پيتر زيمان

پيتر زيمان
وُلِدَ	(1865-05-25)25 مايو 1865 Zonnemaire, Netherlands
توفي	9 أكتوبر 1943(1943-10-09) (aged 78) أمستردام، هولندا
الجنسية	هولندي
المدرسة الأم	جامعة لايدن
اللقب	Zeeman effect
الجوائز	جائزة نوبل في الفيزياء (1902)
السيرة العلمية
المجالات	الفيزياء
المشرف على الدكتوراه	Heike Kamerlingh Onnes

پيتر زيمان Pieter Lorentz Zeeman (1865 - 1943م). عالم فيزيائي هولندي، أصبح مشهورًا لاكتشافاته في مجال التحليل الطيفي. اكتشف زيمان في عام 1896م ما يطلق عليه الآن ظاهرة زيمان، أي تجزؤ خطوط الطيف نتيجة دخولها إلى مجال مغنطيسي. انظر: زيمان، ظاهرة. وقد وضع نظرية هذه الظاهرة الفيزيائي هندريك أنطون لورنتز وعالمان آخران. وقد اقتسم هؤلاء العلماء جائزة نوبل للفيزياء عام 1902م. ويستطيع الفلكيون من خلال ظاهرة زيمان قياس قوة المجال المغنطيسي على سطح الشمس أو النجوم الأخرى.

Einstein visiting Pieter Zeeman in Amsterdam, with his friend Ehrenfest. (around 1920)

ولد في التاسع عشر من نوفمبر 1865 بزونمير، زيلاند وقضى نحبه سنة 1943 بأمستردام، هولندا. كان فيزيائيا هولنديا و حصل على جائزة نوبل في الفيزياء سنة 1902. درس بجامعة ليدن التي درّس فيها حتى أصبح أستاذا في الفيزياء بجامعة أمستردام سنة 1900.

تركزت أبحاثه على انبعاث الضوء من الذرة وعلى انتشار الضوء في الأجسام المتحركة. بفضله تم اكتشاف تأثير زيمان. و فاز أيضا بوسام رمفورد في 1922 و بوسام فرنكلن في 1925.

اهتم زيمان بادئ الأمر بدراسة أطياف المنابع الضوئية الموضوعة في حقل مغنطيسي يولده مغنطيس كهربائي. وقادته دراسته إلى اكتشاف الأثر الذي صار يُعرف فيما بعد أثر زيمان Zeeman effect عام 1896. وفيه ينشطر كل خط طيفي صادر عن المنبع الضوئي، الموضوع في حقل مغنطيسي ذي شدة كافية إلى خطين (أو أكثر)، وذلك عند النظر إلى الضوء الصادر عن المنبع من اتجاه عمودي على اتجاه الحقل. وتتوزع الخطوط الطيفية بوجود الحقل إلى جانبي تَوضُّعها قبل تطبيقه، وتكون شداتها أضعف. وتشير القياسات إلى أنه إذا رمزنا بـ ν0 إلى تواتر الخط الطيفي قبل تطبيق الحقل فإن تواتري الخطين الجديدين الصادرين عن الذرة المثارة بعد تطبيق الحقل هما:

ملف:5086-1.jpg

حيث ترمز e إلى شحنة الإلكترون، و m إلى كتلته، و c إلى سرعة الضوء في الخلاء وH إلى شدة الحقل المغنطيسي.

إن تواتر الضوء الصادر عن الذرة قبل تطبيق الحقل المغنطيسي هو v0

تصدر الذرة المثارة بوجود الحقل المغنطيسي تواترين v1 و v2 (غضافة إلى 5%) الفرق بينهما هو

ملف:5086-2.jpg

وقد تطلب تفسير ما يحدث إدخال تعديل على النموذج التقليدي للذرة يتم بموجبه إدخال عدد كوانتي مغنطيسي، لا يمكنه أن يأخذ إلا قيماً محددة يفترضها التكميم الفضائي للعزم المغنطيسي للإلكترون؛ الأمر الذي يولد سويات طاقة فرعية للذرة E´1 وE´2 موزعة حول سويات الطاقة الأصلية E التي كانت قبل تطبيق الحقل المغنطيسي. وتقديراً لجهود زيمان ولورنتز اللذين أسهما في إلقاء الضوء على هذا الأثر وتقديم تفسير مقبول له، منح العالمان مناصفة جائزة نوبل في الفيزياء عام 1902.

وفي الفترة بين عامي 1915 و1918 درس زيمان انتشار الضوء في الأوساط المتحركة للتحقق من ظاهرة دوبلر ـ فيزو Doppler-Fizeau، وكان أن وجد انسجام نتائجه التجريبية مع تنبؤات النظرية النسبية، من حيث استقلال سرعة الضوء عن حركة الوسط الذي ينتشر فيه.

سمح اكتشاف أثر زيمان بإجراء قياس مستقل للشحنة النوعية للإلكترون أي للنسبة e/m عن طريق قياس الفرق بين طولي الموجة الملاحظين الذي يعتمد على شدة الحقل المغنطيسي كما ذُكر أعلاه.

يستخدم أثر زيمان لتحليل الأطياف المعقدة، ومن ثم لتحديد الأعداد الكوانتية العائدة لكل خط طيفي، إضافة إلى قياس شدة الحقول المغنطيسية حيث لا تفلح الوسائل التقليدية في ذلك، كما هي الحال في البلازما الحارة، وفي دراسة الحقول المغنطيسية في النجوم وفي البقع الشمسية. ولذا يعد أثر زيمان أداة لا غنى عنها في الفيزياء الفلكية astrophysics.

يشار أخيراً إلى أن ثمة أثراً آخر شاذاً anamolous يُنسب اكتشافه إلى زيمان تطلَّب تفسيره إدخال مفهوم السبين للإلكترون، وذلك في عشرينيات القرن الماضي.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 جوائز وأوسمة

حصل زيمان على الجوائز التالية تقديراً لأسهامات.

• جائزة نوبل في الفيزياء (1902)
• Matteucci Medal (1912)
• Henry Draper Medal (1921)
• وسام رمفورد (1922)

 منشورات

• Zeeman, Pieter (1897). "The Effect of Magnetisation on the Nature of Light Emitted by a Substance" ( - ^{Scholar search}). Nature. 55: 347. doi:10.1038/055347a0. {{cite journal}}: External link in |format= (help); Unknown parameter |month= ignored (help)
• Lodge, Oliver (February 11, 1897). "The Influence of a Magnetic Field on Radiation Frequency". Proceedings of the Royal Society of London. 60: 513–514. doi:10.1098/rspl.1896.0079.
• Larmor, J (February 11, 1897). "The Influence of a Magnetic Field on Radiation Frequency". Proceedings of the Royal Society of London. 60: 514–515. doi:10.1098/rspl.1896.0080.
• Zeeman, P (1914). "Fresnel's coefficient for light of different colours. (First part)". Royal Netherlands Academy of Art and Sciences, Proceedings. 17 (I): 445–451.
• Zeeman, P (1915). "Fresnel's coefficient for light of different colours. (Second part)". Royal Netherlands Academy of Art and Sciences, Proceedings. 18 (I): 398–408.

 أنظر أيضاً

• Zeeman effect
• Atom and Atomic Theory
• Bohr-Sommerfeld model
• Fresnel drag coefficient
• Light-dragging effects

 المصادر وقراءات أخرى

• Paul Forman, "Alfred Landé and the anomalous Zeeman Effect, 1919-1921", Historical Studies in the Physical Sciences, Vol. 2, 1970, 153-261.
• Kox, AJ (1997). "The discovery of the electron: II. The Zeeman effect". Eur. J. Phys. 18 (3): 139–144. doi:10.1088/0143-0807/18/3/003. {{cite journal}}: Unknown parameter |month= ignored (help)
• Spencer, J. Brookes (1970). "On the Varieties of Nineteenth-Century Magneto-Optical Discovery". Isis. 61 (1): 34–51. doi:10.1086/350577.
• Rayleigh (1944). "Pieter Zeeman. 1865-1943". Obituary Notices of Fellows of the Royal Society. 4 (13): 591–595. doi:10.1098/rsbm.1944.0010.
• J.T. Schmelz, "Why Stellar Astronomers Should Be Interested in the Sun", Adv. Space Res., Vol. 32, No.6, pp: 895 – 904, 2003, Elsevier, doi: 10,1016/SO273-1177(03)00291-6.

 وصلات خارجية

• Albert van Helden Pieter Zeeman 1865 - 1943 In: K. van Berkel, A. van Helden and L. Palm ed., A History of Science in The Netherlands. Survey, Themes and Reference (Leiden: Brill, 1999) 606 - 608.
• biography at the Nobel e-museum and Nobel Lecture.
• Museum Boerhaave Negen Nederlandse Nobelprijswinnaars
• P.F.A. Klinkenberg, Zeeman, Pieter (1865-1943), in Biografisch Woordenboek van Nederland.
• Biography of Pieter Zeeman (1865 - 1943) at the National library of the Netherlands.
• Anne J. Kox, Wetenschappelijke feiten en postmoderne fictie in de wetenschapsgeschiedenis, Inaugural lecture (1999).
• Pim de Bie, prof.dr. P. Zeeman Zonnemaire 25 mei 1865 - Amsterdam 9 oktober 1943 Gravesite of Pieter Zeeman
• Pieter Zeeman, Bijzondere collecties Leiden.
• photo & short info