Johannes Diderik van der Waals

Johannes Diderik van der Waals (ur. 23.11.1837 w Lejdzie, zm. 8.03.1923 w Amsterdamie) – holenderski fizyk teoretyczny. Jego badania zmieniły pojmowanie termodynamiki. Van der Waals nigdy nie ukończył żadnej szkoły, ani studiów. Uczył się sam i dostał pozwolenie na napisanie pracy doktoranckiej w późniejszym okresie życia. Przez większość życia pracował na uniwersytecie w Amsterdamie i sformułował wiele tez ważnych dla nowoczesnej fizyki. Jego najważniejsze odkrycie dotyczy prawa gazów, które pozwoliło mu sformułować równanie van der Waalsa i za które został nagrodzony Noblem.

Młodość

Van der Waals urodził się jako najstarszy z dziesiątki dzieci Jacobusa van der Waalsa i Elisabeth van der Berg. Jego ojciec był stolarzem w Lejdzie. Jako syn stolarza miał niewielkie szanse na ukończenie edukacji w szkole, która pozwoliłaby mu iść na studia. Zamiast tego poszedł do szkoły „zaawansowanej edukacji podstawowej”, którą ukończył mając 15 lat.

Po ukończeniu szkoły został asystentem nauczyciela w szkole podstawowej. W latach 1856-1831 uczęszczał na kursy, które pozwoliły mu zdobyć odpowiednie wykształcenie, aby zostać nauczycielem.

W 1861 roku zaczął uczęszczać jako wolny słuchacz na wykłady z matematyki, fizyki i astronomii na uniwersytecie w Lejdzie. Ze względu na brak odpowiedniej edukacji nie mógł formalnie zostać studentem.

W 1863 roku holenderski rząd otworzył nowy rodzaj szkoły dla klasy średniej, znany jako HBS. Van der Waals był już wtedy dyrektorem szkoły podstawowej, jednak chciał zostać nauczycielem matematyki i fizyki w HBS. Spędził więc dwa lata, studiując w czasie wolnym, aby zdać wymagane egzaminy.

W 1865 roku został nauczycielem fizyki w Deventer, a rok później w Hadze, która znajdowała się znacznie bliżej Lejdy. Mógł dzięki temu znów zacząć chodzić na wykłady.

Niedługo potem zmieniono prawo. Minister edukacji mógł wydać pozwolenie na podejście do egzaminów wstępnych na uczelnie dla osób nie posiadających odpowiedniego wykształcenia. Van der Waals otrzymał takie pozwolenie i zdał egzamin wstępny na studia doktoranckie z matematyki i fizyki.

W 1873 roku otrzymał tytuł doktora nauk ścisłych. W 1877 roku van der Waals został mianowany profesorem fizyki na nowo otwartym uniwersytecie w Amsterdamie. Pracował tam aż do swojej emerytury.

Osiągnięcia Naukowe

Głównym polem badań van der Waalsa była termodynamika. Duży wpływ na jego pracę miały publikacje Rudolfa Clausiusa, James Clerka Maxwella, Ludwiga Boltzmanna i Willarda Gibbsa. To na podstawie tych prac wyjaśnił wyniki eksperymentów przeprowadzanych przez Thomasa Andrewsa i doprowadził do odkrycia temperatur krytycznych w płynach. Jako pierwszy całkiem trafnie wyjaśnił skraplanie się płynów. Obie te kwestie opisał w pracy zatytułowanej O ciągłości stanu ciekłego i gazowego, w której zawarł również równanie stanu gazów i cieczy.

Co ważne, wyprowadzając to równanie van der Waals założył istnienie molekuł, oraz że mają one określony rozmiar i przyciągają się. Ponieważ był pierwszą osobą która w jakikolwiek sposób opisała istnienie sił między molekułami, często są one nazywane siłami van der Waalsa.

W 1880 roku van der Waals sformułował zasadę stanów odpowiadających sobie. Na tej zasadzie opierał się James Dewar, który w 1898 roku doprowadził wodór do stanu ciekłego.

Życie Prywatne

Van der Waals ożenił się z Magdaleną Smit w 1865 roku. Mieli razem trzy córki, Annę, Jacqueline i Johannę, oraz syna Johannesa, który również został fizykiem.

Magdalena zmarła mając 34 lata na gruźlicę, a van der Waals nigdy nie ożenił się ponownie. Był tak wstrząśnięty jej śmiercią, że przez prawie dekadę nie napisał niczego.

Zmarł w Amsterdamie, 8 marca 1923, rok po śmierci swojej córki Jacqueline.

Jego wnuk Christopher D. Vanderwal jest profesorem chemii na uniwersytecie w Kalifornii.