Deel 4: Van spoel tot spiegel

Zernike wint de Nobelprijs met zijn uitvinding van de fasecontrastmicroscoop. En hoewel dit zijn bekendste uitvinding is, is dit niet het enige dat hij uitvindt. Hij bedacht ook een aantal verbeteringen aan instrumenten. In dit stukje geven we uitleg over onze favoriete verbetering van Zernike: die aan de galvanometer.

Allereerst: wat is eigenlijk een galvanometer? Een galvanometer is een instrument om hele kleine stroompjes te meten. Om dit te doen bevat het instrument een dynamo. Een dynamo wekt stroom op doordat er een spoel draait in een magnetisch veld. Denk bijvoorbeeld aan een fietsdynamo: draait de dynamo, dan gaat het fietslampje branden. Het omgekeerde werkt ook: sluit in plaats van een lampje een accu aan, en de dynamo gaat draaien: de dynamo is een motor geworden, waarmee je de hoeveelheid binnenkomende stroom kunt meten.

De elektrische stroom wekt een magnetisch veld op. Door de reactie (verdraaiing) van een kompasnaald op dat magnetisch veld kan de elektrische stroom afgelezen worden. De kleinste verdraaiing van de naald kan worden waargenomen door middel van het afbuigen van een lichtstraal via een spiegel. Om de meter gevoelig genoeg te maken moeten de onderdelen van de galvanometer echter heel licht zijn.

Lange tijd dacht men dat de gevoeligheid niet groter gemaakt kon worden omdat er nou eenmaal een spiegel van een bepaald formaat op moest. Zernike kwam echter op het idee dat het spoeltje een stuk kleiner kon. Zodoende kon het apparaat nauwkeuriger meten, en de moderne galvanometer was geboren. Dat het instrument, hoewel aanvankelijk onbekend, toch van grote waarde was, werd duidelijk toen het getoond werd op de Wereldtentoonstelling in 1939 te New York. Daarna verschenen er ook uitvergrote galvanometers in musea en prijkte het instrument zelfs op postzegels. Een eer die aan Zernike's fasecontrastmicroscoop is voorbijgegaan.