Pieter Zeeman
gigatos | december 24, 2021
Samenvatting
Pieter Zeeman (25 mei 1865 – 9 oktober 1943) was een Nederlands natuurkundige die in 1902 samen met Hendrik Lorentz de Nobelprijs voor Natuurkunde kreeg voor zijn ontdekking van het Zeeman-effect.
Pieter Zeeman werd geboren in Zonnemaire, een klein stadje op het eiland Schouwen-Duiveland, Nederland, als zoon van ds. Catharinus Forandinus Zeeman, een predikant van de Nederlandse Hervormde Kerk, en zijn vrouw, Willemina Worst.
Pieter raakte al op jonge leeftijd geïnteresseerd in natuurkunde. In 1883 was in Nederland toevallig het noorderlicht te zien. Zeeman, toen leerling aan de middelbare school in Zierikzee, maakte een tekening en een beschrijving van het verschijnsel en stuurde die naar Nature, waar het gepubliceerd werd. De redacteur prees “de zorgvuldige waarnemingen van Professor Zeeman vanuit zijn observatorium in Zonnemaire”.
Na de middelbare school in 1883 ging Zeeman naar Delft voor aanvullend onderwijs in de klassieke talen, destijds een vereiste voor toelating tot de universiteit. Hij verbleef ten huize van dr. J.W. Lely, mede-directeur van het gymnasium en broer van Cornelis Lely, die verantwoordelijk was voor het concept en de realisatie van de Zuiderzeewerken. In Delft ontmoette hij voor het eerst Heike Kamerlingh Onnes, die zijn scriptie-adviseur zou worden.
Nadat Zeeman in 1885 was geslaagd voor het eindexamen, studeerde hij natuurkunde aan de Universiteit van Leiden bij Kamerlingh Onnes en Hendrik Lorentz. In 1890, nog voordat hij zijn proefschrift had voltooid, werd hij Lorentz” assistent. Dit stelde hem in staat deel te nemen aan een onderzoeksprogramma naar het Kerr-effect. In 1893 diende hij zijn proefschrift in over het Kerr-effect, de weerkaatsing van gepolariseerd licht op een gemagnetiseerd oppervlak. Na het behalen van zijn doctoraat ging hij voor een half jaar naar het instituut van Friedrich Kohlrausch in Straatsburg. In 1895, na zijn terugkeer uit Straatsburg, werd Zeeman Privatdozent in de wis- en natuurkunde in Leiden. In datzelfde jaar trouwde hij met Johanna Elisabeth Lebret (zij kregen drie dochters en een zoon.
In 1896, kort voordat hij van Leiden naar Amsterdam verhuisde, mat hij de splitsing van spectraallijnen door een sterk magnetisch veld, een ontdekking die nu bekend staat als het Zeeman-effect, waarvoor hij de Nobelprijs voor Natuurkunde 1902 won. Dit onderzoek betrof een onderzoek naar het effect van magnetische velden op een lichtbron. Hij ontdekte dat een spectraallijn in de aanwezigheid van een magnetisch veld in verschillende componenten wordt gesplitst. Lorentz hoorde voor het eerst over Zeeman”s waarnemingen op zaterdag 31 oktober 1896 op de vergadering van de Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen in Amsterdam, waar deze resultaten werden medegedeeld door Kamerlingh Onnes. De maandag daarop riep Lorentz Zeeman in zijn kantoor en legde hem een verklaring voor van zijn waarnemingen, gebaseerd op Lorentz” theorie van elektromagnetische straling.
Het belang van Zeeman”s ontdekking werd snel duidelijk. Het bevestigde Lorentz” voorspelling over de polarisatie van licht dat wordt uitgezonden in de aanwezigheid van een magnetisch veld. Dankzij het werk van Zeeman werd het duidelijk dat de oscillerende deeltjes die volgens Lorentz de bron waren van lichtuitstraling negatief geladen waren, en duizend maal lichter waren dan het waterstofatoom. Deze conclusie werd getrokken lang vóór de ontdekking van het elektron door J.J. Thomson. Het Zeeman effect werd dus een belangrijk instrument om de structuur van het atoom op te helderen.
Kort na zijn ontdekking kreeg Zeeman een aanstelling als docent in Amsterdam aangeboden, waar hij in de herfst van 1896 begon te werken. In 1900 volgde zijn bevordering tot hoogleraar in de natuurkunde aan de Universiteit van Amsterdam. In 1902 ontving hij, samen met zijn vroegere mentor Lorentz, de Nobelprijs voor Natuurkunde voor de ontdekking van het Zeeman-effect. Vijf jaar later, in 1908, volgde hij Van der Waals op als hoogleraar en directeur van het Natuurkundig Instituut in Amsterdam.
In 1918 publiceerde hij “Enige experimenten betreffende de gravitatie: De verhouding van massa en gewicht voor kristallen en radioactieve stoffen” in de Proceedings van de Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen, waarin hij experimenteel het equivalentieprincipe met betrekking tot gravitatie- en traagheidsmassa bevestigde.
Een nieuw laboratorium dat in 1923 in Amsterdam werd gebouwd, werd in 1940 omgedoopt tot het Zeeman Laboratorium. Deze nieuwe faciliteit stelde Zeeman in staat verfijnd onderzoek te doen naar het Zeeman-effect. Gedurende de rest van zijn carrière bleef hij geïnteresseerd in onderzoek op het gebied van magneto-optica. Hij onderzocht ook de voortplanting van licht in bewegende media. Dit onderwerp kreeg een hernieuwde belangstelling vanwege de speciale relativiteit, en genoot grote belangstelling van Lorentz en Einstein. Later in zijn carrière raakte hij geïnteresseerd in massaspectrometrie.
In 1898 werd Zeeman verkozen tot lid van de Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen in Amsterdam, waarvan hij van 1912 tot 1920 secretaris was. Hij ontving de Henry Draper Medaille in 1921, en verscheidene andere onderscheidingen en eredoctoraten. Zeeman werd in 1921 verkozen tot buitenlands lid van de Royal Society (ForMemRS). In 1935 ging hij als hoogleraar met pensioen.
Zeeman overleed op 9 oktober 1943 in Amsterdam, en werd begraven in Haarlem.
Zeeman ontving de volgende onderscheidingen voor zijn bijdragen.
De krater Zeeman op de maan is naar hem genoemd.
Bronnen
