Birkaç gün önce, hâlâ genç bir adam olan ve bu nedenle modern bir eğitim almış bir Sanat Yüksek Lisans bana yirmi yaşına kadar doğal fenomenler veya doğal yasalar hakkında hiçbir şey öğretilmediğini söyledi. Hayatının on iki yılı öncesinde sadece antik çağ yazarlarıyla uğraşarak geçirilmişti. Maalesef söylemeliyim ki, bu durum tipiktir. Oysa insanlığa zarar vermeden bugünü geçmişten ayıramayız.
John Tyndall, 19. yüzyılın önde gelen İrlandalı fiziğidir. İlk bilimsel ünü, 1850'lerde diamanyetizm çalışmalarından kaynaklanmıştır. Daha sonra kızılötesi ışınım alanında ve havanın fiziksel özellikleri konusunda keşifler yaptı ve 1859'da atmosferik CO2'nin günümüzde sera etkisi olarak bilinen fenomenle bağlantısını kanıtladı.
Tyndall ayrıca bir düzineden fazla bilim kitabı yayınladı ve bu kitaplar 19. yüzyılın en ileri deneysel fiziğini geniş bir kitleye sundu. 1853'ten 1887'ye kadar Londra'daki Büyük Britanya Kraliyet Enstitüsü'nde fizik profesörü olarak görev yaptı.
Erken yıllar ve eğitim
Tyndall, İrlanda'nın Carlow County'sinde Leighlinbridge'de doğdu. Babasının 1670 civarında güneydoğu İrlanda'ya yerleşen Gloucestershire göçmenlerinden soyutlanmış yerel bir polis memuru olmuştur. Tyndall, on sekiz yaşlarından sonra County Carlow'daki yerel okul Ballinabranna İlkokulu'na devam etti ve muhtemelen oradaki zamanının sonunda bir yardımcı öğretmen olmuştur. Okulda öğrenilen dersler dikkate değer şekilde teknik çizim ve matematik ile bu konuların arazi ölçümüne uygulamalarını içermiştir. 1839'da on sekiz yaşlarında İrlanda Ordnance Survey'i tarafından bir teknikçi olarak işe alındı ve 1842'de Büyük Britanya için Ordnance Survey'de çalışmaya başladı. 1840'lar On yılında bir demiryolu inşaat patlaması yaşanıyordu ve Tyndall'ın arazi ölçümü deneyimi demiryolu şirketleri tarafından değerli ve talep gördü. 1844 ile 1847 arasında demiryolu inşaat planlamasında karlı bir şekilde istihdam edildi.
1847'de Tyndall, Hampshire'daki bir boarding school olan Queenwood College'da matematik ve ölçüm öğretmeni olmayı tercih etti. Bu kararı daha sonra hatırlayarak şu şekilde yazmıştır: "Entelektüel olarak büyüme arzusu beni terk etmedi; ve demiryolu işi yavaşladığında, 1847'de Queenwood College'da bir usta pozisyonunu kabul ettim." Queenwood'a yakın zamanda gelen başka bir genç öğretmen Edward Frankland idi ve önceden İngiliz Jeoloji Araştırması için bir kimya laboratuvarı yardımcısı olarak çalışmıştır. Frankland ve Tyndall iyi arkadaş oldular. Frankland'ın önceki bilgisine dayanarak, bilim eğitimlerini geliştirmek için Almanya'ya gitmeye karar verdiler. Diğer şeylerin yanı sıra, Frankland, bazı Alman üniversitelerinin İngiltere'deki herhangi birinden deneysel kimya ve fizik açısından ileri olduğunu biliyordu. İngiliz üniversiteleri hâlâ klasikler ve matematik ve laboratuvar bilimi üzerinde odaklanmıştı. İkili 1848 yazında Almanya'ya taşındı ve Robert Bunsen'in bir öğretmen olarak ünü nedeniyle Marburg Üniversitesi'ne kaydoldular. Tyndall, Bunsen'in altında iki yıl boyunca okudu. Belki de Marburg'da Tyndall için daha etkili olan, birçok yıl sonrası mektupla iletişim halinde kaldığı Professor Hermann Knoblauch idi. Tyndall'ın Marburg tezi Friedrich Ludwig Stegmann altında 1850'de vida yüzeylerinin matematiksel bir analizi idi. Tyndall, Knoblauch ile manyetizm üzerine araştırma yaparak Almanya'da bir yıl daha kaldı ve Knoblauch'un ana öğretmeni Heinrich Gustav Magnus'un Berlin laboratuvarını birkaç ay ziyaret etti. Bugün Bunsen ve Magnus'un dönemin en iyi deneysel bilim eğitmenleri arasında olduğu açıktır. Böylece, Tyndall 1851 yazında İngiltere'de yaşamaya döndüğünde, muhtemelen İngiltere'deki herhangi biri kadar iyi bir deneysel bilim eğitimi almıştır.
Erken bilimsel çalışmalar
Tyndall'ın fizikte erken orijinal çalışması, 1850'den 1856'ya kadar çalıştığı manyetizm ve diamanyetik polarite üzerine deneyleriydi. En etkili iki raporu, Knoblauch ile ortaklaşa yazılanlar olmuştur. Bunlardan biri "Kristallerin manyeto-optik özellikleri ve manyetizm ile diamanyetizmin moleküler düzenlemeye ilişkisi" başlığını taşıyan, Mayıs 1850 tarihlidir. İkisi, ilham verici bir deney ve ilham verici bir yorumla açıklandırdılar. Bunlar ve diğer manyetik araştırmalar çok geçmeden Tyndall'ı dönemin öncü bilim insanları arasında bilinir hale getirdi. 1852'de Kraliyet Derneği'nin bir Üyesi olarak seçildi. Uygun bir araştırma atanması arası, uzun süredir lider Alman fizik dergisi Poggendorff'un editörü ve diğer önde gelen kişilerden kendisi adına referans yazması isteyebilecek duruma geldi. 1853'te, Londra'daki Kraliyet Enstitüsü'ndeki Doğal Felsefe Fiziği Profesörü statüsünde prestijli bir pozisyona ulaştı; bu, büyük ölçüde çalışmasının Kraliyet Enstitüsü'ndeki manyetik araştırmaların lideri Michael Faraday tarafından kazandığı saygıdan kaynaklanmıştır. Yaklaşık on yıl sonra, Tyndall, Faraday'ın emekliye ayrılması üzerine Kraliyet Enstitüsü'nde Michael Faraday tarafından tutulan pozisyonların halefine atanmıştır.
Alp dağcılığı ve buzul bilimi
Tyndall, 1856'da bilimsel nedenler için Alp dağlarını ziyaret etti ve öncü bir dağcı olmayı sona erdirdi. 1856'dan sonra neredeyse her yazın Alp'leri ziyaret etti, 1861'de Weisshorn'un tepesine ulaşan ilk dağcılık ekibinin bir üyesiydi ve 1868'de Matterhorn'un tepesine ulaşan erken ekiplerden birinin lideri olmuştur. "Alpinizmin Altın Çağı"yla ilişkilendirilen isimlerden biridir — Daha zor Alp tepelerine ilk kez tırmanıldığı Viktorya dönemi ortası yıllar.
Alp'lerde Tyndall buzulları ve özellikle buzul hareketini inceledi. Buzul akışı hakkındaki açıklaması, özellikle James David Forbes ile anlaşmazlığa neden oldu. Erken bilimsel çalışmaların çoğu buzul hareketi hakkında Forbes tarafından yapılmıştı, ancak Forbes o zaman daha sonra Michael Faraday tarafından keşfedilen regelasyon fenomenini bilmiyordu. Regelasyon, Tyndall'ın açıklamasında kilit bir rol oynadı. Forbes, regelasyonu hiç aynı şekilde görmedi. Tartışmalarını karmaşık hale getirerek, kimler araştırmacı kredi hakkında halka açık bir anlaşmazlık ortaya çıktı. Forbes'ın bereketli arkadaşları ve Forbes'ın kendisi, Forbes'ın iyi bilim için çoğu krediyi alması gerektiğini düşünürken, Tyndall krediyi daha geniş çapta dağıtılması gerektiğini düşünüyordu. Tyndall şu şekilde yorum yaptı: "Yarı akışkan hareket fikri tamamen Louis Rendu'ya aittir; daha hızlı merkezi akış kanıtı kısmen Rendu'ya, ancak neredeyse tamamen Louis Agassiz ve Forbes'a aittir; yatak retardasyonunun kanıtı yalnızca Forbes'a aittir; maksimum hareket noktasının lokusunun keşfi, sanırım, bana aittir." Forbes ve Tyndall mezara girdiklerinde, anlaşmazlıkları sırasıyla kendi resmi biyografları tarafından devam ettirildi. Herkes makul olmaya çalıştı ama anlaşma sağlanamadı. Daha hayal kırıcı bir şekilde, buzul hareketi yönü anlaşılmayan ya da kanıtlanmayan kaldı.
Chile'deki Tyndall Buzulu ve Colorado'daki Tyndall Buzulu, California'da Mount Tyndall ve Tasmania'da Mount Tyndall gibi John Tyndall'ın adını taşımaktadır.
Ana bilimsel çalışmalar
Buzullar üzerine yapılan çalışmalar, Tyndall'ı de Saussure'un güneş ışığının ısıtma etkisine ilişkin araştırmalarına ve Fourier kavramı tarafından Pouillet ve William Hopkins tarafından geliştirilen kavrama dikkat çekti; güneşten gelen ısı atmosferi, ısıtılmış Dünya'dan gelen "belirsiz ısı" kızılötesi "yer ışınımından" daha kolay penetre eder ve bugün sera etkisi olarak adlandırdığımız şeyi neden olur. 1859 baharında Tyndall, termal ışınımın, hem görünür hem de belirsiz, farklı gazlar ve aerosoller etkileyip etkilemediğini araştırmaya başladı. Melloni tarafından tasarlanan elektromanyetik termopil kullanarak diferansiyel soğurma spektroskopisi geliştirdi. Tyndall, 9 Mayıs 1859'da yoğun deneylere başladı, ilk başta önemli sonuçlar olmadan, sonra aparatın duyarlılığını geliştirdi ve 18 Mayıs'ta günlüğüne "Bütün gün deney yaptım; konu tamamen benim ellerimde!" yazarak girişti. 26 Mayıs'ta Kraliyet Derneği'ne yöntemlerini açıklayan ve "M. Pouillet'in Atmosfer aracılığıyla Güneş Işınımı hakkındaki ünlü anısı dışında, bildiğim kadarıyla, gazlı cisimler aracılığıyla radyant ısının iletilmesi hakkında hiçbir şey yayınlanmamıştır. Hava'nın yer kaynaklarından yayılan ısıya bile etkisini hiç bilmiyoruz." bir not verdi.
10 Haziran'da araştırmayı bir Kraliyet Derneği dersinde gösterdi, kömür gazının ve eterik kızılötesi radyant ısıyı güçlü bir şekilde emdiğini ve sera etkisi konseptinin deneysel olarak doğrulanmasını belirtedi; güneş ısısı bir atmosferi geçer, ancak "ısı gezegen tarafından emildiğinde, kalitesi o kadar değişir ki gezegenin yaymasından çıkan ışınlar aynı özgürlükle uzaya geri gidemez. Böylece atmosfer güneş ısısının girişine izin verir; ancak çıkışını kontrol eder ve sonuç, gezegen yüzeyinde ısı birikimi eğilimidir."
Tyndall'ın hava bileşenleri üzerine radyant enerji eyleminin incelenmesi, onu birkaç sorgulama yoluna koydu ve özgün araştırma sonuçları aşağıdakileri içermiştir:
- Tyndall, Dünya atmosferinde ısıyı, havadaki çeşitli gazların ısıl enerji şeklinde radyant ısıyı emmek kapasiteleri ile açıklamıştır. Termopil teknolojisini kullanan ölçüm cihazı, gazların soğurma spektroskopisi tarihinde erken bir başyapıttır. Azot, oksijen, su buharı, karbon dioksit, ozon, metan ve diğer trace gazlar ve buharlarının göreceli kızılötesi soğurma güçlerini doğru bir şekilde ölçen ilk kişi olmuştur. Su buharının atmosferde radyant ısının en güçlü soğurucusu ve hava sıcaklığını kontrol eden ana gaz olduğu sonucuna vardı. Diğer gazlar tarafından soğurma ihmal edilemez ama nispeten küçüktür. Tyndall'dan önce, Dünya'nın atmosferinin yüzeyi ısıttığı yaygın olarak tahmin ediliyordu; daha sonra sera etkisi olarak adlandırılan şey, ancak bunu ilk kanıtlayan o olmuştur. Kanıt, su buharının güçlü bir şekilde kızılötesi ışınımı emmiş olmasıdır. İlişkili olarak, Tyndall 1860'da görsel olarak şeffaf gazların kızılötesi yayıcıları olduğunu ilk kez göstermiş ve ölçülendirmiştir.
- Radyant ısının moleküler seviyede nasıl emildiği ve yayınlandığı sorusunu ilerleten gösteriler tasarladı. Kimyasal reaksiyonlardaki ısı yayınımının fiziksel kökeninin yeni oluşturulmuş moleküller içinde olduğunu deneysel olarak gösterenilk kişi olması görülüyor 1864. Radyant ısının görünür ışığa parlak dönüşümü içeren öğretici gösterimler üretmiştir; bu ateşli ısılık olarak adlandırılır 1865; içinde kızılötesi'ne şeffaf ve görünür ışığa opak veya tersi malzemeleri kullandığı. Genellikle kızılötesi'ne "radyant ısı" olarak ve bazen "ultra-kırmızı dalgalanmalar" olarak atıfta bulundu; "kızılötesi" kelimesi 1880'lere kadar kullanılmaya başlamadı. 1860'ların ana raporları 1872'de "Radyant Işın Alanında Moleküler Fiziğe Katkılar" başlığı altında 450 sayfalık bir koleksiyonda yeniden yayınlandı.
- Havadaki radyant ısı üzerine araştırmalarda, tüm parçacıklar ve diğer bileşenlerin izleri kaldırılan hava kullanmak gerekli olmuştur. Partikülleri algılamanın çok hassas bir yolu, havayı yoğun ışınla yıkamaktır. Hava ve diğer gazlar ve sıvılar içindeki partiküllü safsızlıklar tarafından ışığın saçılması, günümüzde Tyndall Etkisi veya Tyndall Saçılması olarak bilinir. 1860'ların sonunda bu saçılmayı incelerken Tyndall, elektrik güçlü ışıklardaki son gelişmelerin bir faydalanıcısı olmuştur. Ayrıca iyi ışık konsantratörlerin kullanımı vardı. Nefelmometre ve yoğunlaştırılmış ışık ışınları ile karanlık bir arka plan karşısında aerosoller ve kolloidlerin özelliklerini gösteren ve Tyndall Efektinden yararlanmaya dayanan benzer araçlar geliştirdi. Mikroskoplar ile birleştirildiğinde sonuç ultramikroskop olmuştur ve daha sonra başkaları tarafından geliştirilmiştir.
- Aerosolllarda termoforesiz fenomenini gözlemleyen ve bildiren ilk kişi olmuştur. Odaklanmış ışın demetleri ile karanlık bir odada Tyndall Efektini araştırırken sıcak nesneler çevresinde onu tespit etti. Bunu göstermenin daha iyi bir yolunu tasarladı ve sonra basitçe 1870'de bildirdi; fiziksel derinlikle araştırmadan.
- 1860'ların başında laboratuvar uzmanlığını çok arayan radyant-ısı deneylerinde, kolayca buharlaştırılabilen bir dizi sıvı için, molekül ile molekülün buhar formu ve sıvı formu temelde aynı radyant ısı soğurma gücüne sahip olduğunu gösterdi. Dar-bant spektrası kullanan modern deneyler, Tyndall'ın ekipmanının erişemediği bazı küçük farklılıklar bulmuştur; bkz. örn. H2O'nun soğurma spektrumu.
- Görünür ışığın ana özelliklerinin radyant ısı için – yani yansıma, kırılma, kırınım, polarizasyon, depolarizasyon, çift kırılma ve manyetik alanlarda dönüşün – Desains, Forbes, Knoblauch ve diğerlerinin sonuçlarını güçlenmiş ve geliştirmiştir.
- Us
