По моему мнению, количественные исследования, то есть установление связей между измерениями явлений, должны занимать первое место в экспериментальной практике физики. Посредством измерения к знанию [door meten tot weten] я хотел бы написать как девиз над входом в каждую физическую лабораторию.
Профессор Heike Kamerlingh Onnes был голландским физиком и лауреатом Нобелевской премии. Он использовал цикл Хэмпсона–Линде для исследования поведения материалов при охлаждении до температур, близких к абсолютному нулю, а позже впервые сжижил гелий в 1908 году. Он также открыл сверхпроводимость в 1911 году.
Биография
Ранние годы
Kamerlingh Onnes родился в Groningen, Netherlands. Его отец, Harm Kamerlingh Onnes, был владельцем кирпичного завода. Его мать была Anna Gerdina Coers из Arnhem.
В 1870 году Kamerlingh Onnes поступил в Университет Groningen. С 1871 по 1873 год он учился у Robert Bunsen и Gustav Kirchhoff в Университете Heidelberg. Снова в Groningen он получил степень магистра в 1878 году и докторскую степень в 1879 году. Его диссертация была «Nieuwe bewijzen voor de aswenteling der aarde» (Новые доказательства вращения Земли). С 1878 по 1882 год он был ассистентом Johannes Bosscha, директора Политехникума Delft, в качестве лектора которого он работал в 1881 и 1882 годах.
Семья
Он был женат на Maria Adriana Wilhelmina Elisabeth Bijleveld (брак в 1887 году) и имел одного ребенка по имени Albert. Его брат Menso Kamerlingh Onnes (1860–1925) был известным художником и отцом другого художника, Harm Kamerlingh Onnes, а его сестра Jenny вышла замуж за известного художника Floris Verster (1861–1927).
Университет Leiden
С 1882 по 1923 год Kamerlingh Onnes работал профессором экспериментальной физики в Университете Leiden. В 1904 году он основал очень большую криогенную лабораторию и пригласил других исследователей в это место, что сделало его высоко уважаемым в научном сообществе. Лаборатория известна сейчас как Лаборатория Kamerlingh Onnes. Уже через год после своего назначения профессором он стал членом Королевской академии искусств и наук Нидерландов.
Сжижение гелия
10 июля 1908 года он впервые сжижил гелий, используя несколько этапов предварительного охлаждения и цикл Хэмпсона–Линде, основанный на эффекте Джоуля–Томсона. Таким образом он снизил температуру до точки кипения гелия −269 °C, 4,2 K. Путем снижения давления жидкого гелия он достигнул температуры около 1,5 K. Это были самые низкие температуры, достигнутые на Земле в то время. Используемое оборудование хранится в Музее Boerhaave в Leiden.
Сверхпроводимость
В 1911 году Kamerlingh Onnes измерил электропроводность чистых металлов ртути, а позже олова и свинца при очень низких температурах. Некоторые ученые, такие как William Thomson Lord Kelvin, считали, что электроны, текущие через проводник, полностью остановятся или, другими словами, удельное сопротивление металла станет бесконечно большим при абсолютном нуле. Другие, включая Kamerlingh Onnes, считали, что электрическое сопротивление проводника будет постепенно уменьшаться и упадет до нуля. Augustus Matthiessen сказал, что при снижении температуры проводимость металла обычно улучшается, или другими словами, удельное сопротивление обычно уменьшается при снижении температуры.
8 апреля 1911 года Kamerlingh Onnes обнаружил, что при 4,2 K сопротивление в твердой проволоке из ртути, погруженной в жидкий гелий, внезапно исчезло. Он немедленно осознал значимость открытия, что стало ясно, когда его записная книжка была расшифрована век спустя. Он сообщил, что «Ртуть перешла в новое состояние, которое из-за его чрезвычайных электрических свойств можно назвать сверхпроводящим состоянием». Он опубликовал больше статей о этом явлении, первоначально называя его «сверхпроводимостью» и только позже приняв термин «сверхпроводимость».
Kamerlingh Onnes получил широкое признание за свою работу, включая Нобелевскую премию по физике 1913 года за «исследования свойств материи при низких температурах, которые привели, в частности, к производству жидкого гелия».
Наследие
Некоторые из приборов, которые он разработал для своих экспериментов, можно увидеть в Музее Boerhaave в Leiden. Аппарат, который он использовал для первого сжижения гелия, выставлен в вестибюле отделения физики Университета Leiden, где лаборатория низких температур также названа в его честь. Его студент и преемник в качестве директора лаборатории Willem Hendrik Keesom был первым человеком, который смог затвердить гелий в 1926 году. Бывшее здание лаборатории Kamerlingh Onnes в настоящее время является факультетом права Университета Leiden и известно как «Kamerlingh Onnes Gebouw» (Здание Kamerlingh Onnes), часто сокращаемое до «KOG». Нынешний факультет естественных наук имеет «Kamerlingh Onnes Laboratorium», названный в его честь, а также табличку и несколько машин, использованных Kamerling Onnes в главном зале отделения физики.
Премия Kamerlingh Onnes была установлена в его честь, признавая дальнейшие достижения в науке о низких температурах.
Эффект Onnes, относящийся к ползучести сверхтекучего гелия, назван в его честь.
Кратер Kamerlingh Onnes на Луне назван в его честь.
Onnes также приписывается введение термина «энтальпия».
Открытие Onnes сверхпроводимости было названо вехой IEEE в 2011 году.
Награды и признание
- Медаль Matteucci 1910
- Медаль Rumford 1912
- Нобелевская премия по физике 1913
- Медаль Franklin 1915
Избранные публикации
- Kamerlingh Onnes, H., "Nieuwe bewijzen voor de aswenteling der aarde." Ph.D. dissertation. Groningen, Netherlands, 1879.
- Kamerlingh Onnes, H., "Algemeene theorie der vloeistoffen." Amsterdam Akad. Verhandl; 21, 1881.
- Kamerlingh Onnes, H., "On the Cryogenic Laboratory at Leyden and on the Production of Very Low Temperature." Comm. Phys. Lab. Univ. Leiden; 14, 1894.
- Kamerlingh Onnes, H., "Théorie générale de l'état fluide." Haarlem Arch. Neerl.; 30, 1896.
- Kamerlingh Onnes, H., "Further experiments with liquid helium. C. On the change of electric resistance of pure metals at very low temperatures, etc. IV. The resistance of pure mercury at helium temperatures." Comm. Phys. Lab. Univ. Leiden; No. 120b, 1911.
- Kamerlingh Onnes, H., "Further experiments with liquid helium. D. On the change of electric resistance of pure metals at very low temperatures, etc. V. The disappearance of the resistance of mercury." Comm. Phys. Lab. Univ. Leiden; No. 122b, 1911.
- Kamerlingh Onnes, H., "Further experiments with liquid helium. G. On the electrical resistance of pure metals, etc. VI. On the sudden change in the rate at which the resistance of mercury disappears." Comm. Phys. Lab. Univ. Leiden; No. 124c, 1911.
- Kamerlingh Onnes, H., "On the Lowest Temperature Yet Obtained." Comm. Phys. Lab. Univ. Leiden; No. 159, 1922.
