Зееман, Питер
gigatos | 27 ноября, 2021
Суммури
Питер Зееман (Зоннемайр, 25 мая 1865 — Амстердам, 9 октября 1943) — голландский физик, лауреат Нобелевской премии.
Зееман родился в зеландской деревне Зоннемайр, сын реформированного священника Катаринуса Форандинуса Зеемана (1828-1906) и Вильгельмины Ворст. После одноклассной деревенской школы отец обучил его базовым знаниям французского языка, и он смог посещать hogereburgerschool (HBS) в Зирикзее (сейчас входит в группу школ Понтес). Во время работы в ГБС он наблюдал особенно яркую аврору бореалис, которую можно было увидеть в Северной Европе в ноябре 1882 года. Зееман поделился своим наблюдением с преподавателем физики из Гронингена Х.Я.Х. Гронеманом, который опубликовал статью и рисунок о нем в журнале Nature.
Поскольку HBS не давала прямого доступа к университету, а Зееман хотел изучать математику и физику, ему пришлось сначала провести год в дополнительном образовании в гимназии в Делфте. Его определили к заместителю директора школы Я.В. Лели (брату Корнелиса Лели), и он изучал латынь и греческий язык в качестве подготовки к вступительным экзаменам в университет.
Во время своего пребывания в Делфте Зееман вступил в контакт с Хайке Камерлинг Оннес, у которой он впоследствии будет учиться механике. В 1885 году он сдал вступительный экзамен и был принят в Государственный университет Лейдена в качестве студента Камерлингха Оннеса и Хендрика Лоренца. Камерлинг Оннес был особенно впечатлен пониманием Зееманом знаменитой книги Максвелла «Теория тепла». Еще до своего повышения Зееман был назначен ассистентом профессора Лоренца в 1890 году. В 1893 году он получил докторскую степень под руководством Камерлинг-Оннеса с диссертацией по магнитооптике: «Измерения явления Керра в полярных отражениях на железе, кобальте и никеле».
После получения докторской степени Зееман в течение шести месяцев работал в Страсбурге с Эмилем Коном в Институте Кольрауша, где проводил исследования по распространению электрических колебаний в жидкостях. После этого он работал частным преподавателем математики и физики в Лейденском университете, а в 1896 году был назначен преподавателем физики в Амстердамском университете.
В 1896 году, в продолжение своего докторского исследования ядерного эффекта, он начал изучать влияние магнитных полей на свет и обнаружил то, что сейчас известно как морской эффект, который он опубликовал в Nature и других важных журналах в 1897 году. Этот эффект связан с тем, что спектральные линии атома, излучающего свет из возбужденного состояния, расщепляются в присутствии сильного магнитного поля. Это одно из доказательств существования квантования в электронных орбиталях вокруг атома и, таким образом, одно из доказательств правильности квантовой механики, которая, кстати, была разработана Максом Планком и другими только с 1900 года. За несколько лет до этого он уже смог дать ответ на вопрос об этом ядерном эффекте на конкурсе, организованном Koninklijke Hollandsche Maatschappij der Wetenschappen, и получил золотую медаль в 1892 году.
Его открытие стало важным доказательством теории электромагнитного излучения Лоренца. Из результатов измерений Зеемана Лоренц не только сделал вывод, что частицы, ответственные за излучение света в атомах, имеют отрицательный заряд, но и смог определить соотношение между зарядом и массой частиц — коэффициент qm.
С этого момента Зееман и Лоренц вместе сосредоточили свои исследования на влиянии магнетизма на световые лучи. Зееман сам исследовал расщепление спектральных линий во многих различных веществах, записывая результаты в серии фотографий. Его работа в этой области имела огромное значение для всех дальнейших исследований структуры атомов.
В 1900 году Зееман был назначен экстраординарным профессором физики в Амстердамском университете. Приняв эту должность, он выступил с инаугурационной речью под названием «Экспериментальные исследования частей, меньших, чем атомы», в которой изложил последние исследования «важных строительных блоков нашего знания о природе» (электронов, открытых позже). В 1908 году, как преемник Ван дер Ваальса, он был назначен полным профессором и директором Физического института на острове Ротерсейланд в районе Плантаген.
Поскольку эта лаборатория уже не отвечала его требованиям, Амстердамский университет пообещал ему новую уже в 1914 году. Но из-за начала Первой мировой войны Зееману пришлось ждать до 1923 года, прежде чем он смог воспользоваться новой лабораторией «Physica» на Плантаже Мюйдерграхт. Тем временем Зееман работал в старой лаборатории над оптическим эффектом Доплера — эффектом, используемым в астрономии, чтобы больше узнать о движении звезд. Он также сосредоточился на распространении света в движущихся твердых телах.
В 1902 году он разделил с Хендриком Лоренцем Нобелевскую премию за открытие морского эффекта. Это произошло в результате экспериментов, проведенных американскими физиками Альбертом Майкельсоном и Эдвардом Морли. В день вручения премии, 10 декабря 1902 года, Зееман был болен. Поэтому Лоренцу пришлось объяснять исследования своего бывшего ученика шведскому королю и другим гостям. В 1912 году Зееман получил медаль Маттеуччи, а также медаль Генри Дрейпера (1921), медаль Румфорда и медаль Бенджамина Франклина (1925). До самой смерти он продолжал активно заниматься исследованиями распространения света в таких средах, как вода, кварц и кремень.
В 1932 году Зееман был назначен почетным членом Геттингенского университета в честь 350-летия Амстердамского университета и потому, что Геттингенский университет хотел отблагодарить Нидерланды за большой физический прогресс.
Зееман получил множество почетных докторских степеней, в том числе от университетов Оксфорда и Левена, и был назначен (почетным) членом многих научных обществ.
После выхода на пенсию в возрасте 70 лет Зееман был назначен командором ордена Голландского льва. В 1940 году, по случаю его 75-летия, лаборатория Physica в Амстердаме, построенная в 1923 году, была названа в его честь. После смерти 9 октября 1943 года его тело было предано земле в ходе простой церемонии на Общем кладбище в Харлеме, недалеко от того места, где похоронен Лоренц.
Источники
