Frits Zernike

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Nobelprijswinnaar  Frits Zernike
16 juli 188810 maart 1966
Frits Zernike (ca. 1953)
Frits Zernike (ca. 1953)
Geboorteland Nederland
Geboorteplaats Amsterdam
Plaats Amersfoort
Nobelprijs Natuurkunde
Jaar 1953
Reden "Voor zijn uitvinding van de fasecontrastmicroscoop"
Voorganger(s) Felix Bloch
Edward Mills Purcell
Opvolger(s) Max Born
Walther Bothe
Portaal  Portaalicoon   Natuurkunde

Frederik (Frits) Zernike (Amsterdam, 16 juli 1888Amersfoort, 10 maart 1966) was een Nederlands natuurkundige die in 1953 de Nobelprijs voor de Natuurkunde ontving voor zijn uitvinding van de fasecontrastmicroscoop. Met dit instrument, een aanvulling op de gewone microscoop, kan het inwendige van levende cellen zichtbaar worden gemaakt. Tevoren was dit onmogelijk omdat voor de gewone microscopie dodelijke kleurstoffen onontbeerlijk waren.

Ook werkte hij aan de Zernikepolynomen, die gebruikt worden bij het beschrijven van afwijkingen van lenzen in optische systemen.

Biografie[bewerken]

Frits Zernike werd geboren als zoon van Carl Frederick August Zernike (1859-1922) en Antje Dieperink (1859-1929), beiden wiskundedocenten. Van zijn vader erfde hij de passie voor natuurkunde. Als jongen was hij een verwoed knutselaar, zo bouwde hij van afgedankte materialen zelf een fotocamera en een telescoop.

Na zijn studie chemie met natuurkunde en wiskunde als bijvak aan de universiteit van Amsterdam kreeg hij verschillende wetenschappelijke prijzen in 1908 en 1912 (voor opalescentie in gassen). Van 1913 tot 1915 was hij bij het Sterrenkundige Laboratorium aan de Rijksuniversiteit Groningen assistent van Jacobus Cornelius Kapteyn. Hij promoveerde in 1915 in Amsterdam tot doctor in de scheikunde op het proefschrift "Kritische opalescentie, theorie en experimenten". Na zijn promotie verhuisde hij naar Groningen waar hij Leonard Ornstein opvolgde als lector in de theoretische natuurkunde. In 1920 werd hij benoemd tot hoogleraar. In 1930 trouwde hij met de lerares Theodora Willemina van Bommel van Vloten (1887-1945), lid van de familie Van Vloten[1] en in 1954 met Lena Baanders (1886-1975).

Rond 1958 werd Zernike getroffen door een slepende ziekte die hem in toenemende mate hinderde en waaraan hij in 1966 overleed. De predikante Anne Zernike en de schrijfster Elisabeth Zernike waren zusters van Frits Zernike. Via zijn zus Lize Zernike was hij een oudoom van een andere Nederlandse Nobelprijswinnaar: Gerard 't Hooft.

Onderzoek[bewerken]

Statistische mechanica[bewerken]

In 1914 leidde hij samen met Ornstein de Ornstein-Zernikevergelijking in de theorie van kritieke punten af.

Fasecontrastmicroscoop[bewerken]

Verder was hij actief in de optica. Hij deed een theoretisch-experimenteel onderzoek naar zogenaamde spooklijnen die optreden bij elke monochromatische spectraallijn in een spectrum dat gemaakt wordt met een buigingstralie. Zernike toonde aan dat er een faseverschil van ¼ golflengte bestaat tussen de hoofdlijn en de spookbeelden. De ontdekking van dit fasecontrast deed hij al in 1930 in zijn volledig verduisterde optische laboratorium.

Deze ontdekking werd eerst met weinig enthousiasme ontvangen. "Als dit enige praktische waarde zou hebben, dan hadden we het al lang zelf uitgevonden" kreeg Zernike te horen toen hij zijn uitvinding in 1932 demonstreerde bij Carl Zeiss AG, een Duitse fabrikant van microscopen.[2] Pas in 1941 stemde het bedrijf in met de productie van de fasecontrastmicroscoop. Nadat Amerikaanse troepen Duitsland hadden bereikt en afbeeldingen ontdekt, verkreeg zijn instrument wereldwijde aandacht.

In 1946 werd hij gekozen tot lid van de Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen (KNAW). In 1953 kreeg hij de Nobelprijs voor de Natuurkunde voor zijn demonstratie van de fasecontrastmethode, en met name voor zijn uitvinding van de fasecontrastmicroscoop.

Aberraties[bewerken]

Met de orthogonale cirkel polynomen van Zernike worden aberraties in optische systemen beschreven. In 1942 kreeg dit werk een uitbreiding in het proefschrift van zijn leerling Ben Nijboer in de vorm van de Nijboer-Zernike theorie.

Coherentietheorie[bewerken]

Zernike bestudeerde tevens gedeeltelijke coherentie van lichtbronnen. Hij vond een eenvoudiger afleiding voor het theorema van Pieter Hendrik van Cittert,[3] zodat het als het Van Cittert–Zernike-theorema bekendstaat.[4]

Vernoemd naar Zernike[bewerken]

Zernike in het Polygoonjournaal

In Groningen is een educatief terrein naar Zernike vernoemd: het Zernikecomplex (of de Zernike Campus) met onder andere het Zernike Science Park, het Zernikegebouw en de Zernikeborg. Hier zijn de faculteit Wiskunde en Natuurwetenschappen, de faculteit Economie en Bedrijfskunde en de faculteit der Ruimtelijke Wetenschappen van de Rijksuniversiteit Groningen (RUG), de Hanzehogeschool Groningen en vestigingen van bedrijven zoals Tele2 (Telecom), Ordina (ICT), Biblionet en Google gevestigd.

In het Zernikegebouw zit onder andere SRON, een instituut dat aan ruimteonderzoek doet en regelmatig satellieten het heelal in laat 'schieten'. In Groningen, Haren en Zuidlaren is het Zernike College gevestigd, een vereniging van middelbare scholen die zowel regulier als montessorionderwijs aanbiedt.

In het Leiden Bio Science Park is de Zernikedreef te vinden.

Ook is er een krater op de maan naar hem vernoemd.

Internationaal[bewerken]

Het werk van Zernike staat nog volop in de aandacht. Recentelijk (2003) heeft de Engelse beroepsvereniging voor microscopisten er een symposium aan gewijd. In december 2003 volgde nog een congres van de Nederlandse vereniging van microscopisten.

Zie ook[bewerken]

Externe links[bewerken]

Bronnen, noten en/of referenties
  1. Nederland's Patriciaat 88e editie. Centraal Bureau voor de Genealogie. 2007/’08. p.296
  2. Nobelprijs nl - Eregalerij van Nederlandse Nobelprijswinnaars. Uitgave Boerhaave Museum, zomer 2011
  3. P.H. van Cittert (1934). Die Wahrscheinliche Schwingungsverteilung in Einer von Einer Lichtquelle Direkt Oder Mittels Einer Linse Beleuchteten Ebene. Physica 1: 201-210 .
  4. F. Zernike (1938). The concept of degree of coherence and its application to optical problems. Physica 5: 785-795 .
Voorganger:
Kornelis Sneyders de Vogel
Rector magnificus van de Rijksuniversiteit Groningen
1938–1939
Opvolger:
Pieter van Rhijn