Πίτερ Ζέεμαν

Ο Πίτερ Ζέεμαν (Pieter Zeeman, 25 Μαΐου 1865 – 9 Οκτωβρίου 1943) ήταν Ολλανδός φυσικός που μοιράσθηκε το Βραβείο Νόμπελ Φυσικής του 1902 με τον Λόρεντς για την ανακάλυψη αυτού που είναι γνωστό πλέον ως «Φαινόμενο Ζέεμαν».

 Ο Πίτερ Ζέεμαν γεννήθηκε στο Zonnemaire, μια κωμόπολη στο νησί Σχάουβεν-Ντάουφελαντ της Ολλανδίας. Γονείς του ήταν ο πάστορας Catharinus Forandinus Zeeman και η Willemina Worst. Από την παιδική του ηλικία ο Πίτερ ενδιαφερόταν ήδη για τη Φυσική. Το 1883 το Βόρειο Σέλας ήταν ορατό στην περιοχή τους. Ο Ζέεμαν, τότε μαθητής γυμνασίου στο Zierikzee, σχεδίασε και περιέγραψε το φαινόμενο και υπέβαλε τις σημειώσεις αυτές στο περιοδικό Nature, το οποίο τις δημοσίευσε. Ο συντάκτης του περιοδικού επαίνεσε «τις προσεκτικές παρατηρήσεις του Καθηγητού Zeeman από το αστεροσκοπείο του στο Zonnemaire», λόγια που θα πρέπει να ευχαρίστησαν πολύ τον μαθητή γυμνασίου. Μετά την αποφοίτησή του από το σχολείο το ίδιο έτος (1883), πήγε στο Ντελφτ για επιπλέον μαθήματα στις κλασικές γλώσσες, την εποχή εκείνη προαπαιτούμενο για την εισαγωγή στο Πανεπιστήμιο. Τότε έμεινε στο σπίτι του Δρα. J.W. Lely, υποδιευθυντή του γυμνασίου και αδελφού τού Cornelis Lely, υπεύθυνου για τη σχεδίαση και την υλοποίηση των έργων του Ζέιντερζεε. Κατά την παραμονή του στο Ντελφτ, ο Ζέεμαν συνάντησε για πρώτη φορά και τον Χάικε Κάμερλιν Ονες, που θα γινόταν αργότερα ο επιβλέπων τη διδακτορική του διατριβή. Αφού ο Ζέεμαν πέρασε τις εισαγωγικές εξετάσεις, ξεκίνησε το 1885 σπουδές Φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Λέιντεν, όπου είχε δασκάλους τους Όνες και Λόρεντς. Το 1890, πριν ακόμα ολοκληρώσει το διδακτορικό του στο ίδιο πανεπιστήμιο, έγινε βοηθός του Λόρεντς. Αυτό του επέτρεψε να συμμετάσχει σε ένα ερευνητικό πρόγραμμα για το Μαγνητοοπτικό φαινόμενο Kerr. Το 1893 υπέβαλε τη διδακτορική διατριβή του, που ήταν αφιερωμένη στο φαινόμενο Kerr, σχετικά με την ανάκλαση πολωμένου φωτός από μαγνητισμένη επιφάνεια. Μετά την απόκτηση του διδακτορικού του, ο Ζέεμαν πέρασε μισό έτος στο «Ινστιτούτο Friedrich Kohlrausch» στο Στρασβούργο. Το 1895, όταν επέστρεψε από το Στρασβούργο, νυμφεύθηκε τη Johanna Elisabeth Lebret (1873 – 1962), με την οποία απέκτησαν 4 παιδιά (τρεις κόρες και ένα γιο). Το 1896 ανακάλυψε αυτό που σήμερα είναι γνωστό πλέον ως «Φαινόμενο Ζέεμαν». Ως επέκταση της έρευνας για το διδακτορικό του, άρχισε να ερευνά την επίδραση των μαγνητικών πεδίων πάνω σε μία πηγή φωτός. Βρήκε ότι μια φασματική γραμμή διαχωρίζεται σε αρκετές συνιστώσες, όταν υπάρχει μαγνητικό πεδίο στην περιοχή όπου παράγεται το φως. Ο Λόρεντς πληροφορήθηκε την ανακάλυψη του Ζέεμαν το Σάββατο 31 Οκτωβρίου 1896 στη συνάντηση της Βασιλικής Ακαδημίας Τεχνών και Επιστημών της Ολλανδίας στο Άμστερνταμ, όπου αυτά τα αποτελέσματα ανακοινώθηκαν από τον Όνες. Την επόμενη Δευτέρα ο Λόρεντς φώναξε τον Ζέεμαν στο γραφείο του και του παρουσίασε μια εξήγηση των παρατηρήσεών του βασισμένη πάνω στη θεωρία του Λόρεντς για την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Η σημασία που είχε η ανακάλυψη του Ζέεμαν φάνηκε γρήγορα. Επιβεβαίωσε την πρόβλεψη του Λόρεντς σχετικά με την πόλωση του φωτός που εκπέμπεται υπό την παρουσία μαγνητικού πεδίου. Εξαιτίας των παρατηρήσεων του Ζέεμαν φάνηκε ότι τα ταλαντούμενα σωματίδια (που κατά τον Λόρεντς ήταν η πηγή της εκπομπής του φωτός) ήταν αρνητικά φορτισμένα και χίλιες φορές ελαφρότερα από το άτομο του υδρογόνου. Αυτό το συμπέρασμα εξάχθηκε περίπου ένα χρόνο πριν την ανακάλυψη του ηλεκτρονίου από τον Τόμσον. Το Φαινόμενο Ζέεμαν έγινε έτσι ένα σημαντικό εργαλείο για τη διευκρίνιση της δομής του ατόμου. Εξαιτίας της ανακαλύψεώς του, ο Ζέεμαν διορίσθηκε λέκτορας στο Άμστερνταμ το 1897 και το 1900 ακολούθησε η προαγωγή του σε καθηγητή της Φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Άμστερνταμ. Το 1902 του απονεμήθηκε το Βραβείο Νόμπελ Φυσικής για την ανακάλυψη του Φαινομένου Ζέεμαν, από κοινού με τον Λόρεντς. 5 χρόνια αργότερα, το 1908, διαδέχθηκε τον Γιοχάννες φαν Ντερ Βάαλς ως καθηγητής πρώτης βαθμίδας και διευθυντής του Ινστιτούτου Φυσικής στο Άμστερνταμ. Το 1923 κατασκευάσθηκε ένα νέο εργαστήριο στην πόλη, που το 1940 μετονομάσθηκε σε «Εργαστήριο Ζέεμαν». Αυτές οι νέες εγκαταστάσεις επέτρεψαν στον Ζέεμαν να διερευνήσει λεπτομερέστερα το φαινόμενο, που πλέον έφερε το όνομά του. Σε όλη τη σταδιοδρομία του παρέμεινε ενεργός στην έρευνα της μαγνητοοπτικής. Επίσης μελέτησε τη διάδοση του φωτός σε κινούμενα μέσα. Αυτό το θέμα είχε καταστεί αντικείμενο πολλών ερευνών εξαιτίας της Ειδικής Θεωρίας της Σχετικότητας και ενδιέφερε έντονα τους Λόρεντς και Αϊνστάιν. Στα τελευταία χρόνια του, ο Ζέεμαν ενδιαφέρθηκε και για τη Φασματομετρία μάζας. Το 1898 ο Ζέεμαν είχε εκλεγεί μέλος της Βασιλικής Ακαδημίας Τεχνών και Επιστημών της Ολλανδίας και χρημάτισε γραμματέας της από το 1912 ως το 1920. Τιμήθηκε με αρκετά μετάλλια και διακρίσεις. Ανακηρύχθηκε ομότιμος καθηγητής το 1935. Ο Ζέεμαν πέθανε στο Άμστερνταμ σε ηλικία 78 ετών και τάφηκε στο Χάαρλεμ. Βραβεία Βραβείο Νόμπελ Φυσικής (1902) Μετάλλιο Matteucci (1912) Μετάλλιο Henry Draper (1921) Μετάλλιο Rumford (1922)Ονομάσθηκαν προς τιμή του Ο αστεροειδής 29212 Ζέεμαν (29212 Zeeman), που ανακαλύφθηκε το 1991. Ο αρκετά μεγάλος κρατήρας Ζέεμαν (Zeeman) στο νότιο ημισφαίριο της Σελήνης. Zeeman, Pieter (February 1897). «The Effect of Magnetisation on the Nature of Light Emitted by a Substance». Nature 55: 347. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 2007-07-04. https://web.archive.org/web/20070704225200/http://dbhs.wvusd.k12.ca.us/webdocs/Chem-History/Zeeman-effect.html. Ανακτήθηκε στις 2007-12-18. Lodge, Oliver (February 11, 1897). «The Influence of a Magnetic Field on Radiation Frequency». Proceedings of the Royal Society of London 60: 513-514. http://links.jstor.org/sici?sici=0370-1662%281896%2F1897%2960%3C513%3ATIOAMF%3E2.0.CO%3B2-C. Larmor, J (February 11, 1897). «The Influence of a Magnetic Field on Radiation Frequency». Proceedings of the Royal Society of London 60: 514-515. http://links.jstor.org/sici?sici=0370-1662%281896%2F1897%2960%3C514%3ATIOAMF%3E2.0.CO%3B2-B. 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. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 2009-05-19. https://web.archive.org/web/20090519003222/http://www.historyofscience.nl/search/detail.cfm?pubid=1708&view=image&startrow=1. Ανακτήθηκε στις 2007-12-18. 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. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 2009-05-19. https://web.archive.org/web/20090519003227/http://www.historyofscience.nl/search/detail.cfm?pubid=1847&view=image&startrow=1. Ανακτήθηκε στις 2007-12-18. Φαινόμενο Ζέεμαν Ατομική Θεωρία Μοντέλο Bohr-Sommerfeld Φασματοσκοπία Paul Forman: Alfred Landé and the anomalous Zeeman Effect, 1919-1921, Ιστορικές Μελέτες στις Φυσικές Επιστήμες, τ. 2, 1970, σσ. 153-261. Kox, AJ (May 1997). «The discovery of the electron: II. The Zeeman effect». Eur. J. Phys. 18 (3): 139-144. doi:10.1088/0143-0807/18/3/003. Spencer, J. Brookes (1970). «On the Varieties of Nineteenth-Century Magneto-Optical Discovery». Isis 61: 34-51. doi:10.1086/350577. http://links.jstor.org/sici?sici=0021-1753%28197021%2961%3A1%3C34%3AOTVONM%3E2.0.CO%3B2-N. Rayleigh (1944). «Pieter Zeeman. 1865-1943». Obituary Notices of Fellows of the Royal Society 4 (13): 591-595. http://links.jstor.org/sici?sici=1479-571X%28194411%294%3A13%3C591%3APZ1%3E2.0.CO%3B2-B. Albert van Helden: Pieter Zeeman 1865 – 1943 (στο A History of Science in The Netherlands. Survey, Themes and Reference, Leiden: Brill, 1999) σσ. 606-608. Βιογραφία Αρχειοθετήθηκε 2004-08-30 στο Wayback Machine. στο Nobel e-museum και η «διάλεξη Νόμπελ». Μουσείο Boerhaave Negen Nederlandse Nobelprijswinnaars P.F.A. Klinkenberg: Zeeman, Pieter (1865-1943), στο Biografisch Woordenboek van Nederland. Βιογραφία Αρχειοθετήθηκε 2012-02-05 στο Wayback Machine. στον ιστοτόπο της Εθνικής Βιβλιοθήκης της Ολλανδίας. Anne J. Kox: Wetenschappelijke feiten en postmoderne fictie in de wetenschapsgeschiedenis (1999). Pim de Bie: prof.dr. P. Zeeman, Zonnemaire 25 mei 1865 - Amsterdam 9 oktober 1943 Ο τάφος του Pieter Zeeman. Pieter Zeeman, Bijzondere collecties Leiden. Φωτογραφία και συνοπτικές πληροφορίες