Хайке Камерлинг-Оннес

Хайке Камерлинг-Оннес
Камерлинг-Оннес в 1913 году
Рожденный	Хайке Камерлинг-Оннес ( 1853-09-21 ) 21 сентября 1853 г. Гронинген , Нидерланды
Умер	21 февраля 1926 г. ( 1926-02-21 ) (72 года) Лейден , Нидерланды
Альма-матер	Гейдельбергский университет Университет Гронингена
Известный	Жидкий гелий Эффект Оннеса Сверхпроводимость Вириальное уравнение состояния Введение термина « энтальпия ». Премия Камерлинг-Оннеса
Награды	Медаль Маттеуччи (1910 г.) Медаль Румфорда (1912 г.) Нобелевская премия по физике (1913 г.) Медаль Франклина (1915 г.)
Научная карьера
Поля	Физика
Учреждения	Лейденский университет Делфтский политехнический институт
Докторантура	Рудольф Адриан Меес
Другие научные консультанты	Роберт Бунзен Густав Кирхгоф Йоханнес Босша
Докторанты	Джейкоб Клэй Странствуй заяц Жиль Холст Йоханнес Куэнен Питер Зееман

Хайке Камерлинг-Оннес (англ. Голландское произношение: [ˈɦɛikə ˈkaːmərlɪŋ ˈɔnəs] ; 21 сентября 1853 — 21 февраля 1926) — голландский физик , лауреат Нобелевской премии . Он использовал цикл Хэмпсона-Линде, чтобы исследовать, как ведут себя материалы при охлаждении почти до абсолютного нуля , а затем сжижал гелий впервые в 1908 году. Он также открыл сверхпроводимость в 1911 году.

Биография

Ранние годы

Камерлинг-Оннес родился в Гронингене , Нидерланды. Его отец, Харм Камерлинг-Оннес, был владельцем кирпичного завода. Его матерью была Анна Гердина Коерс из Арнема .

В 1870 году Камерлинг-Оннес поступил в Гронингенский университет . Он учился у Роберта Бунзена и Густава Кирхгофа в Гейдельбергском университете с 1871 по 1873 год. Снова в Гронингене он получил степень магистра в 1878 году и докторскую степень в 1879 году. Его диссертация была Nieuwe bewijzen voor de aswenteling der aarde ( tr . Новые доказательства). вращения Земли). Его докторская диссертация была посвящена маятнику Фуко . С 1878 по 1882 год он был ассистентом Иоганна Босши , директора Делфтского политехнического института , которого он замещал на посту лектора в 1881 и 1882 годах.

Семья

Он был женат на Марии Адриане Вильгельмине Элизабет Биджлевелд (м. 1887) и имел одного ребенка по имени Альберт. Его брат Менсо Камерлинг-Оннес (1860–1925) был художником (и отцом другого художника, Харма Камерлинг-Оннеса ), а его сестра Дженни вышла замуж за другого художника, Флориса Верстера (1861–1927).

Лейденский университет

С 1882 по 1923 год Камерлинг-Оннес занимал должность профессора экспериментальной физики в Лейденском университете . В 1904 году он основал очень большую криогенную лабораторию и пригласил сюда других исследователей, что принесло ему большое уважение в научном сообществе. Лаборатория теперь известна как Лаборатория Камерлинг-Оннес. Всего через год после назначения на должность профессора он стал членом Королевской Нидерландской академии искусств и наук .

Сжижение гелия

Мемориальная доска в Лейдене

10 июля 1908 года он первым сжижал гелий , используя несколько стадий предварительного охлаждения и цикл Хэмпсона-Линде, основанный на эффекте Джоуля-Томсона . Таким образом он понизил температуру до точки кипения гелия (-269 ° C, 4,2 К). Уменьшив давление жидкого гелия, он достиг температуры около 1,5 К. Это были самые низкие температуры, достигнутые на Земле в то время. Используемое оборудование находится в Музее Бурхааве в Лейдене .

Для дальнейших исследований в области низких температур ему понадобилось большое количество гелия. Его он получил в 1911 году от Вельсбаха компании , которая перерабатывала торианит для производства тория для газовых мантий . Гелий производится как побочный продукт. Раньше Оннес получал гелий в результате переработки монацита , а Оннес использовал обработанный монацит (который все еще содержал торий) для обмена на гелий. На Земле гелий обычно встречается вместе с радиоактивными материалами, поскольку является продуктом радиоактивного распада.

Сверхпроводимость

В 1911 году Камерлинг-Оннес измерил электропроводность чистых металлов ( ртути , а позже олова и свинца ) при очень низких температурах. Некоторые ученые, такие как Уильям Томсон (лорд Кельвин), считали, что электроны, текущие через проводник , полностью остановятся или, другими словами, удельное сопротивление металла станет бесконечно большим при абсолютном нуле. Другие, в том числе Камерлинг-Оннес, считали, что электрическое сопротивление проводника будет постепенно уменьшаться и упадет до нуля. Огастес Маттиссен сказал, что при понижении температуры проводимость металла обычно улучшается или, другими словами, электросопротивление обычно уменьшается с понижением температуры.

8 апреля 1911 года Камерлинг-Оннес обнаружил, что при температуре 4,2 К сопротивление твердой ртутной проволоки, погруженной в жидкий гелий, внезапно исчезает. Он сразу осознал значение открытия (что стало ясно, когда столетие спустя была расшифрована его записная книжка). Он сообщил, что «Ртуть перешла в новое состояние, которое благодаря своим необычайным электрическим свойствам можно назвать сверхпроводящим состоянием». Он опубликовал больше статей об этом явлении, первоначально назвав его «сверхпроводимостью» и лишь позже приняв термин «сверхпроводимость».

Камерлинг-Оннес получил широкое признание за свою работу, в том числе Нобелевскую премию по физике 1913 года за (по словам комитета) «его исследования свойств материи при низких температурах, которые привели, среди прочего , к образованию жидкого гелия».

Наследие

Могила Камерлинг-Оннеса в Ворсхотене

Некоторые из инструментов, которые Камерлинг-Оннес разработал для своих экспериментов, можно увидеть в музее Бурхааве в Лейдене . Аппарат, с помощью которого он впервые сжижал гелий, выставлен в вестибюле физического факультета Лейденского университета , где в его честь также названа низкотемпературная лаборатория. Его ученик и преемник на посту директора лаборатории Виллем Хендрик Кесом был первым человеком, который смог затвердеть гелий в 1926 году. В бывшем здании лаборатории Камерлинг-Оннес в настоящее время находится юридический факультет Лейденского университета и известно как «Камерлинг-Оннес-Гебау» ( Здание Камерлинг-Оннес), часто сокращаемое до «KOG». На нынешнем научном факультете есть «Лаборатория Камерлинг-Оннеса», названная в его честь, а также мемориальная доска и несколько машин, которыми пользовался Камерлинг-Оннес, в главном зале физического факультета.

Премия Камерлинг-Оннеса (1948 г.) и Премия Камерлинг-Оннеса (2000 г.) были учреждены в его честь в знак признания дальнейших достижений в области низкотемпературной науки.

эффект Оннеса , связанный с ползучестью сверхтекучего В его честь назван гелия.

Его именем назван кратер Камерлинг-Оннес на Луне.

Оннесу также приписывают создание слова « энтальпия ».

Открытие Оннесом сверхпроводимости было названо вехой IEEE в 2011 году.

Почести и награды

• Медаль Маттеуччи (1910 г.)
• Медаль Румфорда (1912 г.)
• Нобелевская премия по физике (1913 г.)
• Избранный член Американского философского общества (1914).
• Медаль Франклина (1915 г.)
• США Избранный член Национальной академии наук (1920).

Избранные публикации

• Камерлинг-Оннес, Х., «Новые доказательства вращения земной оси». доктор философии диссертация. Гронинген, Нидерланды, 1879 г.
• Камерлинг-Оннес, Х., «Общая теория жидкостей». Амстердам Акад. Верхандль ; 21, 1881.
• Камерлинг-Оннес, Х., «О криогенной лаборатории в Лейдене и производстве продуктов очень низкой температуры». Комм. Физ. Лаб. унив. Лейден ; 14, 1894.
• Камерлинг-Оннес, Х., «Общая теория жидкого состояния». Харлемская арка. Неерл. ; 30, 1896.
• Камерлинг-Оннес, Х., «Дальнейшие эксперименты с жидким гелием. C. Об изменении электрического сопротивления чистых металлов при очень низких температурах и т. д. IV. Сопротивление чистой ртути при гелиевых температурах». Комм. Физ. Лаб. унив. Лейден ; № 120б, 1911 г.
• Камерлинг-Оннес, Х., «Дальнейшие эксперименты с жидким гелием. Д. Об изменении электрического сопротивления чистых металлов при очень низких температурах и т. д. V. Исчезновение сопротивления ртути». Комм. Физ. Лаб. унив. Лейден ; № 122б, 1911 г.
• Камерлинг-Оннес, Х., «Дальнейшие эксперименты с жидким гелием. Г. Об электрическом сопротивлении чистых металлов и т. д. VI. О внезапном изменении скорости исчезновения сопротивления ртути». Комм. Физ. Лаб. унив. Лейден ; № 124в, 1911 г.
• Камерлинг-Оннес, Х., «О самой низкой из когда-либо достигнутых температур». Комм. Физ. Лаб. унив. Лейден ; № 159, 1922 г.

См. также

• Хронология низкотемпературных технологий
• Хронология состояний вещества и фазовых переходов
• Самая низкая температура достигнута на Земле
• Список лауреатов Нобелевской премии
• История сверхпроводимости

Дальнейшее чтение

• де Брюин Уботер, Рудольф (март 1997 г.). «Открытие сверхпроводимости Хайке Камерлинг-Оннесом». Научный американец . 276 (3): 98–103. Стартовый код : 1997SciAm.276c..98D . doi : 10.1038/scientificamerican0397-98 .
• Лазеке, Арно (май – июнь 2002 г.). «Через измерение к знаниям: первая лекция Хайке Камерлинг-Оннеса (1882 г.)» (PDF) . Журнал исследований Национального института стандартов и технологий . 107 (3): 261–277. дои : 10.6028/jres.107.021 . ПМЦ   4861352 . ПМИД   27446730 . Архивировано из оригинала (PDF) 2 октября 2006 года . Проверено 2 октября 2006 г.
• Рейф-Ачерман, Симон (июнь 2004 г.). «Хайке Камерлинг-Оннес: мастер экспериментальной техники и количественных исследований». Физика в перспективе . 6 (2): 197–223. Бибкод : 2004PhP.....6..197R . дои : 10.1007/s00016-003-0193-8 . S2CID   123292956 .
• Ван Делфт, Д. Физика замерзания: Хайке Камерлинг-Оннес и поиски холода
• Левельт-Сенгерс, Дж. М. Х. , Как жидкости смешиваются: открытия школы Ван дер Ваальса и Камерлинг-Оннеса . Амстердам, Королевская академия искусств и наук Нидерландов, 2002 г. ISBN   90-6984-357-9 .
• Камерлинг-Оннес, Хайке (Гавроглу, Костас. [ред.] и Гударулис, Йоргос [ред.]) Через измерение к знанию: избранные статьи Хейке Камерлинг-Оннеса (1853–1926) . Дордрехт, Бостон, издательство Kluwer Academic Publishers, 1991 г. Гударулис, Йоргос. ISBN   0-7923-0825-5
• Международный институт холода (Первая международная комиссия), Rapports et communication issus du Laboratoire Kamerlingh Onnes . Международный конгресс по холодильному оборудованию (7-й; 1936; Ла-Хож), Амстердам, 1936.

Внешние ссылки

• Хайке Камерлинг-Оннес на Nobelprize.org
  • включая Нобелевскую лекцию 11 декабря 1913 г. «Исследования свойств веществ при низких температурах, которые привели, среди прочего, к получению жидкого гелия».
• О Хайке Камерлинг-Оннесе , Nobel-winners.com.
• Дж. ван ден Гендель, Камерлинг-Оннес, Хайке (1853–1926) , в Биографическом словаре Нидерландов. ( На голландском языке ).
• Исторический веб-сайт Лейденского университета
• Переписка с Джеймсом Дьюаром , главным конкурентом в гонке за жидким гелием.
• Сообщения лаборатории Камерлинг-Оннеса (1885–1898).
• доктор философии студенты Камерлинг-Оннеса (1885-1924).