Em 25/05: PIETER ZEEMAN
★25/05/1865 †09/10/1943
Por www.fisica.net
Físico holandês nascido em Zonnemaire, pequena vila da ilha de Schouwen, Zeeland, que observou o efeito dos campos magnéticos nas riscas espectrais dos átomos (1896) e, por essa descoberta ganhou o Prêmio Nobel da Física (1902), dividido com Hendrik Antoon Lorentz, efeito esse que se tornou conhecido como efeito de Zeeman.
Durante o século 19, conexões importantes entre eletricidade, magnetismo e luz foram esclarecidas por Hendrik Lorentz. Também ficou claro que diferentes substâncias emitem e absorvem luz com certos comprimentos de onda fixos. Cada substância possui um espectro característico de linhas. Em 1896, Pieter Zeeman estudou como a luz era afetada por campos magnéticos. Acontece que, sob a influência de um campo magnético, as linhas de um espectro se dividem em várias linhas. O fenômeno poderia ser explicado pela teoria do elétron formulada pelo mentor de Pieter Zeeman, Hendrik Lorentz.
Filho do clérigo Catharinus Forandinus Zeeman e sua esposa, née Wilhelmina Worst, foi educado em Zierikzee e, depois, estudou clássico em Delft por dois anos. Entrou para a Universidade de Leyden (1885) onde estudou mecânica com Kamerlingh Onnes e física experimental com Hendrik Lorentz. Foi nomeado (1890) assistente de Lorentz, onde integrou a equipe de pesquisas sobre o efeito Kerr. Obteve seu doutorado (1893), e foi para Instituto F. Kohlrausch, em Estrasburgo, onde trabalhou um semestre com E. Cohn.
Retornou a Leiden (1894) onde foi privaat-docent (1895-1897). Na Universidade de Leiden, orientado por seu professor Hendrick Lorentz, ele descobriu o efeito Zeeman, efeito do magnetismo sobre a luz, ou seja, quando um raio de luz de uma fonte colocada em um campo magnético é examinado espectroscopicamente, a linha espectral divide em vários componentes. Esta descoberta confirmou a teoria de Lorentz de radiação eletromagnética, e ajudou os físicos na investigação dos átomos, e os astrônomos na medição do campo magnético das estrelas e, por este feito, ambos dividiram o Nobel de Física (1902).
Nomeado (1900) foi professor de física da Universidade de Amsterdã (1900-1935), passando a dirigir o seu Instituto de Física (1908). Casado (1895) com Johanna Elisabeth Lebret, o casal tinha três filhas e um filho, quando ele morreu em Amsterdã.
Zeeman entrou na Leyden University em 1885 e tornou-se principalmente aluno de Kamerlingh Onnes (mecânica) e Lorentz (física experimental): este último iria mais tarde dividir o Prêmio Nobel com ele. Uma recompensa precoce veio em 1890, quando ele foi nomeado assistente de Lorentz, permitindo-lhe participar de um extenso programa de pesquisa que incluiu o estudo do efeito Kerr – uma base importante para seu futuro grande trabalho. Ele obteve seu doutorado em 1893, após o qual partiu para o instituto de F. Kohlrausch em Estrasburgo, onde por um semestre trabalhou sob a orientação de E. Cohn. Ele retornou a Leyden em 1894 e tornou-se “privaat-docent” (conferencista extra-mural) de 1895 a 1897.
Em 1897, um ano após sua grande descoberta da divisão magnética das linhas espectrais, ele foi chamado para dar aulas na Universidade de Amsterdã; em 1900 foi nomeado Professor Extraordinário. Em 1908, Van der Waals (Prêmio Nobel de Física de 1910) atingiu a idade de aposentadoria de 70 anos e Zeeman foi escolhido como seu sucessor, ao mesmo tempo atuando como Diretor do Laboratório de Física. Em 1923, um novo laboratório, construído especialmente para ele, foi colocado à sua disposição, com destaque para um bloco de concreto de um quarto de milhão de quilos, erguido do chão, como uma plataforma adequada para experimentos sem vibração. O instituto agora é conhecido como Laboratório Zeeman da Universidade de Amsterdã. Muitos cientistas mundialmente famosos visitaram Zeeman lá ou trabalharam com ele por algum tempo. Permaneceu nesta dupla função durante 35 anos – recusando várias vezes um convite para ocupar uma cátedra no estrangeiro – até que em 1935 teve de se demitir devido à idade de reforma. Um professor talentoso e de disposição gentil, ele era muito amado por seus alunos. Um deles foi C.J. Bakker, que foi de 1955 até sua morte prematura em um acidente de avião em 1960 o Diretor Geral da Organização Européenne pour la Recherche Nucléaire (CERN) em Genebra. Outro trabalhador em seu laboratório foi S. Goudsmit, que em 1925 com G.E. Uhlenbeck originou o conceito de spin do elétron.
O talento de Zeeman para as ciências naturais se tornou aparente pela primeira vez em 1883, quando, enquanto ainda cursava o ensino médio, ele deu uma descrição e desenho adequados de uma aurora boreal – então claramente observada em seu país – que foi publicado na Nature. (O Editor elogiou as observações meticulosas do «Professor Zeeman em seu observatório em Zonnemaire»!)
O principal tema de investigação de Zeeman sempre envolveu fenômenos ópticos. Seu primeiro tratado, Mesures relatives du phénomène de Kerr, escrito em 1892, foi premiado com uma medalha de ouro da Sociedade Holandesa de Ciências de Haarlem; sua tese de doutorado tratou do mesmo assunto. Em Estrasburgo, ele estudou a propagação e absorção de ondas elétricas em fluidos. Seu trabalho principal, entretanto, foi o estudo da influência do magnetismo sobre a natureza da radiação luminosa, iniciado por ele no verão de 1896, que constituiu uma continuação lógica de sua investigação sobre o efeito Kerr. A descoberta do chamado efeito Zeeman, pelo qual recebeu o Prêmio Nobel, foi comunicada à Royal Academy of Sciences de Amsterdã – através de H. Kamerlingh Onnes (1896) e JD van der Waals (1897) – no formulário de artigos intitulado Over den Invloed eener Magnetisatie op den Aard van het door een Stof uitgezonden Licht (Sobre a influência de uma magnetização na natureza da luz emitida por uma substância) e Over Doubletten en Tripletten in het Spectrum teweeggebracht door Uitwendige Magnetische Krachten ( Em dupletos e tripletos no espectro causados por forças magnéticas externas) I, II e III. (As traduções para o inglês desses artigos apareceram em The Philosophical Revista; do primeiro artigo, uma versão francesa apareceu em Archives Néerlandaises des Sciences Exactes et Naturelles, e em uma forma abreviada em alemão em Verhandlungen der Physikalischen Gesellschaft zu Berlin.)
A importância da descoberta pode ser avaliada imediatamente pelo fato de que, de uma só vez, o fenômeno não só confirmou as conclusões teóricas de Lorentz a respeito do estado de polarização da luz emitida pelas chamas, mas também demonstrou a natureza negativa das partículas oscilantes. , bem como a razão inesperadamente alta de sua carga e massa (e / m). Assim, quando no ano seguinte a descoberta da existência de elétrons livres na forma de raios catódicos foi estabelecida por J.J. Thomson, a identidade dos elétrons e das partículas oscilantes de luz pode ser estabelecida a partir da natureza negativa e da razão e / m das partículas. O número crescente de observações feitas por outros pesquisadores sobre o estudo dos efeitos do uso de várias substâncias como emissores de luz – nem todas explicáveis pela teoria original de Lorentz (o chamado «efeito Zeeman anômalo» só poderia ser adequadamente explicado em uma data posterior , com o advento da teoria atômica de Bohr, da mecânica de ondas quânticas e do conceito de spin do elétron) – foi montada por ele em seu livro Researches in Magneto-Optics (Londres 1913, tradução alemã em 1914). O efeito Zeeman não apenas lançou muita luz sobre o mecanismo de radiação de luz e sobre a natureza da matéria e da eletricidade, mas sua imensa importância reside no fato de que ainda hoje oferece o meio final para revelar a estrutura íntima do átomo e a natureza e comportamento de seus componentes. Ainda serve como teste final em qualquer nova teoria do átomo.
Já em sua segunda comunicação Zeeman expressou a opinião de que poderia ser verificada a existência aceita de campos magnéticos fortes na superfície do Sol, uma vez que estes deveriam alterar as linhas espectrais derivadas do corpo celeste. (É típico de Zeeman estender os conceitos físicos ao reino dos fenômenos celestiais.) Em uma carta para ele (1908), o astrônomo G.E. Hale, diretor do Mount Wilson Observatory, corroborou essa opinião por meio de fotografias que indicavam que, nos vórtices solares, as linhas espectrais pareciam de fato ser afetadas por campos magnéticos. Mesmo a previsão teórica sobre a provável inter-relação entre as direções de polarização e as dos campos magnéticos foi posteriormente confirmada por Hale.
No que diz respeito às atividades de Zeeman fora do campo da divisão magnética de linhas espectrais, deve-se mencionar primeiro seu trabalho sobre o efeito Doppler em óptica e em raios de canal (testes de laboratório). Um segundo campo de estudo foi o da propagação da luz em meios móveis (justificativa da existência do termo de Lorentz no coeficiente de arrasto de Fresnel). Outras investigações foram aquelas sobre a influência do momento magnético do núcleo na estrutura hiperfina das linhas espectrais. Ele também conseguiu, com J. de Gier, descobrir uma série de novos isótopos (38Ar, 64Ni, entre outros) por meio do espectrógrafo de massa de parábola de Thomson. A predileção de Zeeman por testar leis fundamentais também encontrou expressão em sua verificação – realizada com uma precisão de 7 – da igualdade de massas pesadas e inertes.
Zeeman foi Doutor Honorário das Universidades de Göttingen, Oxford, Filadélfia, Estrasburgo, Liège, Ghent, Glasgow, Bruxelas e Paris. Ele também foi membro ou membro honorário de várias academias eruditas, incluindo a rara distinção de Associé Etranger da Académie des Sciences de Paris. Ele também foi membro e presidente da Commission Internationale des Poids et Mesures, Paris. Nomeado membro da Royal Academy of Sciences de Amsterdam em 1898, atuou como Secretário da Seção Matemática-Física de 1912 a 1920. Entre as outras distinções, pode-se citar a Medalha Rumford da Royal Society de Londres, o Prix Wilde de a Academie des Sciences de Paris, o Baumgartner-Preis da Akademie der Wissenschaften de Viena, a Medalha Matteucci da Sociedade Italiana de Ciências, a Medalha Franklin do Instituto Franklin da Filadélfia, a Medalha Henry Draper da Academia Nacional de Ciências da Washington. Ele também foi feito Cavaleiro da Ordem de Orange-Nassau e Comandante da Ordem do Leão da Holanda.
Fora de seu campo de estudo, Zeeman mostrou muito interesse pela literatura e pelo palco. Anfitrião divertido, gostava de convidar os seus colaboradores e alunos para jantarem com ele na sua casa, acontecimento precedido de uma erudita palestra no seu gabinete e seguida de uma reunião no círculo familiar.
Zeeman casou-se com Johanna Elisabeth Lebret em 1895; eles tiveram um filho e três filhas. Durante o último ano de sua cátedra, ele sofreu de problemas de saúde. Ele morreu após uma curta doença em 9 de outubro de 1943.
Esta autobiografia / biografia foi escrita na época da premiação e publicada pela primeira vez no A série de livros Les Prix Nobel. Posteriormente, foi editado e republicado em Palestras Nobel. Para citar este documento, sempre indique a fonte conforme mostrado acima.
O TEXTO DA BIOGRAFIA FOI TRADUZIDO DO INGLÊS COM O GOOGLE TRANSLATOR E FOI LEVEMENTE REVISADO. RECOMENDA-SE A LEITURA DO TEXTO ORIGINAL EM INGLÊS.
https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1902/zeeman-bio.html
LEIA
http://www.dec.ufcg.edu.br/biografias/PieterZe.html
http://astro.if.ufrgs.br/evol/magnetic/
http://www.dec.ufcg.edu.br/biografias/PieterZe.html
http://www.ifsc.usp.br/~lavfis/images/BDApostilas/ApEfZeeman/Zeeman-1.pdf
http://en.wikipedia.org/wiki/Pieter_Zeeman
http://pt.wikipedia.org/wiki/Efeito_Zeeman
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/quantum/zeeman.html
