Johannes Diderik van der Waals

Johannes Diderik van der Waals vokste opp i Leiden i små kår som eldst i en søskenflokk på 10. Navnet van der Waals skyldes at familien opprinnelig kom fra et sted ved Waal, en sideelv til Rhinen nær utløpet i Nordsjøen. Faren var snekker, og Johannes måtte slutte etter folkeskolen som 14-åring. Han fikk jobb som folkeskolelærer, men hadde ambisjoner om å komme seg videre. I 1863 ble en realskole innført i Holland som et alternativ til latinskolen, og Johannes ble ansatt som lærer der. Han startet også studier ved universitetet i Leiden, men da han manglet latinartium ble han ikke akseptert som en regulær student. Han kunne allikevel i juni 1873 forsvare sin avhandling for doktorgraden. I avhandlingen presenterte han sin tilstandsligning som en videreutvikling av tilstandsligningen for en idealgass fra 1802. Avhandlingen er skrevet på hollandsk, og det tok tid før betydningen av den slo igjennom internasjonalt. James Clerk Maxwell så betydningen tidlig og ga arbeidet sin fulle støtte. I 1877 ble van der Waals ansatt som professor i fysikk ved det nyetablerte universitetet i Amsterdam.

Van der Waals giftet seg i 1865 og fikk tre døtre og en sønn. Konen døde allerede i 1881, og han bodde videre med sine døtre i et meget regulert liv med faste rutiner. Det er blitt hevdet at han var en tørr og pedantisk foreleser, men likevel inspirerte han, sammen med J. H. van’t Hoff, en hel generasjon av hollandske fysikere og kjemikere. Sønnen, Johannes Didrik von der Waals jr, etterfulgte ham i professoratet i 1908.

I motsetning til mange andre fysikere på den tiden, aksepterte van der Waals atomteorien. Rudolf Clausius hadde vist i 1857 at tilstandsligningen for en idealgass kunne utledes fra en modell hvor det ikke virker krefter mellom molekylene gassen består av. Van der Waals hevdet at gassmolekylene tiltrakk hverandre på lang avstand og frastøtte hverandre på kort avstand. Han tok hensyn til dette da han utledet sin ligning, og han viste at ligningen ikke bare beskrev reelle gasser mer nøyaktig, men at den også viste hvordan gassen kondenserte til en væske. Han hadde dermed kunnet fastslå at det er de samme krefter som virker mellom molekylene i en væske som i en gass. Tittelen på hans doktoravhandling var derfor: Sammenhengen mellom gasstilstanden og væsketilstanden.

Van der Waals ligning brukes i dag i undervisningen for lettere å skjønne egenskapene til gasser og væsker. Cato Maximilian Guldberg var en samtidig av van der Waals, og også han ble inspirert av Clausius ideer om varme og bidro til termodynamikkens sterke utvikling i siste halvdel av 1800-tallet.

Navnet van der Waals lever videre i en rekke begreper i dag:

• van der Waals krefter: krefter mellom molekyler. Krefter mellom upolare molekyler kalles også londonkrefter.
• van der Waals bindinger: dipol-dipol-bindinger mellom molekyler.
• van der Waals molekyler : molekyler som er bundet sammen med van der Waals krefter; se supramolekylær kjemi.
• van der Waals radier: radier som kan tilskrives molekyler bestemt empirisk fra van der Waals molekyler.
• van der Waals tilstandsligning.

• van der Waals krefter
• gass-tilstandsligningen

• A. Ya. Kipnis, B. E. Yavelov og J. S. Rowlingson: Van der Waals and Molecular Science. Clarendon Press, Oxford (1996).

• Nobelstiftelsens nettsider om Johan Diderik van der Waals