约翰内斯·范德瓦耳斯

约翰内斯·范德瓦耳斯（荷兰语：Johannes van der Waals，1837年－1923年），荷兰物理学家，曾任阿姆斯特丹大学教授。对气体和液体的状态方程所作的工作。获得1910年诺贝尔物理学奖。化学中有以他名字命名的范德瓦耳斯力。范德瓦耳斯是十个孩子中的老大，他的父母名为杰科布斯·范德瓦耳斯及伊丽莎白‧范登贝尔赫。他的父亲是一个住在荷兰莱顿市的木匠。在十九世纪，工人阶级的孩子通常是没有能力就读中学然后晋升大学就读的。 不过，他接受学校的小学教育，并于十五岁时完成学业。后来，他成为一名小学老师的助教。1856年至1861年间，他跟着老师学习，顺利考取教师执照，成为一名小学老师，并晋升为教务主任。1862年，他开始参加数学、物理学和天文学的讲座，他在城里的大学中虽然他是一个未经录取的正式学生，不过那是因为他缺乏一部分的经典语言上的教育。然而，莱顿大学有一项规定，提供境外学生所需的长达四年之课程。在1863荷兰政府创立了一所新的中学 (HBS─哈佛商学院)，为服务那些高、中产阶级的孩子。范德瓦耳斯是当时一所小学的负责人，希望成为一名在哈佛商学院教授数学及物理课的教师，他花了两年的空闲时间为所需要的考试做准备。1865年，他被聘请为在Deventer的哈佛商学院的物理教师，并且在1866年，他在海牙也获得这样的职位，这里离莱顿很近，范德瓦耳斯可以在莱顿的大学继续衔接之前所学的课程。在搬家到Deventer之前，他就已与十八岁的安娜·玛格达莲娜·斯密特在1865年9月结婚。而范德瓦耳斯在他求学生涯中遇到了一些问题，因为他仍然缺乏能使他有权进入大学当正规学生和考试的经典语言的知识。但是，凡事都有凑巧，法律规范使高考发生了变化，教育部长改变了高考进入大学的规则，免除了必须研究经典语言的这项规定。范德瓦耳斯也因此通过了资格考试，得到了物理和数学博士学位。1873年6月14日在莱顿大学，他根据Pieter Rijke所写的博士论文Over de Continuiteit van den Gas en Vloeistoftoestand（在连续性的气态和液态）通过了答辩。在这篇论文中，他介绍了分子体积和分子吸引力的概念。1877年9月，范德瓦耳斯被任命为阿姆斯特丹市立大学的物理系第一教授。他有两个著名的同事─物理化学家Jacobus Henricus van 't Hoff和生物学家Hugo de Vries。可以预期从以前的小学老师，范德瓦耳斯就是一位杰出且令人印象深刻的讲师 。范德瓦耳斯持续在阿姆斯特丹大学任教，直到他到了退休的年龄，他当时70岁。他的儿子Johannes Diderik van der Waals, Jr.接替了他爸爸的光辉，他同时也是一个理论物理学家。1864年他被任命为一所在Devente的中学的教师。1866 年他搬到Hague，先是任职老师而之后成为了中学的主任。新的法规取消了科学领域上接受过经典语言教育的优先入选资格，范德瓦耳斯因而得以参加大学的入学考试。1873年他以一篇标题为 Over de Continuiteit van den Gas - en Vloeistoftoestand(On the continuity of the gas and liquid state)的论文获得了博士学位，并且立即使他名列为首要等级的物理学家。在这篇论文中他提出了同时可解释气体态和液体态的"状态方程"。他指出，这两个状态的混合体不仅以一种连续性的方式合并成彼此，他们实际上还有着同样的特性。这个从范德瓦耳斯第一份论文得到的结论的重要性可以从詹姆斯·麦克斯韦在"自然期刊"杂志中的注解得到证明：毫无疑问地，范德瓦耳斯的名字很快地将会出现在主流的分子科学之中；并且：这将使得不只一位研究者去研究粗浅的荷兰语─因为这篇论文是以荷兰文写的(麦克斯韦大概是要说"粗浅的德语"，不过这也是不正确的，因为以荷兰语写作是因范德瓦耳斯本身之能力)。随后，在Proceedings of the Royal Netherlands Academy of Sciences及Archives Neerlandaises中，许多和这主题相关的论文都被发表出来了，并且，他们也被翻译成其它语言。他在1865年娶了Anna Magdalena Smit，两人有三个女儿（Anne Madeleine，Jacqueline Elisabeth（Jacqueline Elisabeth是历史老师和一位知名的女诗人），Johanna Diderica(Johanna Diderica是一位英语老师)）和一个儿子，物理学家Johannes Diderik, Johannes Diderik Jr.于1903年到1908年担任Groningen大学的物理教授，并继他的父亲之后担任阿姆斯特丹大学的物理讲座教授，Jr.的侄子彼得·范德瓦耳斯是一个橱柜制造商，并在格洛斯特郡学院工艺美术系是个领军人物，在1881年，他的妻子死于肺结核，享年34岁。 在Anna逝世以后，女儿们回到家中照看她们的父亲，范德瓦耳斯从此没有再婚，对他妻子的死感到非常震撼，此后的十年，他都没有再公布任何关于他事情，范德瓦耳斯的主要休闲是散步，尤其是在在乡间，以及阅读。最后范德瓦耳斯于1923年3月8日死于阿姆斯特丹，享年85岁，一年后，他的女儿Jacqueline也相继去世。1.严格地说，范德瓦耳斯方程也适用于某些状态下的液体，但常用的还是在气体中。2.亥姆霍兹自由能 A 是一个 特性函数 ，它作为温度 T 和体积 V 的 全微分 表达式为 d A = - S d T - p d V 。范德瓦耳斯获得了无数的荣誉和声望，除了在72岁（1910年）范德瓦耳斯被授予诺贝尔物理学奖 。他被授予剑桥大学的博士学位，被世界荣誉协会的会员誉为莫斯科的博物学家，爱尔兰皇家科学院和美国哲学学会会员，也就是法兰西学院和柏林皇家科学院的会员，比利时皇家科学院的准会员和外国化学伦敦学会会员，美国的国家科学院，和罗马的学院代学院。范德瓦耳斯是其中一个成员，皇家Nederlandse Akademie van Wetenschappen（荷兰皇家艺术与科学学会）。从 1896年直到1912年，他是这个学会的秘书。范德瓦耳斯的主要兴趣在热力学。他受到鲁道夫克劳修斯非常大的影响，1857年他的论文题目为Über die Art der Bewegung，welche wir Wärme nennen 。克劳修斯的工作促使他去寻求解释托马斯安德鲁实验，在1869年时他发表了存在临界温度的液体理论。他设法将描述的现象和临界温度的凝结下一个定论，1873年在他的论文发表中，题目是关于Over de Continuïteit van den Gas- en Vloeistoftoestand（是指连续性的气体和液体状态）。这是一项在物理学中非常具有标志性的一篇论文，并立即受到大众的认可，如同由詹姆斯克拉克麦克斯韦审查它在性质即一种美称的方式。在这篇论文中，他所发表的状态方程是出自于他的名字。这项实验工作做了实际的操作，其中的液体和气体的物质相融合成一个相互连续的方式。结果表明，这两个阶段是同一性质。范德瓦耳斯在计算他的状态方程时，假设不仅存在分子（原子的存在是有争议的时候），而且他们是有限的规模和相互吸引。由于他是其中的第一个假设的分子间作用力，但起码，这种力现在有时也被称为范德瓦耳斯力。第二个重大发现在1880年被发表，当时他制定了相应的状态定律。这表明，范德瓦耳斯状态方程可以表示为一个简单的函数的临界压力、临界体积、临界温度。这是适用于所有常态物质中（见范德瓦耳斯方程。）化合物特定常数 A和B的原方程所取代通用（复合独立）的数量。正是这种规则，在担任指导实验，最终导致了詹姆斯杜瓦于1898年的液化氢，以及Heike Kamerlingh Onnes于1908年的氦气。1890年，范德瓦耳斯发表了论文的理论解二元档案 Néerlandaises。通过与他的状态方程与热力学第二定律，其形式首次提出了威拉德吉布斯，他能够得出一个图形表示他的数学公式的形式在表面，他称之为Ψ（PSI）的表面以下吉布斯，谁使用希腊字母Ψ自由能为一个系统的不同阶段的平衡。在1893年应该还提到范德瓦耳斯的毛细现象的理论在其基本形式第一次出现。与此相反的力学角度提供关于这一问题的早期由Pierre -西蒙拉普拉斯，范德瓦耳斯的热力学方法。这是在有争议的时候，由于存在分子和他们的永久，快速运动并没有得到普遍接受之前，让巴蒂斯特Perrin的实验验证爱因斯坦的理论解释布朗运动。1901年：伦琴 / 1902年：洛伦兹、塞曼 / 1903年：贝克勒、皮埃尔·居里、玛丽·居里 / 1904年：瑞利 / 1905年：菲利普·莱纳德 / 1906年：汤姆孙 / 1907年：迈克耳孙 / 1908年：李普曼 / 1909年：马可尼、布劳恩 / 1910年：范德瓦耳斯 / 1911年：维恩 / 1912年：达伦 / 1913年：昂内斯 / 1914年：劳厄 / 1915年：劳伦斯·布拉格、亨利·布拉格 / 1917年：巴克拉 / 1918年：普朗克 / 1919年：施塔克 / 1920年：纪尧姆 / 1921年：爱因斯坦 / 1922年：玻尔 / 1923年：密立根 / 1924年：西格巴恩 / 1925年：弗兰克、赫兹1926年：让·佩兰 / 1927年：康普顿、威耳逊 / 1928年：理查森 / 1929年：德布罗意 / 1930年：拉曼 / 1932年：海森堡 / 1933年：薛定谔、狄拉克 / 1935年：查德威克 / 1936年：赫斯、安德森 / 1937年：戴维孙、汤姆孙 / 1938年：费米 / 1939年：劳伦斯 / 1943年：施特恩 / 1944年：拉比 / 1945年：泡利 / 1946年：布里奇曼 / 1947年：阿普尔顿 / 1948年：布莱克特 / 1949年：汤川秀树 / 1950年：鲍威尔1951年：考克饶夫、沃尔顿 / 1952年：布洛赫、珀塞尔 / 1953年：泽尔尼克 / 1954年：玻恩、博特 / 1955年：兰姆、库施 / 1956年：肖克利、巴丁、布拉顿 / 1957年：杨振宁、李政道 / 1958年：切连科夫、弗兰克、塔姆 / 1959年：塞格雷、张伯伦 / 1960年：格拉泽 / 1961年：霍夫施塔特、穆斯堡尔 / 1962年：朗道 / 1963年：维格纳、梅耶、延森 / 1964年：汤斯、巴索夫、普罗霍罗夫 / 1965年：朝永振一郎、施温格、费曼 / 1966年：卡斯特勒 / 1967年：贝特 / 1968年：阿尔瓦雷茨 / 1969年：盖尔-曼 / 1970年：阿耳文、奈尔 / 1971年：伽博 / 1972年：巴丁、库珀、施里弗 / 1973年：江崎玲于奈、贾埃弗、约瑟夫森 / 1974年：赖尔、休伊什 / 1975年：玻尔、莫特森、雷恩沃特1976年：里克特、丁肇中 / 1977年：安德森、莫特、范扶累克 / 1978年：卡皮察、彭齐亚斯、威尔逊 / 1979年：格拉肖、萨拉姆、温伯格 / 1980年：克罗宁、菲奇 / 1981年：布隆伯根、肖洛、西格巴恩 / 1982年：威耳孙 / 1983年：钱德拉塞卡、福勒 / 1984年：鲁比亚、范德梅尔 / 1985年：克利青 / 1986年：鲁斯卡、宾宁、罗雷尔 / 1987年：贝德诺尔茨、米勒 / 1988年：莱德曼、施瓦茨、施泰因贝格尔 / 1989年：拉姆齐、德默尔特、保罗 / 1990年：弗里德曼、肯德尔、泰勒 / 1991年：德热纳 / 1992年：夏帕克 / 1993年：赫尔斯、泰勒 / 1994年：布罗克豪斯、沙尔 / 1995年：佩尔、莱因斯 / 1996年：李、奥谢罗夫、理查森 / 1997年：朱棣文、科昂-唐努德日、菲利普斯 / 1998年：劳夫林、施特默、崔琦 / 1999年：胡夫特、韦尔特曼 / 2000年：阿尔费罗夫、克勒默、基尔比2001年：康奈尔、克特勒、威曼 / 2002年：戴维斯、小柴昌俊、贾科尼 / 2003年：阿布里科索夫、金兹堡、莱格特 / 2004年：格娄斯、波利策、韦尔切克 / 2005年：格劳伯、霍尔、亨施 / 2006年：马瑟、斯穆特 / 2007年：费尔、格林贝格 / 2008年：南部阳一郎、小林诚、益川敏英 / 2009年：史密斯、博伊尔、高锟 / 2010年：海姆、诺沃肖洛夫 / 2011年：珀尔马特、施密特、里斯 / 2012年：阿罗什、瓦恩兰 / 2013年：恩格勒、希格斯 / 2014年：赤崎勇、天野浩、中村修二 / 2015年：梶田隆章、麦克唐纳 / 2016年：索利斯、霍尔丹、科斯特利茨 / 2017年：魏斯、巴里什、索恩 / 2018年：阿什金、穆鲁、斯特里克兰 / 2019年：皮布尔斯、奎洛兹、麦耶