902 het hy saam met sy voormalige mentor Lorentz die Nobelprys vir Fisika ontvang vir die ontdekking van die Zeeman-effek. Vyf jaar later, in 1908, volg hy Johannes Diderik van der Waals op as volle professor en Direkteur van die Fisika-instituut in Amsterdam.

In 1918 het hy "Sommige eksperimente oor gravitasie: Die verhouding van massa tot gewig vir kristalle en radioaktiewe stowwe" in die Artikels van die Koninklike Nederlandse Akademie van Wetenskappe gepubliseer, wat die ekwivalensiebeginsel met betrekking tot gravitasie- en traagheidsmassa eksperimenteel bevestig.

'n Nuwe laboratorium wat in 1923 in Amsterdam gebou is, is in 1940 na die Zeeman-laboratorium hernoem. Hierdie nuwe fasiliteit het Zeeman in staat gestel om verfynde ondersoek na die Zeeman-effek te doen. Vir die res van sy loopbaan het hy belang gestel in navorsing oor magneto-optiese effekte. Hy het ook die voortplanting van lig in bewegende media ondersoek. Hierdie onderwerp het die fokus van 'n hernieude belangstelling geword as gevolg van spesiale relatiwiteit, en het 'n groot belangstelling van Lorentz en Albert Einstein geniet. Later in sy loopbaan het hy in massaspektrometrie begin belangstel.

Later jare

In 1898 is Zeeman verkies tot lidmaatskap van die Koninklike Nederlandse Akademie van Kuns en Wetenskappe^[14] in Amsterdam, en hy het gedien as die sekretaris van 1912 tot 1920. Hy het die Henry Draper-medalje in 1921 gewen, en verskeie ander toekennings en eregrade. Zeeman is in 1921 tot 'n Buitelandse lid van die Royal Society verkies.^[1] Hy het in 1935 as professor afgetree. Zeeman is op 9 Oktober 1943 in Amsterdam oorlede, en is in Haarlem begrawe.

Toekennings en eerbewyse

Zeeman het die volgende toekennings vir sy bydraes ontvang.

• Nobelprys vir Fisika (1902)
• Matteucci-medalje (1912)
• In 1921 tot 'n buitelandse lid van die Royal Society (ForMemRS) verkies^[15][1]
• Henry Draper-medalje van die Nasionale Akademie van Wetenskappe (1921)^[16]
• Rumford-medalje (1922)
• Franklin-medalje (1925)

Die krater Zeeman op die Maan word ter ere van hom genoem.

Verwysings

1. Rayleigh (1944). "Pieter Zeeman. 1865-1943". Obituary Notices of Fellows of the Royal Society. 4 (13): 591–595. doi:10.1098/rsbm.1944.0010. S2CID 125808317.
2. Zeeman, P. (1897). "The Effect of Magnetisation on the Nature of Light Emitted by a Substance". Nature. 55 (1424): 347. Bibcode:1897Natur..55..347Z. doi:10.1038/055347a0.
3. "The Influence of a Magnetic Field on Radiation Frequency". Proceedings of the Royal Society of London. 60 (359–367): 513–514. 1896. doi:10.1098/rspl.1896.0079.
4. "The Influence of a Magnetic Field on Radiation Frequency". Proceedings of the Royal Society of London. 60 (359–367): 514–515. 1896. doi:10.1098/rspl.1896.0080.
5. Zeeman, P (1914). "Fresnel's coefficient for light of different colours. (First part)". Royal Netherlands Academy of Art and Sciences, Proceedings. 17 (I): 445–451. Bibcode:1914KNAB...17..445Z. Geargiveer vanaf die oorspronklike op 19 Mei 2009. Besoek op 5 Oktober 2006.
6. Zeeman, P (1915). "Fresnel's coefficient for light of different colours. (Second part)". Royal Netherlands Academy of Art and Sciences, Proceedings. 18 (I): 398–408. Bibcode:1915KNAB...18..398Z. Geargiveer vanaf die oorspronklike op 19 Mei 2009. Besoek op 5 Oktober 2006.
7. Pieter Zeeman (1893). "Metingen over het verschijnsel van Kerr bij polaire terugkaatsing op ijzer, kobalt en nikkel, in 't bijzonder over Sissingh's magneto-optisch phaseverschil" (PDF).
8. Paul Forman, "Alfred Landé and the anomalous Zeeman Effect, 1919-1921", Historical Studies in the Physical Sciences, Vol. 2, 1970, 153-261.
9. Kox, A. J. (1997). "The discovery of the electron: II. The Zeeman effect" (PDF). European Journal of Physics. 18 (3): 139–144. Bibcode:1997EJPh...18..139K. doi:10.1088/0143-0807/18/3/003. S2CID 250826469.
10. Spencer, J. B. (1970). "On the Varieties of Nineteenth-Century Magneto-Optical Discovery". Isis. 61: 34–51. doi:10.1086/350577. S2CID 145139903.
11. "Pieter Zeeman - Biographical". Nobelprize.org. Nobel Media AB 2013. Besoek op 25 November 2013.
12. Dirk van Delft (2007). "Freezing physics" (PDF). p. 260.
13. See:
    • Zeeman, P. (1896). "Over de invloed eener magnetisatie op den aard van het door een stof uitgezonden licht" [On the influence of magnetism on the nature of the light emitted by a substance]. Verslagen van de Gewone Vergaderingen der Wis- en Natuurkundige Afdeeling (Koninklijk Akademie van Wetenschappen te Amsterdam) [Reports of the Ordinary Sessions of the Mathematical and Physical Section (Royal Academy of Sciences in Amsterdam)] (in Nederlands). 5: 181–184 and 242–248. Bibcode:1896VMKAN...5..181Z.
    • Zeeman, P. (1897). "On the influence of magnetism on the nature of the light emitted by a substance". Philosophical Magazine. 5th series. 43: 226–239.
14. "Pieter Zeeman (1865 - 1943)". Royal Netherlands Academy of Arts and Sciences. Besoek op 17 Julie 2015.
15. "Fellows of the Royal Society". London: Royal Society. Geargiveer vanaf die oorspronklike op 16 Maart 2015.
16. "Henry Draper Medal". National Academy of Sciences. Besoek op 19 Februarie 2011.