nizozemský fyzik
Heike Kamerlingh–Onnes se narodil v Groningenu, studoval na univerzitě v Leidenu a v Heidelbergu u tak významných fyziků jako byli Gustav Kirchhoff a Robert Bunsen. Naučil se u nich skvěle experimentovat a konstruovat technické zařízení pro fyzikální pokusy. Krátkou chvíli působil také jako asistent na Polytechnice v Delftu, kde obhájil doktorskou práci o nových důkazech o rotaci Země.
Heike Kamerling–Onnes.
Zdroj: commons.wikimedia.org. Public domain.
Velký vliv na něj měl blízký osobní kontakt s Johannesem van der Waalsem a jeho práce. Poté odešel na univerzitu do Leidenu, kde byl roku 1882 jmenovaný profesorem experimentální fyziky. O rok dříve publikoval článek Obecná teorie kapalin, který představuje první poznatky o kapalinách a fyzice nízkých teplot.
Kryogenní laboratoř
V Leidenu začala v roce 1894 vznikat díky Kemerlinghovi unikátní kryogenní laboratoř. Její hlavní součástí byl kaskádový zkapalňovač, který začal pracovat až v roce 1904. Pomocí tohoto zařízení dosáhl Kamerlingh-Onnes teplot asi 5 K a mohl zkapalňovat vzduch, vodík a některé další plyny.
Začátky sebou samozřejmě přinesly řadu problémů, ale po jejich vyřešení získal Kamernlingh-Onnes unikátní výsledky z pokusů při ještě nižších teplotách. 10. června 1908 se mu podařilo získat asi 60 cm3 kapalného helia). Plynné helium nejprve ochladil kapalným vodíkem, a až pak využil Joule–Thomsonův jev a snížením tlaku heliových par dosáhl do té doby nejnižší teploty 1,7 K.
Heike Kamerling–Onnes a Johannes van der Waals.
Zdroj: commons.wikimedia.org. Public domain.
Výzkum za nízkých teplot
Při svých experimentech Kamerlingh–Onnes zjistil, že při teplotách blízkých absolutní nule existují dvě kapalná helia, výrazně se lišící svými fyzikálními vlastnostmi. Jedna forma – dnes označovaná jako helium I – existuje až do teploty 2,19 K. V této formě je helium čirá kapalina s hustotou asi 7krát menší než je hustota vody s velmi malou viskozitou.
Pod teplotou 2,19 K přechází kapalné helium do formy II. Jeho překvapující vlastností je obrovská tepelná vodivost, asi milionkrát lepší, než má poměrně dobrý tepelný vodič měď za pokojové teploty, a prakticky nulová viskozita. Je–li tato forma helia ve zkumavce ponořené do helia I, helium II samovolně ze zkumavky přes její horní okraj přetéká.
Supravodivost
V roce 1911 Kemerlingh–Onnes zjistil, že odpor kovů při určité velmi nízké teplotě skokově klesá o několik (i desítek) řádů. K objevu došlo při měření odporu rtuti v závislosti na klesající teplotě, kdy při určité teplotě odpor klesl prakticky na nulu. Tuto vlastnost později objevil u cínu, olova, thalia a dalších kovů a nazval ji supravodivost.
V roce 1913 zjistil, že supravodivost lze porušit silným magnetickým polem a intenzivním elektrickým proudem. Kamerlingh–Onnes se zajímal o praktické využití svých objevů. Navrhl, aby se nízké teploty používaly k uchování a přepravě potravin, k buzení silných magnetických polí (nad 15 T) navrhl použít supravodivé materiály na výrobu cívek ponořených do tekutého helia.
Heike Kamerlingh–Onnes se v roce 1887 oženil s Marií Bijleveld a měl s ní jednoho syna Alberta. Za průkopnické práce v oblasti velmi nízkých teplot, které vedly mimo jiné k získání kapalného hélia, mu byla udělena roku 1913 Nobelova cena za fyziku. Během první světové války pomáhal hladovějícím dětem. Heike Kamerlingh–Onnes zemřel po krátké nemoci v únoru 1926 v jižním Holandsku v Leindenu. Na jeho práci v třicátých letech navázali v sovětské laboratoři nízkých teplot pod vedením nositele Nobelovy ceny Pjotra Kapici.
Použité zdroje
[1] JÁCHIM, F. K stopadesátému výročí narození Heike Kamerlingha–Onnese. Matematika Fyzika Informatika: časopis pro výuku na základních a středních školách, říjen 2003, roč. 13, č. 2, s. 126–127. ISSN 1210–1761.
[2] TESAŘÍK, B. Sto let od objevu supravodivosti. Matematika Fyzika Informatika: časopis pro výuku na základních a středních školách, září 2011, roč. 21, č. 1, s. 59–60. ISSN 1210–1761.
[3] TRKAL, V. Zprávy. Z. Kemerlingh Onnes. Časopis pro pěstování mathematiky a fysiky. 1926, roč 55, s. 419 – 422.
[4] VYSKOČIL, J. Heike Kamerlingh Onnes. Matematika Fyzika Informatika: časopis pro výuku na základních a středních školách, 2013, roč. 22, č. 5, s. 399–400. ISSN 1210–1761.
[5] Dějiny matematiky a fyziky v obrazech, šestý soubor. Redigoval Jaroslav Folta. 1. vydání. Praha: Jednota československých matematiků a fyziků, 1989. ISBN 80–7015–012–2.
[6] Encyklopedická edice, listy, fyzici. ISBN 80–860–44–05–X.
