Hans Christian Oersted begon een nieuw wetenschappelijk tijdperk toen hij ontdekte dat elektriciteit en magnetisme met elkaar verbonden zijn. Hij toonde proefondervindelijk aan dat een elektrische stroom door een draad een nabijgelegen magneet in beweging kon brengen. De ontdekking van het elektromagnetisme vormde de basis voor de uiteindelijke ontwikkeling van onze moderne, op technologie gebaseerde wereld. Oersted ontdekte ook de chemische verbinding piperine en bereikte de eerste isolatie van het element aluminium.
Begin
Hans Christian Oersted (Ørsted in het Deens) werd geboren in het stadje Rudkøbing op het eiland Langeland, Denemarken, op 14 augustus 1777. Zijn vader was Soeren Christian Oersted, een apotheker, en zijn moeder was Karen Hermandsen.
Hans en zijn jongere broer Anders werden opgevoed door een combinatie van thuisonderwijs en privé-leraren – een Duitse pruikenmaker leerde de broers vloeiend Duits spreken. Anders werd minister-president van Denemarken.
- Op 12-jarige leeftijd begon Hans te helpen in de apotheek van zijn vader en raakte geïnteresseerd in scheikunde.
- Op 16-jarige leeftijd slaagde hij voor het toelatingsexamen van de Universiteit van Kopenhagen.
- Op 19-jarige leeftijd, in 1796, studeerde hij af met een graad in de farmacologie.
- Op 22-jarige leeftijd, in 1799, studeerde hij af met een doctorstitel.
- De meeste onderscheidingen van doctorstitels (Doctor of Philosophy) worden tegenwoordig niet meer verleend voor onderzoek op het gebied van de filosofie, maar bij Hans Christian Oersted was dat wel het geval – Immanuel Kants filosofie van de natuur. Zoals we zullen zien, hielp dit hem zijn kijk op de wereld te vormen.
Oersted’s leven in context
Oersted’s leven en de levens van verwante wetenschappers en wiskundigen.
De wetenschap van Hans Christian Oersted
In het jaar 1800 was Oersted manager in een apotheek. In dit jaar begon een wetenschappelijke revolutie. Alessandro Volta maakte de details van zijn batterij bekend en opende zo nieuwe wegen voor scheikundigen en natuurkundigen: Volta’s batterij stelde hen voor het eerst in staat een gestage stroom elektriciteit te produceren en gelukkig waren de materialen om er een te bouwen gemakkelijk te verkrijgen.
Oerst stortte zich op de nieuwe wetenschap en publiceerde in 1801 een wetenschappelijk artikel waarin hij een nieuwe batterij beschreef die hij had uitgevonden. Hij beschreef ook hoe de hoeveelheid elektrische stroom kon worden berekend door de gasproductie te meten bij de splitsing van water door elektriciteit in waterstof en zuurstof.
De Deense regering financierde Oersted om zijn opleiding in andere Europese landen voort te zetten – hij bracht de jaren 1801 tot 1803 in Duitsland en Frankrijk door.
In Duitsland werd hij beïnvloed door de ideeën van de filosoof Friedrich Schelling, die geloofde dat de hele natuur een eenheid was. Schelling geloofde dat wetenschappers ernaar moesten streven de theorie te vinden die aan de hele natuur ten grondslag lag, in plaats van met experimenten geïsoleerde delen van de natuur te bestuderen.
“…alle verschijnselen zijn gecorreleerd in één absolute en noodzakelijke wet, waaruit zij allen kunnen worden afgeleid.”
Oersted nam veel van Schelling’s wetenschapsfilosofie in zich op, maar was het niet eens met diens minachting voor experimenteel werk – als apotheker had Oersted geleerd hoe krachtig experimenteren een hulpmiddel kon zijn. Hij deelde echter Schelling’s enthousiasme voor de eenheid van de natuur.
“Onze natuurkunde zou dus niet langer een verzameling zijn van fragmenten over beweging, over warmte, over lucht, over licht, over elektriciteit, over magnetisme, en wie weet wat nog meer, maar we zouden het hele universum in één systeem omvatten.”
In de Duitse stad Jena ontmoette en raakte Oersted bevriend met de Duitse natuurkundige Johann Wilhelm Ritter. Zij deelden een gemeenschappelijke belangstelling voor elektriciteit. Ritter was ook enthousiast over Schelling’s filosofie van een onderliggende harmonie in de natuur – in het bijzonder was hij ervan overtuigd dat elektriciteit en magnetisme nauw met elkaar verbonden waren.
Professor Oersted de Opvoeder
Nadat hij terugkwam van zijn reizen, financierde de Deense regering Oersted om zijn onderzoekswerk voort te zetten. In 1806, 29 jaar oud, werd hij professor in de natuurkunde aan de universiteit van Kopenhagen. Hij was een uitstekend docent en studenten stroomden toe naar zijn colleges. Soms doceerde hij wel vijf uur per dag – een zeer zware belasting. Naast het geven van colleges richtte hij natuurkunde- en scheikundelaboratoria op voor onderzoek en onderwijs.
Ontdekking van het elektromagnetisme
Oersted’s beroemde experiment waaruit bleek dat elektriciteit en magnetisme met elkaar verbonden zijn, vond plaats tijdens een lezing op 21 april 1820, toen Oersted 42 jaar oud was.
In het experiment liet hij elektrische stroom door een draad lopen, waardoor een nabijgelegen magnetische kompasnaald in beweging kwam.
Oersted houdt een draad boven een magnetische naald die op een draaipunt steunt. De naald wordt afgebogen als er elektrische stroom door de draad loopt.
Oersted’s originele aantekeningen. Hij laat zien hoe een elektrische stroom door een draad een nabijgelegen gemagnetiseerde kompasnaald doet draaien.
Over de volgende maanden voerde Oersted meer experimenten uit, waarbij hij ontdekte dat elektrische stroom een cirkelvormig magnetisch effect om zich heen veroorzaakt.
Oersted toonde aan dat elektrische stroom een cirkelvormig magnetisch effect eromheen veroorzaakt.
Oersted maakte zijn ontdekking bekend op 21 juli 1820, in een paper dat bestond uit vier pagina’s Latijn, dat al snel werd vertaald in de meeste belangrijke Europese talen. Oersted’s Engelse paper had als titel Experiments on the Effect of a Current of Electricity on the Magnetic Needle.
In september 1820 demonstreerde François Arago het elektromagnetische effect aan de Franse wetenschappelijke elite in de Franse Academie, wat André-Marie Ampère er vrijwel onmiddellijk toe bracht de volgende stappen te zetten in het verhaal van het elektromagnetisme.
Net zoals Volta’s uitvinding van de batterij nieuwe horizonten had geopend in de natuur- en scheikunde, ontketende Oersted’s ontdekking van een verband tussen elektriciteit en magnetisme een revolutie in de natuurkunde die ons naar onze huidige digitale wereld leidt.
“Oersted was op zoek naar het verband tussen deze twee grote natuurkrachten. Zijn vroegere geschriften getuigen daarvan, en ik, die in de jaren 1818 tot 1819 dagelijks met hem omging, kan uit eigen ervaring verklaren, dat de gedachte aan de ontdekking van dit nog geheimzinnige verband zijn geest voortdurend vervulde.”
Awards
De Britse Royal Society kende Oerst de Copley Medal uit 1820 toe, de grootste prijs in de wetenschap, voor zijn ontdekking van het elektromagnetisme. Eerdere prijswinnaars waren onder meer Benjamin Franklin en Alessandro Volta. De Franse Academie stuurde Oersted 3000 gouden francs.
Was Oersted de eerste?
Er wordt soms beweerd dat het elektromagnetisme eigenlijk ontdekt is door de Italiaanse jurist (en natuurkunde-enthousiasteling) Gian Domenico Romagnosi.
In 1802 stonden in twee Italiaanse kranten berichten van Romagnosi over een magnetische naald die afbuigde in de buurt van een batterij die hij had gebouwd.
Heden ten dage, kijkend naar zijn methode, is het duidelijk dat Romagnosi’s experiment geen volledig elektrisch circuit omvatte, zodat er geen elektrische stroom kan hebben gelopen. Zonder stroom kan er geen elektromagnetisch effect zijn geweest.
De naald in Romagnosi’s experiment werd waarschijnlijk afgebogen door een opeenhoping van statische elektrische ladingen op de naald, die bewoog als gevolg van de onderlinge afstoting van gelijksoortige elektrische ladingen.
Oersted was dus eerst.
Oersted’s Chemie en de Isolatie van Aluminium
Hoewel hij hoogleraar in de natuurkunde was, werd Oersted, met zijn farmacologische achtergrond, aangetrokken tot de chemie.
Aan het begin verwierp hij Antoine Lavoisiers concept om de chemische elementen te gebruiken als een middel om de scheikunde te rationaliseren en te begrijpen. Oersted wilde iets dat meer in harmonie was met de ‘alles moet worden beheerst door één enkele natuurwet’-ideeën van Friedrich Schelling.
Hij probeerde de scheikunde ook te verankeren in de ideeën van de filosoof Immanuel Kant, wiens werk hij enthousiast had bestudeerd voor zijn doctoraalscriptie. Kant geloofde dat materie oneindig verdeeld kon worden (d.w.z. dat er geen atomen waren) en dat alle materie was opgebouwd uit twee fundamentele, tegengestelde krachten, die met elkaar in evenwicht waren.
Dit bracht de jonge professor Oersted er een tijdlang toe de fantasievolle theorieën van de Hongaarse scheikundige Jakob Joseph Winterl te propageren, die geloofde dat de hele scheikunde kon worden begrepen door de tegengestelde krachten van twee stoffen – Andronia (het principe van de zuurgraad) en Thelycke (het principe van de alkaliniteit). Winterl geloofde dat deze stoffen fundamenteler waren dan de elementen.
“De grondbeginselen van de warmte, die hun rol spelen in de alkaliën en zuren, in de elektriciteit en in het licht, zijn ook de grondbeginselen van het magnetisme, en zo hebben wij de eenheid van alle krachten… en de vroegere natuurwetenschappen verenigen zich aldus tot één verenigde natuurkunde.”
Het bleek echter dat Andronia en Thelycke niet bestonden.
Nadat Oersted zijn aanhang aan Winterl’s ideeën had opgegeven, leverde hij een aantal belangrijke bijdragen aan de scheikunde.
In 1819 ontdekte hij piperine, de chemische verbinding die verantwoordelijk is voor de sterke, scherpe smaak van zwarte peper.
Zijn belangrijkste bijdrage was de allereerste isolatie van het element aluminium. In 1825 rapporteerde hij:
een klomp metaal die qua kleur en glans enigszins op tin lijkt.
Hij produceerde aluminium door aluminiumchloride te reduceren met een kalium-kwikamalgaam.
Doordachtexperimenten
Wanneer we vandaag de dag de woorden Gedachtexperiment horen, denken we vaak aan de beroemde gedachte-experimenten van Albert Einstein die hem naar zijn relativiteitstheorieën leidden.
Een gedachte-experiment bestaat uit het vragen van “wat als…?” en vervolgens het logisch doordenken van de consequenties.
Oersted was eigenlijk de eerste persoon die de door Einsten beroemd geworden Duitse term gebruikte: Gedankenexperiment.
De andere beroemde Hans Christian
Hans Christian Oersted raakte goed bevriend met de Deense schrijver Hans Christian Anderson voordat de schrijver beroemd werd. Oersted werd een voorvechter voor Andersons sprookjes en hielp ze in 1835 gepubliceerd te krijgen.
Enkele persoonlijke details en het einde
In 1814 trouwde Oersted met Inger Birgitte Ballum, de dochter van een dominee, en in de jaren daarna kreeg het echtpaar drie zoons en vier dochters.
Hans Christian Oersted stierf op 73-jarige leeftijd op 9 maart 1851 in Kopenhagen na een kort ziekbed.
Hij werd begraven op de Assistens Begraafplaats in de Kopenhaagse buitenwijk Noerrebro. Dit is ook de laatste rustplaats van de natuurkundige Niels Bohr, schrijver Hans Christian Andersen, en filosoof Soeren Kierkegaard.
Auteur van deze pagina: The Doc
Foto’s digitaal verbeterd en ingekleurd door deze website. © Alle rechten voorbehouden.
Citeer deze pagina
Gebruik de volgende MLA-conforme citatie:
"Hans Christian Oersted." Famous Scientists. famousscientists.org. 26 Sep. 2015. Web. <www.famousscientists.org/hans-christian-oersted/>.
Gepubliceerd door FamousScientists.org
Verder lezen
Robert C. Stauffer
Speculation and Experiment in the Background of Oersted’s Discovery of Electromagnetism
Isis Vol. 48: p33-50, maart, 1957
Andrew Cunningham, Nicholas Jardine
Romanticism and the Sciences
CUP Archive, 28 jun 1990
Robert D. Purrington
Physics in the Nineteenth Century
Rutgers University Press, 1997
Sandro Stringari en Robert R. Wilson
Romagnosi and the Discovery of Electromagnetism
Rend. Fis. Acc. Lincei s. 9, Vol 11, p115-136, 2000
Roberto de Andrade Martins
Romagnosi and Volta’s pile: Early Difficulties in the Interpretation of Voltaic Electricity
Nuova Voltiana: Studies over Volta en zijn tijd, Pavia / Milano, Università degli Studi di Pavia, Vol. 3, p81-102, 2001