© Huygens ING - Amsterdam. Bronvermelding: H.A.M. Snelders, 'Waals [sr.], Johannes Diderik van der (1837-1923)', in Biografisch Woordenboek van Nederland. URL:http://resources.huygens.knaw.nl/bwn1880-2000/lemmata/bwn1/waalssr [12-11-2013]

WAALS [SR.], Johannes Diderik van der (1837-1923)

Waals [sr.], Johannes Diderik van der, natuurkundige (Leiden 23-11-1837 - Amsterdam 8-3-1923). Zoon van Jacobus van der Waals, timmerman, en Elisabeth van den Burg. Gehuwd sinds 27-9-1865 met Anna Magdalena Smit. Uit dit huwelijk werden 1 zoon en 3 dochters geboren.

Van der Waals werd, na het doorlopen van de lagere school in zijn geboortestad, opgeleid tot onderwijzer. Door zelfstudie werden verschillende akten MO in wis- en natuurkunde behaald. In 1864 werd Van der Waals leraar aan de HBS te Deventer. In 1866 bekleedde hij een zelfde functie aan een HBS in Den Haag, later die van directeur. Ondertussen studeerde hij in zijn vrije tijd wis- en natuurkunde aan de Leidse universiteit (1862-1865). Na dispensatie te hebben gekregen voor het admissie-examen in Latijn en Grieks waren de universitaire studies voor hem mogelijk. Zijn promotie volgde op 14 juni 1873 op een proefschrift: Over de continuïteit van den gas- en vloeistoftoestand. Promotor was zijn natuurkundehoogleraar P.L. Rijke. In zijn dissertatie gaf hij een verklaring voor het door de Schotse natuurkundige Th. Andrews in 1869 ontdekte verschijnsel dat er voor ieder gas een temperatuur bestaat (de zg. kritische temperatuur), waarboven men een gas ook onder de hoogste drukken niet vloeibaar kan maken. De aanleiding tot dit onderzoek was een verhandeling van R. Clausius over 'warmte als beweging' (1857). Voor Van der Waals was er geen kwalitatief verschil tussen de gasvormige en de vloeibare toestand van de materie. In het laatste geval mag men echter de afmetingen van de moleculen niet meer verwaarlozen, zoals wel is toegestaan bij gassen. Tevens moet men de onderlinge, zwakke aantrekking tussen de moleculen (die thans Van der Waalskracht genoemd wordt) in rekening brengen. Langs wiskundige weg wist Van der Waals de ideale gaswet te verfijnen tot de naar hem genoemde gaswet (of toestandsvergelijking). De vergelijking van Van der Waals voorspelt het bestaan van een kritische temperatuur, en beschrijft het gedrag van gassen (o.a. bij samenpersing) veel beter dan de ideale gaswet. Deze uiterst belangrijke wet werd spoedig in het buitenland bekend dank zij een lovende recensie van Van der Waals' proefschrift door J.C. Maxwell in het tijdschrift Nature van 1874. Later werd de dissertatie in het Duits (1881), Engels (1890) en Frans (1894) vertaald.

Ondertussen was Van der Waals te Amsterdam toen het Athenaeum Illustre tot Universiteit was verheven, de eerste hoogleraar in de natuurkunde geworden. Op 25 oktober 1877 aanvaardde hij zijn ordinariaat met een oratie getiteld Het doel der wetenschappelijke beoefening der natuurkunde geschetst. In 1881 verscheen Van der Waals" 'Bijdrage tot de kennis van de wet der overeenstemmende toestanden" (Verhandelingen der Koninklijke Akademie van Wetenschappen 1881), waarin zijn wet van de overeenstemmende toestanden werd afgeleid. De vergelijking van Van der Waals bevat twee voor ieder gas verschillende constanten. Door nu de grootheden druk, volume en temperatuur te reduceren met behulp van hun waarden bij het kritische punt, ontstaat een universele vergelijking: de wet der overeenstemmende toestanden. De beschouwingen van Van der Waals werden later met succes toegepast op het gebied van de natuurkunde van de zeer lage temperaturen: in 1898 wist J. Dewar in Londen waterstof en in 1908 H. Kamerlingh Onnes in Leiden helium vloeibaar te maken. Op 23 februari 1889 las Van der Waals in de Akademie een mededeling voor over zijn 'Molekulair-theorie voor een mengsel van twee stoffen' (Verslagen en mededeelingen 1889), die in uitgebreide vorm werd gepubliceerd als 'Théorie moléculaire d'une substance composée de deux matières différentes' in de Archives Néerlandaises des sciences exactes et naturelles van 1891. In deze belangrijke theorie behandelde hij de verschijnselen die optreden in systemen bestaande uit twee verschillende stoffen. Hij bracht hiermee orde en regelmaat door een verbinding van de moleculairtheorie met de tweede wet van de thermodynamica in de vorm waarin J.W. Gibbs ze bij zijn beschouwingen over het evenwicht van heterogene stoffen had toegepast (1876). De theorie werd door zijn leerlingen getoetst, o.a. door J.P. Kuenen, die daarbij het verschijnsel van de retrograde condensatie waarnam (1892). Zijn colleges over dit onderwerp werden in samenwerking met Ph. Kohnstamm gepubliceerd als: Lehrbuch der Thermodynamik... (Leipzig, 1908-1912. 2 dln.). Hiermede kreeg de fasenleer van Gibbs in ons land een vruchtbare bodem voor een verdere eigen ontwikkeling, waaraan vooral de naam van H.W. Bakhuis Roozeboom is verbonden. In 1886 wees Van der Waals de laatste op het werk van Gibbs, dat de grondslag werd voor Roozebooms fysisch-chemische onderzoekingen.

Andere belangrijke onderzoekingen van Van der Waals zijn zijn Thermodynamische theorie der capillariteit in de onderstelling van continue dichtheidsverandering' (Verh. Kon. Akad.1893) en zijn theorie van de 'Ternaire stelsels' (Verslagen... der wis- en natuurk. afd. Kon. Akad. 1901/1902 en 1902/1903). Zijn onderzoekingen uit later jaren hadden tot doel de toestandsvergelijking van één enkele stof nog beter aan de experimentele resultaten te doen aansluiten.

Van der Waals was lid van tal van wetenschappelijke genootschappen. Sinds 1875 was hij gewoon lid van de Koninklijke Akademie van Wetenschappen. In 1888 werd hij ondervoorzitter en van 1896-1912 was hij secretaris van de afdeling wis- en natuurkunde. Hij verving de Verslagen en mededeelingen der Koninklijke Akademie van Wetenschappen door Verslagen van de zittingen der wis- en natuurkundige afdeeling van de Koninklijke Akademie van Wetenschappen (vanaf 1892), die sinds 1898 ook in Engelse vertaling als Proceedings of the section of sciences het licht zagen. Met dit belangrijke initiatief werd het Nederlandse wetenschappelijke werk beter bekend in het buitenland.

Van der Waals had een zware onderwijstaak. Hij doceerde de gehele natuurkunde, tot in 1891 zijn taak gedeeltelijk werd overgenomen door W.H. Julius en in 1897 door R. Sissingh en P. Zeeman. Hij stond bekend als een uitstekend docent, die in zijn helder gegeven colleges veel aandacht besteedde aan zijn eigen onderzoekingen en zijn leerlingen steeds aanspoorde tot zowel experimenteel als theoretisch werk. De wetenschap was voor hem 'gewijde grond..., omdat ze hem iets deed verstaan van de wetten, die in Gods schepping heerschten' (W. Leendertz, De Gids 87 (1923) II, 152). Hij was sterk individualistisch ingesteld, voelde geen sociale plichten en deed niet aan politiek. Hij was een gelovig christen, maar kwam nooit in de kerk. 'Als over alle diepere dingen, sprak hij over zijn geloof weinig' (ibidem, 154).In 1908 ging hij met emeritaat en werd opgevolgd door zijn zoon J.D. van der Waals (1873-1971).

Van der Waals sr. was geen experimentator, maar het type van een theoretisch fysicus die een sterke stimulans op de ontwikkeling van de natuurkunde in ons land in het laatste deel van de negentiende eeuw heeft uitgeoefend. Zijn werk heeft een belangrijk gedeelte van de vooruitgang op het gebied van de moleculairtheorie, de natuurkunde van de vloeistoffen en die van de lage temperaturen gestimuleerd. Nederlandse fysici hebben hierin zeker in de periode 1870-1915 een aanzienlijk aandeel gehad. Vrijwel het gehele wetenschappelijk werk van Van der Waals werd gepubliceerd in de Verhandelingen van de Koninklijke Akademie van Wetenschappen. Ze tonen ons hoe bijzonder moeilijke en gecompliceerde problemen met een intuïtief gevoel schijnbaar eenvoudig door hem worden opgelost. Bij al zijn onderzoekingen werd hij geleid door een vast geloof in de realiteit van de moleculen, in die tijd door vele fysici als niet meer dan een werkhypothese toegepast. Zijn wetenschappelijke verdiensten vonden de hoogste bekroning in de Nobelprijs voor de natuurkunde (1910) voor zijn werk betreffende de toestandsvergelijking voor gassen en vloeistoffen.

P: Bibliografie in J.J. van Laar, Mannen en vrouwen van beteekenis in onze dagen 31 (1900) 135-138.

L: J.C. Maxwell, 'Van der Waals and the continuity of the gaseous and liquid state', in Nature 10 (1874) 477-480; J.J. van Laar, 'J.D. van der Waals', in Mannen en vrouwen van beteekenis in onze dagen. Levensschetsen en portretten bijeengebr. door J. Kalff Jr. 31 (1900) 87-134; Ph. Kohnstamm, ' J.D. van der Waals', in Chemisch Weekblad 9 (1912) 560-562; W. Leendertz, in De Gids 87 (1923) II, 151-155; F.A.F.C. Went, in Verslag van de gewone vergaderingen der wis- en natuurkundige afdeeling der Koninklijke Akademie van Wetenschappen 32 (1923) 213-217; P. Zeeman, in Physica 3 (1923) 101-113; J.H. Jeans, 'Van der Waals Memorial Lecture. Delivered on November 8th, 1923' in Memorial lectures delivered before the Chemical Society 1914-1932 (London, 1933) III, 75-90; G.C. Gerrits, 'Johannes Diderik van der Waals', in Nederlandsche helden der wetenschap. Bijeengebr. door T.P. Sevensma (Amsterdam, 1946) 125-165.

I: Website Scientific Identity: http://www.sil.si.edu/digitalcollections/hst/scientific-identity/fullsize/SIL14-W001-01a.jpg [8-5-2007].

H.A.M. Snelders

Bovenstaande biografie weerspiegelt de stand van het onderzoek tot aan het jaar van publicatie in het gedrukte deel van het BWN. Dit jaar is hieronder weergegeven. Alle daarna verschenen literatuur is niet in de tekst verwerkt en wordt evenmin vermeld in de literatuuropgave (onder L).

Oorspronkelijke versie opgenomen in: Biografisch Woordenboek van Nederland 1 (Den Haag 1979)
Laatst gewijzigd op 12-11-2013