Profielwerkstuk “ Poollicht”

In 1897 voegde Kristian Berkeland, een natuurkundige uit Noorwegen, er nog iets aan toe. Hij deed in
1897 en 1903 mee aan expedities om de hoogte van het noorderlicht te bepalen. Hij slaagde erin om
foto’s te maken van het noorderlicht op twee plekken die 3,4 km uit elkaar lagen. Met een
driehoeksmeting stelde hij vast dat het noorderlicht zich op 100 km hoogte bevond. Hij was ook een
van de eersten die erachter kwam dat zonnewind iets te maken had met het verschijnen van een
poollicht.
In het begin nam niemand de ideeën van Kristian Berkelandse serieus. Ze gingen er vanuit dat alles
wat hij waarnam puur toeval was geweest. Carl Stormer veranderde dit. Stormer deed berekeningen
met de bewegingen van geladen deeltjes in een eenvoudig magnetisch dipoolveld. In 1907
publiceerde hij een artikel waarin hij beschreef hoe geladen deeltjes spiraliseren om de magnetische
veldlijnen. In het magnetisch veld van de aarde lopen de veldlijnen op grotere hoogte verder uit
elkaar. Als de deeltjes op en neer spiraliseren langs de veldlijnen maken ze steeds kleinere en dichter
op elkaar liggende lussen naarmate ze dichter bij de aarde komen. Op een gegeven moment houdt
de neerwaartse bewegingen op bij de spiegelpunten en begint het deeltje weer terug, naar buiten
toe, te spiraliseren.
In de beginjaren van de 20 ste eeuw werd de eerste
aanzet tot de theorie van de kwantummechanica 7
gegeven door Max Planck in zijn studie
gepubliceerd (afbeelding 6.5). “Zur Theorie des
Gesetzes der Energie-Verteilung im Normal-
Spektrum” over het probleem van de straling van
een zwart lichaam. Planck kan de experimentele
resultaten voor deze straling verklaren door aan te
nemen dat licht korrelig is en in
standaardpakketjes (quanta) komt. Hij bedoelde dit
als een rekentruc. De kwantummechanica is een
intuïtief moeilijk te doorgronden theorie, die in de
beginperiode op veel weerstand stuitte. Albert
Einstein had later bezwaar tegen de kansverdeling
van deeltjes: “God dobbelt niet”. Hij geloofde dat
de onzekerheden van de kwantumtheorie niet
reëel waren, maar dat er ‘verborgen variabelen’
waren, die we nog niet kennen, die alsnog de
theorie verklaarbaar zouden maken. Ook Max
Planck zelf meende dat ‘zijn’ kwantumtheorie later
vervangen zou worden door een meer
deterministische theorie zonder ‘vage’ statistische
eigenschappen. Latere experimenten hebben die
stelling echter onhoudbaar gemaakt. Maar Einstein zelf
gaf in 1905 Plancks methode een nieuwe toepassing. Afb 6.5 Max Planck ( 1858 – 1947 )
Hij kon er het foto-elektrisch effect mee verklaren.
Profielwerkstuk Poollicht
48