GESCHIEDENIS VAN NATUURWETENSDCHAPPEN IN 19e eeuw

In de 18 e eeuw wereld der natuur gezien als een tijdloze rationale mechanische orde. De romantiek was een reactie op dit rationale ideaal. De mens denkt, maar is geen koel rekenden denk machine. De 19 e eeuw is het tijdperk van de toegepaste wetenschap. Brandpunten zijn niet meer de academies maar de universiteiten. De burgerlijke stand komt naar voren. Die van Berlijn ging een leidende rol spelen.


MATHEMATICA

De niet euclidische meetkunde bestemd het gehele inzicht in het deductieve denken radicaal te wijzigen en beperkte zich niet tot deze of gene tak van wetehshacp en mathematica. G. Saccheri (1767 –1733) en Karl Friedrich Gauss (1777 – 1855). Rechte lijn tussen A + B beide eindpunten. Richten we loodlijnen van gelijke lengten op en verbinden de eindpunten C + D. Er ontstaat een vierhoek die in elk geval rechte hoeken in A + B heeft. Het spreekt vaqnzelf dar de hoek in C + D recht zijn, maar zodra wij het platte vlak verlaten en op een gerkomd vlak dezelfde vorm constureren , blijkt dar de rechte dwz de kotste verbinding tussen 2 punten een grote cirkelk is.


ASTRONOMIE

Bij ontdekking van Uranus dor Herschel bemerkte men dat de man niet precies aan de zwaartekracht wet blek te gehoorzamen. In 1846 vond Johan Gottfried Galle de planeet Neptunus. Pas in 1930 werd Pluto ontdekt. Josef can Fraunhofer (1787 –1826) vond bij een invallende straal door een spectrum een bijna ontelbaar aantal sterke en zwakke vertical lijnen die donkerder zijn dan het overige deel van het kleurenbeeld. Wilhelm Bauser concludeerden dat men met behulp van dit verschijnsel de aanwezigheid van een bepaald element in een stof kon vaststellen. Een stof in gasvormige gloeiende toestand vertoont een voor die stof karakterestiek emissiespectrum met heldere lijnen. Dezelfde stof absorbeert wanneer men er wit licht doorheen laat gaan, enkele lijnen uit dit continu spectrum (absorptie spectrum) precies op dezelfde plaatsen waar anders heldere lijnen van zijn emissiespecrum liggen. Het antwoord op de vraag waarop dit verschijnsel berust werd pas in de 20ste eeuw door de atoomtheorie gegeven. De eerste stap voorwaarts was om uit het spectrum van het de zon onclusies te trekken mbt haar chemische smanestelling. De volgende stap om het op de overige sterren toe te passen. Niet alleen de chemische samenstelling kon worden achterhaald maar ook de temperatuur. Hoe hoger de temperatuur van een lihcaam is, des te meer verplaatst zich het maximum van de straling naar het licht dat korte golflengten bevat. In de 20ste eeuw is daar de mogelijkheid bijgevoegd om de afstanden te bepalen. De grootte of de helderheid van sterren hangt immers samen met hun afstand en hun werkelijke grootte en helderheid. De beweging van de sterren zelf niet tov de aarde werd mogelijk vast te stellen door het zogenaamde Dopler-effect (Christiaan Dopler 1803 1853). Daaronder verstaat men het feit dar elke golfbeweging een schijnbare verandering van frequentie ondergaat wanneer de afstand van haar bron tot de waarnemer verandert. Wanneer de lichtbron zich naar ons toe beweegt verschuiven de spectraallijnen zich naar de zijde van het violket, wanneer hij zich verwijdert, naar het rood.

Sommige sterren bewegen met en enelheid van 40.000 per seconde. Opkomst fotografie erg belangrijk in astronomie. In 19e eeuw nog weinig sterrenkaarten. Piazzi catalogus uit 1814 met 7600 sterren. In 1887 gaf David Gill sterrenatlas uit met 2.000.000 sterren tot magnitude 14.


FYSICA

De stoommachine deed haar intrede. La voisies formuleerde: 1 de wet van behoud der materie. De natuurweyteschap hield zich bezig met de zwaartekracht, het licht, de warmte, magnetiscme, electriciteit en chemische processen. De mechanica, wamteleer, electriciteit en chemie beginnen zich als afzonderlijke gebieden te ontwikkelen. Sir Humprhrey Darry overtuigde zich door eigen experimenten van de juistheid der reeds door Rumford uitgesproeken stelling dat wartmte beweging is. Roger Mayer (1814 – 1878) equivalentie van warmte en energie. Latere gedachten hielden zich met het beginsel van het vrijkomen. Er zijn verschijnselen waarbij latente sluimerende hoevelheden energie in beweging worden gezet door een aanleiding, waarvan de energie in verhouding tot die van het gehele gebueren uiterst gering us (bv katalyse)

2. hoofdwet: het entropie beginsel. Arbeid kan weliswaar naar believen in wamrte worden omgezet, maar warmte kan nooit volledig in arbeid worden omgezet (geen perpetum mobile). Bij iedere energie omzetting gaat een deel van de daarbij optredende warmte door verstrooing verloren e kan op geen enkele manier worden teruggenomen. Meest fundamentele natuurwet. In een kubieke centimeter gas bevonden aich rond 27 triljoen moleculen. Die bewegen. Deze beweging houdt op bij het absolute nulpunt –273 Kelvin. De kinetische gastheorie gaf een aansporing. En rijke stof voor de atoomtheorie. Met de atomtheorie deed de waarschijnlijkheidsleer haar intrede. Die van groot belang werd voor de natuurkunde. Boltzman (1844 – 1906) toonde aan dat de warmte uitwieeling niets anders is dan de overgang van een stelsel van een minder waarschij nlijk in een meer waarschijnlijke toestand. De oostenrijkse Joseph Toschnidfr (1821 – 1895) berekende de gemiddelde straal van een molecuul op 10-18 cm. Wie zou 27 triljoen atomen kunnen voorstellen die in een ruimte van een kubieke centimter doeendwarelen met een gemiddelde doorsnede van een tienmiljoenste millimeter een snelheid van 1000 meter per seconde, waar elk deeltje in elke seconde een miljoen maal met een ander in botsing komt. De warmteleer is thans niet meer de leer van warmte en koude, maar statistiek van de beweging der kleinste deeltjes.


LICHT EN

Bevestiging golftheorie door Thomas Young (1773 – 1829) door experiment met interferentiemeter. Lichtgolven bleken niet zoals geluidsgolven longitudeiaal, maar transveraal te zijn, dat dus de trillingen niet in de voorplantingsrichting geschieden maar loodrecht daarop. Angistin Fresnel (1788 – 1827) constateerde ook dat het onderscheid tussen de kleuren op verschillende golflengten berust, dat violet licht ten opzichtte van het rood het dubbele trillingsgeteal en derhalve de halve golflengte bezit. Het probleem wanneer trillingen bestaat wat trilt er dan. Het zou ether zijn.

ELECTRICITEIT

Humprey Davy (1778 –1829) Hij liet electrische stromen door oplossingen gaan en isoleerde zodoende een reeks elementen zoals calcium, barium. Dat inzicht liep tenslotte uit op moderne visie dat alle chemische processen in de grond electrisch van aard zijn.

Andere belangrijke verbinding was samenhang tussen magnetisme en electriciteit. Simon Ohm (1789 – 1854) Andre Ampere (1775 – 1836) expirimenteerde op dat gebied. Ampere had maar voor stroomsertkte . Ohm gaf begrippen. Die worden duidelijk als je electrische stroom met water vergelijkt. De spanning kan men het verval van de waterstroom van het ene tot het andere einde vergelijken, de hoeveelheid electricitiet met dfe hoeveelheid water dier per tijdseenheid stroomt. Bekende wet Ohm, verhouding tussen stroom en weerstand die een gegeven leiding aan de doorgang van de stroom biedt:

Spanning/stroomsterkte = wwestand.

Wanneer ik 2 factoren ken kan ik met behulp van de wet de derde berekenen.

Maxwell gaf aan de voorstellingen van Micheael Faraday (1791 - 1867) van een elektromagnetische veld dat zich om een magneet respectievelijk stroomdraad uitstrekt een exacte mathematische vorm. Hij toonde aan dat elke stroring welke in de ether door elektrische of magnetische veranderingen wordt teweeggebracht zich daarin in de vorm van golven moet uitbreiden. Hij verklaarde het licht als een electromagnetische verschijnsel een zich voortbewegende golfverschijnsel van dezelfde hoedanigheid als de electgromagnetische golven. Elke verandering van een electrisch veld verwerkt in de onmiddellijke omgeving een magnetisch veld en omgekeerd.

George Stephenson (1781 – 1848) bouwde eestr stoommachine locomotief. In 1825 eerste sporbaan. In eind jaren 19e eeuw werden grote delen van Amerika ontslorten wat de handel sterk deed groeien. Leidde ook tot omwenteling en oorlogsvoering. In 1807 eerste stoomschip. De eerste dynamos in 1866 – 1867 leverden snel opeenvolgende stromen. Hoofdzaak is dar een machine voortdurend benodigde energie toegedient krijgt. Transformatoren zorgde dat de voortgebrachte stroom tot zeer hoge spanning kon komen, zodat deze door een leding kon , en daarna weer opgevangen kon worden op juiste sterkte. Uitvinding van de letromotoren. Deze zet eletrische energie om in mechanische. Dynamo juist andersom. Door electgromotor konden zelfs zeer kleine bedrijven en tenslotte alle huishoudens een krachtbron krijgen. IN 1870 uitvinding Thomas Edison van kooldraadlamp. Later namen metalendraden de plaats in van kooldraad. In sedert ongeveer 1900 verdrong de electrische verlichting het gaslicht. In 1882 werd onder leding van Edison het erste electriciteitsbedring voor voorlichting in New York opgericht.

Een van de opmerkelike eigenschappen is haar lichtsnelheid. Wegens de betrekkelijke geringe stroomsterkte die benodigd is, was de ontwikkeling van de electrische telegrafie mogelijk. Op 1866 werd de eerste Transatlantische kabel gelegd. In 1875 kreeg Graham Bell het patent voor de telefoon. In 1897 telegraafeerder Marconi over het kanaal en bracht draadloze verbindingen tussen schepen tot stand. Een grote omwenteling was ook de uitvinding van de verbrandingsmotir en de daarop aansluitende ontwikkelingen van de automobiel eind 19e eeuw. In 1883 construeerde Gottlieb Daimler de benzinemotor.


CHEMIE

Nog ingewikkelder dan bij de natuurkunde is in de scheikunde de grote hoeveelheid nieuwe inzichtien welke de 19 e eeuw bracht. Als vaste theoretische grondslagen bezat de chemie in het begin van de 19e eeuw in hoofdzaak de door La Voisier gevonden wet van het behoud van massa en de voorstelling van de lementen als enkelvoudige overanderlijke stoffen.

Men kende een groot aatal samengestelde stoffen. Er ontbrak een heldere theorie over de chemische verbindingen. Joseph Lussac (1778 – 1850) verrihcte een reeks proeven over de verhoduing van verbindingen bij gassen. Zij gaven als resultaat dat de gassen azich steeds in zeer eenvoudige volume verhoudingen met elkaar verbinden. Water en zuurstof bijvoorbeeld steeds in de verhouding 2 : 1. De man die de atoomtheorie in het debat bracht was John Dalton (1766 – 1844). Elk atoom water is gelijk aan elk ander atoom water. Hij bezigde de benaming ook vor datgene dat wij thans molecule noemen. Alle materie is volgens hem samengesteld uit atomen. Deze zijn ondeelbaar en onverwoestbaar. Een samengestelde stof bestaat uit moleculen die onderling weer alle gelijk zijn in gewicht. Jacob Berzelius (1779 – 1848) Zwwed een van de beroemdste experimenten voegden aan de lijst der bekende elementen ee vijftal toe. Hij steld omvangrijke tabellen van atoom en moleciule gewichten op met een opmerkelijke nauwkeurigheid.

William Rout (1785 – 1850) trok de conclusie dat waterstof het lichtste element , de oermaterie was waaruit alle andere elementen zijn opgebouwd. In 19869 legde Iwanowitsj Medelegeo (1834 – 1907) een tabel der elementen aan gegrond op de atoomgewichten. Het periodiek systeem. Het dienstbaar maken van natuurkundige gezichtspunten en inzichten aan de scheikunde is de taak can de fysische chemie. Vragen als: in welke hoeveelheid en verhoudiong regafrern stoffen met elkaar, hoe snel gaat dit, welke veranderingen vinden er plaats. Hoe worden de verhoudinge wanneer men druk, temperatuur enz waaronder de reactie geschiedt, verandert. Bij Katalyse probeert men de voorwaarden te realiseren waaronder een reactie in de gewenste richtinf met de vereiste snelheid te krijgen.

In veel gevallen kan men de reacties versnellen door de temperatuur of de druk te vehogne. De katalysator een stof die alleen door zijn aanwezigheid zonder zelf te veranderen de snelheid der reatie beinvloed. Wqas reeds door Berselius ontdekt. Electrolyse. Men wist dat bepaalde stoggen in en waterige oplossing elecricshe stroom geleiden, anderen niet. De stroom kan de opgeloste stof in zijn bestand delen ontleden, die zich dan aan de beide polen afzetten. In de llop van de 18 e eeuw was het onderscheid kenbaar gewio=orden tussen orgsniache en anorganische stoffen. De grootste stap voorwaarts werd gedaan door Justus van Leibig (1803 – 1873). Hij onderzocht welke stoffendor de panten uit de bodem worden gehaald en in het bijzonder de rol van koostof en stikstof. Zijn overtuiging was dat alleen de chemie in staat was de levensprocessen aan het licht te brengen. Met het dor Friedrich Wohlker (1800 – 1882) ointdekte ureanus? Was een eerste onderkende synthese van organische verbinding gemaakt uit anorganische stoffen. Het idee dat tot dan toe bestond van organismen die zo zijn vanwege een speciale levenskract was daarmee ontkracht. Organische stof zijn gekenmerkt door een uiterst gecomplicerde vouw.. Zeer vel atomen zelfs tienduizeden of meer. In wezen bestaan alle aorgainsche stoffen slechts uit 4 elementen: O-H-N-C. De schotse Archibald Couper stelde chemische verbindingen grafisch voor door de atomen door enkelvoudige strepen met elkaar te verbinden. Valentie is de benaming voor het feit dat de atomen der verschillende elementen een verschilende bindingskraht bezitten t.a.v. andere stoffen, waarom wist men nog niet. Probleem is dat zij 2 dimensionaal zijn ipv 3. Met de 19 ee eeuw begint het tijdperk van de toegepaste wetenschap, Dit geldt voor geen gebied meer dan de chemie.

Tot 1800 bestonden steen, hout enkele metalen, klei een rreks plantaardige en dierljke produkten zoals wol, leder. Daar zijn tegenwoordig onnoemelijk hoevvelheid stoffen toegevoegd. Er kwam sterke ontwikkeling nvan kleurstoffen vanuit teerstoffen. Zoals deze industrie haar oorsprong heeft in een aanvankelijk alsw wardeloos afvalproduct van de cokesfabriek. – teer. ZO berust ontw van famaceutische ind op haar beurt op nevenproduct van kleurstofind: fenacetine. Zo kwamen allerlei middelen tot stand die niet meer weg te denken zijn: zoals verdovingsmiddelen, slaapmiddelen etc. Zo heeft de chmie met haar geneesmiddelen een niet te hoog schatten zegen aan de mensheid gebracht, maar ook aan de ontw van massavernietigingswapens, dynamiet de beroemdste uitgevonden door Alfred Nobel (1833 –1896). Ook in voedingsmiddeelen kwamen nieuwe producten zoals synthetische vetten als margarine. In 1872 volgden Anton Jurgens en Simon van de Bergh in Nederland. Zij starte het bedrijf Unilever. Tensklotte leerde men uit organische stoffen geheel nieuwe in de natuur niet voorhande stoffen te maken. Alexander von Humboldt (1769 – 1859) vakkennis op vele terreinene in Clombia beklom hij een aantal bergen welke geen mens voor hem had gedaan. Ook de Chimborazzio (6310) die toen als de hoogste ter werled werd beschouwd. Hij deed veel ontdekkingen en was een van de eerste meteorologen. Bijzinder belangrijk was zijn dienst voor plantengeografie. Hij verzamelde 5000 nuieuwe soorten. Charles Lyell (1797 – 1875). De plooing van geberggten en continenten de insluiting van fossieken het stijgen en dalen van kustlijn dat alles geschiedt tegenwoordig evenals in vergane tijden even langzaam en precies volgens dezelfdewetten. Lyell gewende de mensen aan de


HET LEVEN;

EMRYOLOGIE

Biologie: levensprocessen en samenspel van fysische en chemische verschijnselen.

De microscoop bracht dieper inzicht in de embryo processen. Karel van Bear was de erste die helder de verschillede embryonale ontwikkelingsstadia der dieren onderschieden en beschreef. Hijj wees op de gelijkenis van vroege embryonale stadia van de hogere dieren. Heinrich Rathke (1799 – 1860) ontdekte de kieuwspleten bij embryos van vogels en zoogdieren. Engelsman Robert Brown (1773 – 1858) ontdekte in 1831 de celkern. Theodoor Schwann (1810 – 1882) zag de cel als de fundamentele bouwsteen van de levende substantie. De grens tussen dieren en plantenrijk viel weg; een allesomvattenden theorie van alle levensverschijnselen was mogelijk geworden. Ook het ei is een cel; daarmee is de brug naar de embryologie geslagen. Johan Puskinje (1787 –1869) ontdekt de celkern, later protoplasma genoemd. Daarmee was veeleer de gemeenschappelijjke grondsubstantie van alle organisch leven gegeven. Het poces van kerndeling was alleen nog onbekend. Emil de Bois toonde aan dat spieren en zenuwen bij hunwerkzaamheden electrische stromen uitzenden, die met gewone natuurkundige instrumenten gemeten kunnen worden.


EVOLUTIE

De gedachte van de evolutie behoort niet uitsluitend aan de biologie. Behalve de filosofie en de geesteswetenschappen, hadden in het bijzonder de geologie een groot aandeel vooral Lamerck, Erasmus, Drwins grootvader de weg gebaand. Uit een expeditie met het schip de Beagle van 5 jaar naar Zuid-Amerika, Austrilie en eilanden in de stille Oceaan nam hij een overloedige hoeveelheid dieren, planten en fossielen mee. Vanaf het bein deed hij dit met de bedoeling uit te maken of uit dit feitenmateriaaol conclusies konde worden getrokken voor de raadselachtoge vraag naar het ontstaan van de soorten. In 1859 verscheen zijn Origin of Species by means of natural selection.

De idee dat gangbaar was als zou elke soort onafhankelijk van de andere zijn geschapen, is onjuist. Ze stammen van elkaar af. Ik ben verder overtuigd dar de natuurlijke teeltkeus het belangrijkste middel tot verandering is geweest. Wanneer het klimaat van een land zich langzamerhand wijzigd zal de aard van de daarin bestaande levende wezens zich eveneeens wijzigen. Bepaalde soorten zullen verdwijnen: selectie. Onder latere werken van Darwin baarde zijn in 1871 verschenen boek The Descent of men and selection in Relation to sex’ het meeste opzien. Is de mens een nakomling van andere, oudere levensvormen. Darwin stelde de evolutie slechts als these of principe op, maar maakte deze waar, door een verpletterende hoeveelheid voorbeelden.


ERFELIJKHEIDSLEER

Aan Hugo de Vries (1884 – 1935) komt de verdiensten toe dat hij het verschijnsel van de mutatie, de spontane, schoksgewijze verandering van erfelijke kenmerken, in het middelpunt heeft gepplaatst. En het Darwinisme op twee hechte peilers heeft gegrondvest: mutatie en bastaarding. Onderzoek naar genen en intelligentie, gezondheid en karakter ook erfelijk Deze vragen ging men zich stelle bij ontdekkingen mechanismen overerving . Door alle ontdekkingen komt de vraag op: bestaat het leven uit fysische en chemische verschijnselen? Of is er noch iets meer.


GENEESKUNDE

De fransman Rene Laennec (1781 –1826) vond een belangrijke diagnostisch instrument uit dat uit de medische praktijk niet meer is weg te denken: de stetoscoop. Bij al die de wens mochten koesteren liever vroeger geleefd te hebben, zal het enthoussiasme bekoelen indien men hem eraan herinnert dat in die tijden de nang naar de tandarts of chirurg gelijk stond met een ware foltering. Elke behandeling was bij volle bewustzijn, zonder verdoving. De onderdrukking van pijn begon in het jaar 1842 met de invoering can de narcose door ether. Speodig gevolgd door Chloroform. Naast de algemene narcose deed weldra ook de plaatselijke verdoving haar intrede mbv van coke. De uitschakeling van pijn was de eerste voorwaarde voor de opbloei van de moderne chirurgie. De tweede voorwaarde werd geschapen door Friedrich von esmarck (1823 – 1908) met de door afsnoering bewerkselligde kunstmatige bloedeloosheid. De derde voorkomen van infecties, volgde met de ontwikkeling van bacteriejagers. Van bacterien, de onzichtbare vijanden van het menselijk geslacht: cholera, pest, tbc, typus, koorts enz wist men zo goed als niets. Tussen 1817 – 1838 hield Cholera huis in de hele wereld. De geschiedenis van de bacteriologie begint met Louis Pasteur, maar Antoni van Leeuwenhoek zou de eerste zijn die microben zou zien door de microscoop. Tot die tijd leefden nog de idee (generatio spontanea) dat de lagere organismen uit rottende stoffen ontstaan. Pasteur zou dit weerleggen met eperimenten. Hijj was overtuigd dat micorben, van delfde aard waren als welke hij bij gistingsverschijnselen had bestudeerd, ook de verwekker van de besmettelijke ziekten zijn. In 1880 kwam het eerste welslagen bij kippencholera. Hij was er zelf in geslaagd de verwekker ervan in cultuur de kweken. Hij infecteerde kippen met een cultuur die al enige weken oud was. De dieren werden ziek, maar weer beter en immuum. Ontelbaar zijn over de hele wereld de mensen die aan hem hun leven te danken hebben. Robert Koch (1843 – 1910) de enige man die op een lijn met Pasteur kan worden gesteld, leefde in verbitterd vijandschap met hem. Hij slaagde er in met behulp van een microscoop microben te fotograferen die hij geisoleerd had en zag dat wanneer zij uit de lucht op een vast object zitten zij zich kunnen vermenigvuldigen. Hij vond de verwekker van tuberculose en ontdekte de cholera bacterie en dar deze zich in vuile poelen nestelt. Zijn leerlingen ontdekte o.a de typus,, difterie en buiolenpest bacillen. Aan het begin van de 20ste eeuw vond men de verwekker van syfyllus en andere. Ook werd de overbrenger van malaria, de malariomug ontdekt. Een andere bealngrijke ontwikkeling was voortbordurend op pasteurs werk de gevoltrekiing van Listen (1827 – 1912) dat wondinfecties (die een bealngrijke doodsoorzaak waren) het gevolg waren van bactreriele infecties. Carbol was sedert kort bekend als kiemendodend. Hij behandelde dehele operatiekamer alsmede instrumenten ermee. Het succes trad ogenblikkelijk op. In de 20ste eeeuw hebben vooral de aanleg van de riolering en verder overheidsbemoeinis met volksgezondheid een verder succesverhaal gecreerd.


REVOLUTIE IN DE FYSICA

Een diepe kloof scheidt ons van het verleden, minstens even diep as die welke de Nieuwe tijd en de Middeleeuwen scheit. Het jaar 1900 vormt met de verschijning van de Logische Untersuchungen van Husserl ende Traumdeuting van Sigmund Freud en de formulering van de quantumtheorie door max Planck eem merkwaardig keerpunt. De mechanica die sedert Newton ontzagklijk was ontwikkeld scheen alles te omsluiten wat er zich in de matuur aan bewegingsverschijnselen kon voordoen. Alleen de optische en daarmee verante magnetische en electricshe verschinselen vormden nog een eigen gebioed, maar men was er bijna zeker van ook dit in een op te bouwen dynamica van de wereldether spoedig te kunnen integreren.

Op 28 december 1895 trad Wilhelm Rontgen (1845 – 1923) op voor het natuurkundig gezelschap te Wutrzberg en verasste de wetenschappelijke werled met de medeling dat hij een niuew soort stralen had ontedekt. Zij hadden de verbazingwekkende eigenschap door vaste stoffen heen te dringen. Al naar gelang hun dichtheid wierpen deze lichamen een min of meer zakke schaduw op een fotografische plaat. Daar deze strling door staal en andere maetalen heendringen, zijn ze een onschatbaar middel gebleken voor materiaal onderzoek van allerlei aard. De rontgen stralen brengen wanner zij bepaalde stoffen treffen deze tot lichten. Te lange bestraling kan levende cellen beschadigen. Henrie Begouerel (1852 – 1908) stelde voor enkele stoffen vast o.a. voor uranium dat zij stealing uitzonden. Wanner hij fotografische platen legde bij dit materiaal was het silhouet van het stuk uranium zwart op het negatief te zien. Hij was de vriend en leraar van Marie Curie (1867 – 1934) Zij was getrouwd met prof Pierre Curie. Zij werkte in het laboratorium van de school van fysivca en chemie. Ze gingen op zoek naar een element met meer straling dan uranium en vonden in 1902 radium. De ontdekking ervan was de eerste aanwijzing voor de mogeljikheid dat het atoom niet het laatste ondeelbare bestanddeel van de materie is, want de nieuwe stralling moest haar oorsprong blijkbaar in een proces heben dat zich binnen het atoom afspreelde. Het ontstaan van de electronentheorie hangt voornamelijk met twee zaken samen: de theorie van de electrolytische dissociatie en met de expirimentele bestudering van kathodestralen. Die laatste deed Joseph Thomson (1856 – 1940) uiteindelijk concluderen. De atomen zijn niet ondeelbaar want negatief geladen deeltjes kunnen eruit worden weggerukt door de werking van electrische krachten. Het opvallen van snel bewegende atomen met ultraviloet licht of warmte Dat de massa van deze deeltjes geringer is dan het duizendste deel van de massa van een waterstof atoom. Lorentz bracht de electronen in het bijzonder in verband met de licht emissie door te concluderen: licht als electromagnetische golfbeweging wordt door de zich in het atoom bewegende electronen teweeggebravcht. De deze gevolgtrekking kwam overeen met de door landgenoot Pieter Zeeman (1865 – 1943) waargenomen verschijnsel dat de spectraallijnen van een lichtende stof zich wijzigen zodra de stof in een magnetisch veld wordt gebracht. Omdat de conclusie onvermijdelijk leek dat het atoom negatief geladen geladen electronen bevat, moest volgen, daar het atoom asl geheel electrisch neutraal, dat in het atoom bovendien eem positieve electrische lading is, die juist groot genoed is omn de nedgatiece van de electronen op te heffen. Deze nieuwe ontdekkingen hadden weer verband met de radioactiviteit. Het verdere onderzoek op[ dit gebied is voor alles aan het experimentele genie van Ernest Ruherford (1891 –1937) te danken. Hij onderzocht in 1899 de door radioactieve stoffen uitgezonden stralen nauwkeuriger. Het bleek dart er sprake is van drie geheel verschillende soorten straling. Ze varieren in de mate van doordringbaarheid van materialen. Bij de verschillende stoffen bleek de snelheid waarmede de intensiteit der uitstraling afneemt sterk te verschillen. Nij Uranium duurt het miljoenen jaren voordat ze met de helft is afgenomen. Bij radium 1600 jaren. De elementen geven straling tot ze uiteindelijk in een stabiele fase verkeren van uranium 238 naar lood 206.

We zijn nu bij het punt beland bij de beide theorien die de fysica en met haar de gehele wetenschappelijke wereldbeeld van onze eeuw radicaal hebben gewijzigd. De Quantumtheorie van Max Planck en de relativiteitstheorie van Einstein. Beide theorien danken hun ontstaan aan de omstandigheid dat de uitkomsten van enige proeven ( met warmte strealing) niet in overeenstemming waren met de sedert Newton ontwikkelde natuurkundige theorein. De hypothese van Planck is: warmtestraling is geen continu energiestroom. Zij is discontinu. Zij bestaat uit afzonderlijke deerltjes of stootjes. Einstein was een van de eersten die de betekenis van de stelling van Planck had ingezien en hij was het die het quantumprincipe op alle soorten straling overdroeg (1905). Hij beweerde dat evenals warmtestraling ook licht en rontgenstraling slechts in quanta kan optreden en wel dat niet alleen het opnemen en afgeven van energie in quanta geschiedt, maar dat ok in de straling zelf de energie in quanta verdeeold is. Het Michelson-Morley experiment. I 1887 was door hertz de goolftheorie van Maxwell bevestig. Als drager van deze golven gold de ether. Deze was echter nog door niemand aangetoond. Indien de aarde zich door een ether gevulde ruimte bewoog, moet zij een bepaalde snelheid ten opzichte van deze ether hebben. Het experiment was gebaseerd op de volgende overwegingen: Zendt men een lichtstraal uit van een lichtbron A naar een spiegel B naar twee kanten toe. Hun uitkomst was dat er geen afwijzking was. George Fitzgerald (1851 –190?) en Lorentz dachten een verklaring te hebben: Wanneer 2 lichtstralen van gelijke snelheid twee gelijke wegen doorlopen, moeten zij dit in dezelfde tijd doen. Wanneer zij delfde wegen met verschillende snelheid doorlopen, dan moetn hun tijden verschillend zijn!!! Bij het bewsute experiment gaat het om 2 stralen met verschillende snelheid (want bijj de ene komt nog die van de aarde) Toch gebruikte ze dezelfde tijd. Dit was mogelijk aks de materie wat haar opbouw betreft val electrische aard is en door electromagnetische krachten wordt samengehouden. Zo zou ook het apparaat van Michelson zich kunnen samentrekken in de bewegingsrichting. Het scheen echter onmogelijk haar ooit te toetsen want alle maatstaven waarmee men de verkorting zou hebben kunnen meten, zuden met het te meten lcihaam meebewegen en dis in gelijke mate inkorten.

In 1904 stelde Henri Poincare dat het waarschijnlijk een wet was volgens welke het principieel is uitgeskloten een absolute beweging door het experiment vast te stellen. Dat noemde hij het beginsel der relativiteit.


EINSTEIN

Relativiteit gaat niet om het idee van relativiteit in beweing, deze was al bekend. Newton wist dat al, maar hij geloofde wel in het bestaan van een onbewegelijke massa dat als absoluut referentiesysteem diende. Daar week Einstein van af. Volgens hem bestaat er geen absolute ruimte. Hijj verruimt het klassieke beginsel boven de mechanica uit, tot alle geberutenissen in de natuur, ook dat wat licht en electriciteit samenhangt: alle natuurwetten zijn gelijk voor alle stelsels welke zich gelijkvormig bewegen.

Enige gevolgrtrekkingen: samentrekking van lichamen in de bewegingsrichting. Ook de tijd wordt gerelativeerd en is afhankelijjk van zijn coordinatenstelsel. Mathmatisch speelt zich het volgende af: Ik kies in mijn eigen stelsel een coordinatensysteem. In de trein bijvoorbeld kan ik een punt op de vloer van mijn compartiment als 0-punt definieren. Dan kan de positie van elk willekeurig punt in de trein tn opzicht van dir punt ondubblzinnig beschrijven. Ik neem dan X de afstand van het punt in de lengte richting van de trein,naar voren en naar achteren, ij de afstand dwars op de bewegingsrichting van de trien, naar rechts of naar links, Z de afstand in de hoogterichting, naar benenden of naar boven. De positie van het punt is dan door zijn drie coordinaten bepaald. Neem ik dan nog tijd erbij dan kan ik elk bewegingsverschijnsel verklaren. Ik kan bv zeggen datr punt A op de tijd t de coordinatren x, y en z heeft. Dan reken ik mbv de Lorentz transformatie uit, hoe de beschrijving van hetzelfde verschijnsel moet luiden voor een ander, tov mij bewegend, coordinatensysteem. Daarbij zal ik voor het punt A andere ruimtecoordnaite X’, IJ’ , Z’ verkrijgen. Ik krijg echter bovendien daar de lichtsnelheid C als constante in de vergelijkingen vervat is ook een andere tijd: T’ in plaats van T. Ht betekend dat in beide stelsels verschillende tijden gelden Er bestaat geen absolute gelijktijdigheid. Het is zinloos te beweren dat 2 gebeurteniussen gelijktijdig zijn, wanneer men er niet bijvoegt voor welk referentiesysteem de tijdsbepaling moet gelden.

Verschillen in tijd worden pas meetbaar bij snelheden in de buurt van de liuchtsneolheid. Bij aardse verhoudinge kan dit verschijnsel worden verwaarloosd. Dit komt doordatr in de vergelijkingen de uittdrukking V²/C² tot kwadraat van de snelheid gedeeld door het kwadraat van de lichtsnekheid een rol speelt. Wanneer nu V in verhouding tot C klein is, nadert de breuk to 0 en is niet van invloed, wel bij afstanden en snelheden in het heelal.

Een belangrijk uitvloeisel is tenslotte de verhouding energie en massa, die blijken in elkaar ovber te kunnen gaan volgens de formule E = MC². Materie is niets anders dan vercichte ingevroren energie. In elk gram massa sluimert een ontzaggelijke hoeveelheid energie. In de A-bom is het gelukt een deel vrij te maken. De wet van behoud energie en massa zijn daarmee samengwesmolten. Massa van een lichaam is dus niet constant, maar afhenklijk van de bewegingstoestand!! Hoge snelheid veel massa. Bij lichtsnelheid oneindig groot en dus onmogelijk.

Sinds Einstein proberen fysici de algemene veldtheorie te scheppen. Die zou datgene wat de algemene RT over de traagheid en de zwaartekracht leert tot een geheel verbinden met de grondstellingen van het electromagnetisme.