Holenderski laureat Nagrody Nobla z fizyki Frits Zernike większość czasu poświęcał majsterkowaniu. Holenderski laureat Nagrody Nobla z fizyki Frits Zernike większość czasu poświęcał majsterkowaniu. Nobel Foundation
Strona główna

Majsterkowicz

Frits Zernike urodził się 16 lipca 1888 roku w Amsterdamie. Jego ojciec Carl Frederick i matka Antje Dieperink pracowali jako nauczyciele matematyki. Rodzina była liczna, Frits miał brata i cztery siostry. Carl fascynował się fizyką i urządził w domu małe laboratorium, w którym Frits już jako szkrab gospodarował, bawiąc się przyrządami i rozbierając je na części. Kiedy trochę dorósł, sam zdobywał nowe przyrządy, kupując je ze swego kieszonkowego. Przeprowadzał liczne eksperymenty. Interesował się szczególnie fotografią. Zbudował małe obserwatorium astronomiczne, sam zrobił kamerę fotograficzną, wyposażył lunetę w mechanizm zegarowy wymontowany z gramofonu i udało mu się uzyskać fotografię komety.

Oczywiście w szkole Frits interesował się przede wszystkim przedmiotami ścisłymi i przyrodniczymi, a pozostałe zaniedbywał. To miało dla niego przykre konsekwencje, ponieważ wtedy w Holandii wymagano, aby wstępujący na uniwersytety znali przedmioty klasyczne, zwłaszcza grekę i łacinę. Frits musiał poświęcić sporo czasu, aby się douczyć i zdać specjalny państwowy egzamin z tych przedmiotów. Dopiero wtedy, w 1905 roku, został studentem Uniwersytetu Amsterdamskiego. Głównym przedmiotem jego studiów była chemia, pogłębiał także wiedzę z fizyki i matematyki.

Już na uniwersytecie osiągał sukcesy. W 1908 roku zdobył złoty medal Uniwersytetu w Groningen za liczący 38 stron esej w języku francuskim dotyczący teorii prawdopodobieństwa. W 1912 roku uzyskał Nagrodę Towarzystwa Naukowego w Harlemie za pracę na temat opalescencji krytycznej. Miał do wyboru kolejny złoty medal lub nagrodę finansową. Wybrał nagrodę, gdyż potrzebował wtedy pieniędzy. Tematykę tego eseju rozwinął w rozprawie doktorskiej w 1915 roku.

Już w 1913 roku Frits Zernike został zatrudniony przez Uniwersytet w Groningen jako asystent sławnego astronoma Jacobusa Kapteyna. Zajmował się wtedy zagadnieniami statystycznymi. W 1915 roku zaczął także wykładać fizykę teoretyczną. Przede wszystkim jednak interesowało go majsterkowanie. Jego pokój był zagracony najrozmaitszymi przyrządami, ich częściami, a także książkami. Bardzo często przeszukiwał pokoje kolegów i wynosił z nich potrzebne mu drobiazgi. Doszło do tego, że pracowników ostrzeżono, aby nigdy nie zostawiali pokojów otwartych. Zernike dostał zakaz pozostawania samemu w laboratorium w nocy, ale życzliwy portier zostawiał w piwnicy otwarte okienko, przez które Zernike dostawał się do budynku.

O jego umiejętnościach chodziły legendy. Podobno kiedyś stwierdził, że najważniejszym przyrządem w każdym jego eksperymencie jest zwykły spinacz. Pewnego razu podczas pobytu w Paryżu utknął z kilkoma osobami między piętrami w zepsutej windzie. Zobaczywszy dane producenta na umieszczonej w kabinie tabliczce, przypomniał sobie szczegóły techniczne tej konstrukcji i w ciągu kilku minut ją naprawił. Legenda milczy, czy rzeczywiście użył do tego jedynie spinacza.

Najważniejsze swe odkrycie Zernike zawdzięcza zainteresowaniu siatkami dyfrakcyjnymi. Przy ich produkcji metodą kreślenia regularnie rozmieszczonych rys na powierzchni szkła lub metalu pojawiają się błędy wynikające z drobnych wad kreślącej maszyny. W związku z tym przy obserwacji widma dawanego przez taką siatkę pojawiają się dodatkowe „linie duchy”.

W 1930 roku kupiono w Groningen dużą wklęsłą siatkę dyfrakcyjną. Zernike obserwował ją przez niewielką lunetę z odległości sześciu metrów. Widać było wyraźnie te dodatkowe linie, które jednak znikały, gdy luneta była dokładnie zogniskowana na siatce. Zernike uświadomił sobie, że ma do czynienia z różnicą fazy między tymi dwiema rodzajami linii. Dalsze badania pozwoliły mu wykorzystać to do konstrukcji mikroskopu z kontrastem fazowym, umożliwiającym widzenie obiektów, które zmieniają fazę promieniowania elektromagnetycznego, lecz go nie pochłaniają.

Po odkryciu zasady mikroskopu z kontrastem fazowym Zernike udał się do Zakładów Zeissa w Jenie, aby zaprezentować odkrycie i sprzedać prawa do jego wykorzystania. Został jednak odprawiony z kwitkiem. Powiedziano mu, że jeśli jego ustalenia miałyby wartość praktyczną, to oni sami już dawno by to odkryli. Dopiero podczas wojny właściciele Zeissa, poszukując odkryć możliwych do wykorzystania w machinie wojennej, zainteresowali się kontrastem fazowym. Po wojnie zaczęto produkować masowo takie mikroskopy i dziś są one w większości laboratoriów.

W styczniu 1930 roku Zernike ożenił się z Theodorą Wilhelminą van Bommel. Ich syn, Frits Zernike junior, także został fizykiem, ale nie miał dużych osiągnięć. Niestety Theodora zmarła już w lutym 1945 roku. Dziewięć lat później Zernike ożenił się z Leną Koperberg-Baanders. Zmarł 10 marca 1966 roku w Amersfoort, ale wcześniej – w 1953 roku – otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki.

Wiedza i Życie 9/2024 (1077) z dnia 01.09.2024; Uczeni w anegdocie; s. 71