John Tyndall (født 2. august 1820 i Leighlinbridge i Carlow i Irland, død 4. desember 1893 i Hindhead i Surrey i England) var en irsk fysiker som gjorde betydelige bidrag innenfor flere forskjellige felter, spesielt elektromagnetisk stråling og atmosfærefysikk.
Han ble første gang kjent da han i 1850-årene utførte studier vedrørende diamagnetisme. Senere gjorde han oppdagelser innenfor infrarød stråling, og dette sett i sammenheng med de fysiske egenskapene til luft. Tyndall publiserte også rundt 20 vitenskapelige bøker som ga et bredt publikum innsikt i det som var banebrytende oppdagelser innenfor eksperimentell fysikk på 1800-tallet. Fra 1853 til 1887 var han professor i fysikk ved Royal Institution of Great Britain i London, en stilling han overtok etter Michael Faraday.
Han tok også del i viktoriatidens debatt vedrørende evolusjonsteorien, og skillet mellom tro og vitenskap. Her tok han et klart standpunkt ved at han argumenterte for at vitenskapen måtte holdes klart adskilt fra troen.
Tyndall fattet interesse for fjellklatring da han var i Alpene første gang i 1856. Med tiden ble han en pioner innenfor klatring og han var med på flere klatreekspedisjoner, blant annet som leder av en av de første bestigningene av Matterhorn.
Tidlige år og utdanning Tyndall ble født i Leighlinbridge i Carlow i Irland. Faren var politikonstabel, og hans forfedre var immigranter fra Gloucestershire som kom til Irland rundt 1670. Tyndall gikk på lokale skoler og var sannsynligvis assistentlærer på slutten av sine unge år der. På skolen leste han fag som teknisk tegning og matematikk med anvendelse innenfor landmåling.
Han ble ansatt som tegner ved Ordnance Survey Ireland da han var i slutten av tenårene, i 1839. Noe senere flyttet han for å jobbe for Ordnance Survey i Storbritannia i 1842. I 1840-årene var det omfattende jernbaneutbygging i Storbritannia, og Tyndalls erfaring som landmåler var etterspurt av jernbaneselskapene. Mellom 1844 og 1847 hadde han en god stilling innenfor planlegging av jernbanebygging.Da han arbeidet for regjeringens landmålingskontor i Lancashire, var Tyndall blant en rekke ansatte som signerte et opprop for høyere lønn, samt noen ønsker for endringer av arbeidsforholdene. Alle de som undertegnet oppropet ble oppsagt fra stillingene sine. Det var i november 1843. I august 1844 ble Tyndall ansatt av et selskap for oppmåling av jernbaneprosjekter i Lancashire. Her fikk han nesten fire ganger høyere lønn enn hva staten hadde gitt ham. Also Eve, A.S. & Creasey, C.H. (1945). Life and Work of John Tyndall.Tyndall var sjefslandmåler for planlegging av jernbanelinjen fra Halifax til Keighley i 1846, ifølge matematikkeren Thomas Archer Hirst, som arbeidet under Tyndall ved det samme ingeniørkontoret på den tiden – Ref . Tyndall described himself as the "principal assistant" at the firm –
Utdannelse i Tyskland mini|John Tyndall cirka 1850 I 1847 ble Tyndall lærer i matematikk og landmåling ved internatskolen Queenwood College i Hampshire. Han skrev senere at «ønsket om å vokse intellektuelt hadde ikke sviktet meg, og når jernbanearbeidet ble mindre intenst, tok jeg i 1847 en stilling som lærer ved Queenwood College.»Tyndall har gitt detaljerte beskrivelser om sitt liv i 1840-årene i «Address Delivered at the Birkbeck Institution on October 22, 1884», som er publisert som et kapittel i hans New Fragments essays (1892). En annen ung lærer som ankom Queenwood på samme tid, var Edward Frankland, som tidligere hadde jobbet som assistent ved British Geological Surveys kjemilaboratorium. Frankland og Tyndall ble gode venner. De dro i 1848 sammen til Tyskland for å studere realfag. Frankland visste at enkelte tyske universiteter var langt framme i fag som eksperimentell kjemi og fysikk. Britiske universiteter var på denne tiden mer opptatt av klassiske fag og matematikk, enn av anvendt vitenskap. De valgte Philipps-Universität Marburg på grunn av Robert Wilhelm Bunsens renommé. Tyndall studerte under Bunsen fra 1848 til 1850. Tretti år senere roste han sin tidligere lærer for å forklare kjemi og fysikk gjennom praktiske eksperimenter: «Jeg kan fortsatt se tilbake på Bunsen som mitt ideal av en universitetslærer.»New Fragments.
Professor Hermann Knoblauch hadde også stor betydning for Tyndalls studier, og Tyndall brevvekslet med ham i mange år etterpå. Tyndalls avhandling ved Marburg var en matematisk analyse av skruers overflater. Han bodde i Marburg i ytterligere ett år for å gjøre forskning på magnetisme sammen med Knoblauch, inkludert noen måneders besøk i Heinrich Gustav Magnus’ laboratorium i Berlin.
Tidlig vitenskapelig arbeid mini|John Tyndall (til høyre) sammen med noen av victoriatidens mest prominente forskere: Michael Faraday, Thomas Huxley, Charles Wheatstone og David Brewster.
Tyndall tidligste selvstendige arbeid i fysikk var eksperimenter på magnetisme og diamagnetisk polaritet, som han arbeidet med fra 1850 til 1856. Hans to mest innflytelsesrike publikasjoner var de to første, som var forfattet sammen med Knoblauch. En av dem var The magneto-optic properties of crystals, and the relation of magnetism and diamagnetism to molecular arrangement fra mai 1850. De to artiklene beskriver og kommenterer et eksperiment. Disse og andre undersøkelser av magnetisme gjorde Tyndall raskt kjent blant samtidens ledende forskerne.Tyndalls viktigste forskningsrapporter fra 1850-årene om diamagnetisme ble senere gjenutgitt som en samling, de er tilgjengelig på Archive.org. I forordet til samlingen skriver Tyndall om verkets historiske kontekst. (Se William T. Jeans' biografi om Tyndall s. 22-34) som også går inn i den historiske konteksten til Tyndalls diamagnetiske undersøkelser.
Han ble medlem av Royal Society i 1852. I 1853 ble han utnevnt til professor i naturfilosofi (fysikk) ved Royal Institution i London. Utnevnelsen bygget i stor grad på det positive inntrykket Michael Faraday hadde fått av ham.Michael Faraday promoterte Tyndall, blant annet ved å skrive et brev til ledere av Royal Institution i 23. mai 1853, der han roste Tyndalls evner som foreleser: «Jeg har hørt ham ved to eller tre anledninger; hans måte å utlegge om naturen på ved diskusjon og eksperimenter er etter min dom utmerket». Emily Hankin (2008), "John Tyndall's Lecture Courses at the Royal Institution and their Reception" . Da Faraday et tiår senere trakk seg tilbake, ble han etterfulgt av Tyndall i stillingen og andre roller som Faraday hadde hatt ved Royal Institution.
Viktigste vitenskapelige arbeid På slutten av 1850-årene studert Tyndall virkningen av strålingsenergi på bestanddeler av luft, noe som førte ham inn på flere problemer innenfor fysikken hvor han oppnådde flere originale forskningsresultater.
mini|Tyndalls oppsett for måling av varmestråling ved absorpsjon i gasser. (Klikk på bildet for en beskrivelse).
Undersøkelser for å forklare jordens drivhuseffekt Tyndall forklarte varmen i jordens atmosfære på grunnlag av egenskapene til de ulike gassene for å absorbere varmestråling (infrarød stråling). Måleanordningen som ble anvendt, var en termosøyle, en milepæl innenfor utviklingen av absorpsjonsspektroskopi for gasser.Tyndall: Contributions to Molecular Physics in the Domain of Radiant Heat Kapittel I. I 1859 var han den første til å gjøre korrekte målinger av den relative infrarøde absorpsjonsstyrken for gassene nitrogen, oksygen, vanndamp, karbondioksid, ozon, metan, et cetra. Han konkluderer med at vanndamp er den gassen som sterkest absorber varmestråling i atmosfæren og er en hovedgass når det gjelder innflytelse på atmosfærens lufttemperatur. Absorpsjon av de andre gassene er ikke ubetydelig, men forholdsvis liten. Før Tyndalls tid var det allment antatt at jordens atmosfære har en drivhuseffekt, men han var den første til å bevise det. Beviset var at vanndamp har en sterk virkning på absorpsjon av infrarød stråling som emitteres fra jordens overflate. Han understreket at klimaet ville vært mye kaldere om natten i fravær av drivhuseffekten.Tyndall redegjorde for «drivhuseffekten» i et offentlig foredrag i januar 1863 med tittelen «Om stråling gjennom jordens atmosfære». tilgjengelig her. I sammenheng med dette var han i 1860 den første til å demonstrere og kvantifisere at transparente gasser kan sende ut infrarød stråling.
Strålingsfysikk Ved undersøkelser av varmestråling i luften hadde det vært nødvendig å bruke luft hvor alle spor av svevestøv og andre partikler hadde blitt fjernet.Arthur Whitmore Smith tilgjengelig online. American scientific monthly, 1920 En effektiv måte å oppdage partikler i luften på er å bruke svært intenst lys. Spredningen av lyset på grunn av partikkelurenheter i gasser og væsker er i dag kjent som Tyndall-effekten. I sine studier av denne typen spredning i slutten av 1860-årene gjorde Tyndall nytte av datidens utvikling innenfor elektrisk lys. Han hadde også bruk for gode lysreflektorer. Han utviklet nephelometeret og lignende instrumenter som viser egenskapene til aerosoler og kolloider. Dette går ut på at konsentrerte lysstråler sendes gjennom mediene mot en mørk bakgrunn, og er basert på å utnytte tyndalleffekten.
Han var den første til å observere og rapportere fenomenet termodiffusjon i aerosoler. Dette ble oppdaget omkring varme gjenstander mens han egentlig undersøkte tyndalleffekten, med fokuserte lysstråler i et mørkt rom. Han utviklet en bedre måte å vise det på, men uten å undersøke fysikken i det i dybden. Tyndall rapporterte om dette fenomenet i 1870.En kort redegjørelse for den tidlige oppdagelsene innenfor studier av termodiffusjon er gitt i Encyclopedia of Surface and Colloid Science, andre utgave, 2006, side 6274-6275. Termodiffusjon ble først beskrevet av Tyndall i et foredrag ved Royal Institution med tittelen "On Haze and Dust", år 1870, som er inkludert i Tyndalls bok Scientific Addresses i 1870. Han observerte termodiffusjon i gassblandinger. Uavhengig og ukjent for ham, ble termodiffusjon observert i flytende blandinger i 1856 av Carl Ludwig.
For en rekke lettflyktige væsker demonstrerte han at om disse var i damp- eller væskeform, hadde de i hovedsak den samme evnene til å absorbere varmestråling.Contributions to Molecular Physics in the Domain of Radiant Heat side 199-214, (1863). Disse eksperimentene krevde «samvittighetsfull nøyaktighet, og litt oppmerksomhet for detaljer», som han senere sa."Atoms, Molecules, and Ether Waves" (1882) i New Fragments I et av hans andre og enklere eksperimenter ble en infrarød og en synlig lysstråle fra en elektrisk lampe sendt mot et fokuspunkt via et kraftig konkavt speil. På sin vei mot fokuspunktet ble strålen ført gjennom et kar med vann. Ved fokuspunktet, utenfor vannet, var strålen i stand til å sette et stykke av tre i brann, men strålen var ikke i stand til å smelte frosset vann. Ved fjerning av det mellomliggende vannet ble derimot det frosne vannet raskt smeltet. Dette indikerer at frekvensene av lyset som fremkommer i vann, er spesielle frekvenser som vannmolekylene ikke absorberer, og der vannets aggregattilstand ikke har noen merkbar rolle.Contributions to Molecular Physics in the Domain of Radiant Heat side 314 (1865)John Tyndall: Fragments of Science Volum I page 84-85 (1866).
Han konsoliderte og styrket resultatene til den franske fysikeren Paul-Quentin Desains, den skotske fysikeren James David Forbes, Knoblauch og andre, som viser at de viktigste egenskapene til synlig lys også kan reproduseres for varmestråling. Dette gjelder fenomenene refleksjon, brytning, diffraksjon, polarisering, depolarisering, dobbeltbrytning, og rotasjon i et magnetfelt. Tyndall presentasjon av faget begynner under overskriften "The Identity of Light and Radiant Heat" i Six Lectures on Light. (1873)