21. září 1853 až 21. února 1926
nizozemský fyzik

 

První laboratoř, která dokázala vytvořit tak nízké teploty, při kterých kapalní plyny jako vzduch nebo vodík, se podařilo postavit holandskému fyzikovi Heike Kamerlingh-Onnesovi. Objevil nejenom dvě různé formy helia, ale i supravodivost a další jevy související s tak nízkými teplotami.

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.

Autor textu

Autor textu: 
Mgr. Magda Králová

Související exponáty Techmanie

Související kapitoly v encyklopedii: 
Zadejte příjmení

Rezervace a nákup vstupenek

Recepce

Poradíme Vám s objednáním a nákupem vstupenek.