NORDLYS: Med terrella-kammeret laget Kristian Birkeland kunstig nordlys i 1912-13. (Bilde: Fredrik Drevon)

NORDLYSEKSPERIMENTENE TIL BIRKELAND

Nordlys på boks

På Teknisk museums nye utstilling kan du se kammeret Birkeland brukte til å lage nordlys.

Birkelands verdensrom

  • Kar med glassvegger kittet til lokk og bunn av metall og med en magnetiserbar kule i midten ble pumpet nesten lufttomme, og kulen ble utsatt for katodestråler.
  • Lysfenomenet som oppstod er beskrevet som et prektig fargespill.
  • Kulene ble populært kalt for terrellaer (små jordkloder), og karene ble omtalt som “Birkelands verdensrom”.
  • Det største karet var ferdig 1911, hadde 5 cm tykke vegger og et volum på 1,3 m³.
  • Karet ble ikke benyttet etter 1913, men vist for offentligheten på en minneutstilling for Birkeland 1917. Det er nå på Norsk Teknisk Museum i Oslo. Kilde: Store Norske Leksikon

Nordlys

Nordlys oppstår når energirike partikler, elektroner og protoner, kommer inn i Jordens atmosfære og kolliderer med atmosfæregassen. Denne blir tilført energi som så sendes ut igjen i form av lys. Lysutsendelsen kommer hovedsakelig fra atomer og molekyler i atmosfæren og ikke fra selve primærpartiklene. Kilde: Store Norske Leksikon

Den mest spennende av alle oppfinnelsene på Teknisk museums aktuelle utstilling Instrumenter. Fortellinger om vitenskap, er kammeret Kristian Birkeland brukte til å lage kunstig nordlys.

Verdensrom

Innretningen går også under navnet Birkelands verdensrom, eller terrella-kammeret, og ble trolig konstruert av Birkelands assistent Olaf Devik. I sine såkalte terrella-eksperimenter laget Birkeland og Devik kunstig nordlys.

BILDESERIE: Teknisk Museums instrumentutstilling

Birkeland var også en pionér innenfor atomenergi og røntgenstråler.

I en film som ble sendt på NRK i 1967 forteller Devik at Birkeland var den første som demonstrerte røntgenstråler i Norge. Det skjedde i 1896.

– En av de medisinske professorene tilstede syntes det var interessant, men tvilte på at røntgen kunne få noen større betydning for legevitenskapen.

Induserer

Ifølge Devik beskrev Birkeland Nordlys slik:

– Katodestrålene kommer fra solen og inn i jordens atmosfære, der de blir påvirket av jordens magnetiske felt, slår ned i nordlyssonene og gir anledning til nordlys. Den strømmen det representerer, induserer jordstrømmer og magnestiske stormer.

I tilegg til å studere solflekkene som han anså som urkilden for katodstråeler fra solen, sendte Birkeland ekspedisjoner til arktiske områder for å studere nordlys og jordmagnetisme.

Legendarisk kanon

For å finansiere nordlyseksperimentene satset Birkeland på å tjene store penger på en elektromagnetisk kanon: Prinsippet går ut på at et magnetisk prosjektil drives fremover av magnetfeltet i en rekke av induksjonsspoler langs et kanonløp.

Selv om Birkeland oppnådde å gi et 10 kilos prosjektil en fart på 50 m/s ble ikke demonstrasjonen i Gamle festsal i Det Kongelige Frederiks Universitet like vellykket som han hadde håpet. Han hadde nemlig lovet forsamlingen at de ikke skulle høre noe før prosjektilet traff blinken.

Riktignok traff prosjektilet blinken, men akkopagnert av et overdøvende smell og flammer.

De fremmøtte representantene fra våpenprodusentene Armstrong og Krupp var neppe særlig imponert, ettersom Birkeland beskrev demonstrasjonen som en fadese.

TERRALIA: Fysikkprofessor Kristian Birkeland (t.v.) og hans assistent Olaf Devik foran terraliakammeret som var en miniatyrvariant av verdensrommet. Foto: Teknisk museum
TERRALIA: Fysikkprofessor Kristian Birkeland (t.v.) og hans assistent Olaf Devik foran terrellakammeret som var en miniatyrvariant av verdensrommet. Teknisk Museum

Lysbuen og Hydro

Imidlertid kom en særegen lysbue til syne under demonstrasjonen. Lysbuen førte til Birkelands samarbeid med Sam Eyde om kunstgjødselproduksjon, og dannet grunnlaget for industrieventyret Norsk Hydro.

Hans Christian Erlandsen forklarer kunstgjødseloppfinnelsen i sin bok Patentstyret. 100 år med gode ideer:

"Ved å konsentrere nok elektrisk energi i en lysbue, ble det en reaksjon mellom oksygen og nitrogen i luften som ga nitrogenoksid. Av denne kunne man fremstille salpetersyre og nitrater, de sentrale ingrediensene i kunstgjødsel."

100 år med gode ideer

Konsulent på livstid

Fra 1905 var Birkeland ansatt hos Norsk Hydro som teknisk konsulent på livstid. Årslønnen var 5000 kroner, det samme som han tjente som fysikkprofessor.

Dermed ble Birkeland en velstående mann. I 1906 prøvde han å få økonomisk støtte av forretningsmannen Marcus Wallenberg til forskning rettet mot å utnytte atomenergi, men svensken syntes planene virket for vage.

Blant patentene til Birkeland var høreapparat, strømbrytere og fettherding. Han fikk godkjent hele 59 patenter. Sam Eyde drev intens lobbyvirksomhet for at de to skulle få Nobelprisen sammen. Birkeland ble nominert syv ganger, men fikk aldri Nobelprisen.

Les også: Observatoriet åpner igjen

Katoderakett

I 1912 hevdet Birkeland at rekylen fra katodestråler kunne brukes som fremdriftsmiddel for raketter utenfor jordens atmosfære.

Birkeland og Devik gjorde vellykkede labeksperimenter med dette, men gikk ikke videre med teorien fordi Birkeland hadde så mange andre jern i ilden, bl. a. forskning på solsystemenes dannelse, spiraltåker og saturns ringer.

Ifølge Store Norske Leksikon har flere forsøkt å videreutvikle Birkelands elektromagnetiske kanon som "bar i seg elementer både av prinsippene for store elektrodynamiske partikkelakseleratorer og for nye typer skytevåpen som var planlagt i USAs “Star Wars”-prosjekt."

Konvensjonelt

En rekke forskere og instrumentmakere på 17- og 1800-tallet viste fremragende evner når det gjaldt å lage analoge eksperimenter for å teste hypoteser. Dette formidler utstillingen Instrumenter. Fortellinger om vitenskap, på en god måte.

Utstillingen fungerer derimot ikke like bra som historiefortelling. Plansjene virker noe tafatte. Etikettene som skal forklare hva som er hva, er klønete plassert.

Det tar for mye tid å finne ut hvilke etiketter som hører til hvilke objekter. Dermed blir utstillingen en prøvelse både for tålmodigheten og ryggen.

At man har utplassert en touch-screen med veggprojeksjon av instrumentfotografier endrer ikke helhetsinntrykket. Instrumentene i seg selv er likevel verdt besøket. Definitivt.

Les også: Hyller Chevrolet på Teknisk museum

Europas beste HiFi-museum

Oksygenfattig luft hindrer brann

Hvor er internett?

Hjernen på 1-2-3