Füüsika Instituudist
Tartu Ülikooli füüsika instituut kuulub ülikooli loodus- ja täppisteaduste valdkonna koosseisu. Instituudi põhiülesanne on õppe- ning teadus- ja arendustöö tegemine ning ühiskonnale vajalike teenuste osutamine füüsikas, materjaliteaduses ja nende siduserialadel.
Füüsika instituudi juhtimine
Füüsika instituudi tööd juhib direktor. Füüsika instituudi kõrgeim otsustuskogu on instituudi nõukogu.
Füüsika instituudi tegevuse alused ja korra sätestab instituudi põhikiri. Instituudi missioon, visioon ja eesmärgid kuni aastani 2027 on kirjeldatud instituudi arengukavas:
Füüsika instituudi nõukogu toimib ka doktoritööde kaitsmisnõukoguna ning otsustab doktorikraadide andmise senati kinnitatud õppekavade alusel.
Füüsika instituudi struktuur
Füüsika instituudis on viisteist laborit ja töörühma:
Nanostruktuuride füüsika labor koos Materjalitehnoloogiate töörühmaga
Füüsikalise optika labor
Atmosfääri- ja keskkonnateaduste labor
Füüsikahariduse osakond koos Koolifüüsika keskusega
Physicumi seminarid
Physicumi seminarid on mõeldud füüsikute ja materjaliteadlaste, aga ka teiste loodus- ja täppisteadlaste laiale ringile (alates bakalaureuse astme üliõpilastest) ning püüavad avada seda, mis mingis valdkonnas on parasjagu oluline ja uudne või kuhu teatud uurimissuund on tänaseks välja jõudnud.
Lisaks korraldatakse alates aastast 2018 füüsika instituudi õppejõudude väljasõite päevakajaliste õppetööga seotud teemade arutamiseks.
Ajaloost
Praegune Tartu Ülikooli füüsika instituut moodustus Tartu Ülikooli füüsikaosakonna ja Tartu Ülikooli teadus- ja arendusasutuse Tartu Ülikooli füüsika instituudi liitumisel. Alates 2014. aastast asub füüsika instituut uues ja moodsas õppe- ning teadushoones Maarjamõisa väljal.
Elmar Vesmani koostatud Tartu Ülikooli Füüsika Instituudi kroonika 1946 - 2006:
1946 - Eesti NSV Rahvakomissaride Nõukogu määrusega asutati Eesti NSV TA Füüsika, Matemaatika ja Mehaanika Instituut (FMMI);
1947 - Instituut alustab A. Humala juhtimisel tööd;
1952 - Instituut nimetatakse ümber Füüsika ja Astronoomia Instituudiks (FAI);
1956 - Esimene Eestis korraldatud (TÜ&FI) üleliiduline luminestsentsikonverents;
1964 - FAIs moodustatakse erikonstrueerimisbüroo;
1965 - Valmib kristallide labori hoone;
1967 - FAIs veeldatakse esmakordselt Eestis heeliumi, rajatakse siinne madalate temperatuuride füüsika; Ehitatakse esimene vaakumultraviolett-piirkonna difraktsioon-topeltmonokromaator maailmas;
1968 - Esimene laser instituudis;
1969 - Esimene elektronarvuti instituudis;
1970 - Instituut korraldab esmakordselt rahvusvahelise teaduskonverentsi; Valmib aparaadiehitushoone esimene järk töökoja ruumidega;
1972 - Annab kiirgust esimene instituudis koostatud laser (argoonlaser);
1973 - FAI pooldub Astrofüüsika ja Atmosfäärifüüsika Instituudiks Tõraveres (nüüdne Tartu Observatoorium) ja Füüsika Instituudiks (FI) Tartus;
1975 - Valmib FAI füüsikalaborite hoone (praegune aadressil Riia 142 asuv hoone);
1975 - 92 - FIs tegutseb TÜ tahkisefüüsika/laseroptikabaaskateeder (koolitati üle 80 spetsialisti);
1976 - 90 - FIs tegutseb doktoritööde kaitsmise erialanõukogu, mille ees kaitsti kokku 28 doktori- ja 77 kandidaadiväitekirja;
1982 - FIs tehtud spektrofotomeeter kosmoselaeva “Saljut” pardal; valmib esimene eksimeerlaser-spektromeeter;
1995 - FIst saab riigiteadusasutus, avalik-õiguslik juriidiline isik Haridusministeeriumi valitsemisalas
1997 FI ühineb Tartu Ülikooliga, temast saab Tartu Ülikooli teadus- ja arendusasutus Tartu Ülikooli Füüsika Instituut (TÜFI)
2008 FI ühineb Tartu Ülikooli füüsika-keemiateaduskonna füüsika osakonnaga, lisaks Tartu Ülikooli teadus- ja arendusasutuse staatusele on FI nüüd ka Tartu Ülikooli loodus- ja tehnoloogiateaduskonna (LOTE) koosseisus
2016 Loodus- ja tehnoloogiateaduskond ning matemaatika-informaatikateaduskond ühinevad loodus- ja täppisteaduste valdkonnaks, mille koosseisu kuulub ka füüsika instituut.
Instituuti on juhtinud:
1947 - 1950 Arnold Humal (1908-1987) (FMMI)
1950 - 1973 Aksel Kipper (1907-1984) (FMMI,FAI)
1973 - 1976 Karl Rebane (1926-2007) (FI)
1976 - 1981 Harry Õiglane (1927-1999)(FI)
1981 - 1988 Peeter Saari (FI)
1988 - 1994 Arvi Freiberg (FI)
1994 - 2003 Kristjan Haller (FI, TÜFI)
2003 - 2009 Ergo Nõmmiste (1956-2019)(TÜFI)
2009 - 2012 Marco Kirm (TÜFI)
2012 Toomas Plank (direktori kt)(TÜFI)
2013 - 2017 Jaak Kikas (TÜFI)
2018 - ... Toomas Plank (TÜFI)
IVAR PIIR
Järjepidevalt viljeletakse füüsikat Tartu Ülikoolis pärast selle taasavamist Keiserliku Vene riigi ülikoolina 1802. aastal. 17. sajandil tegutses Tartus küll pikema vaheajaga Rootsi Academia Dorpatiensis, kuid siis oli füüsika alles kujunemas. Nii ilmus ülikooli avamisaastal 1632 Galilei kuulus «Dialoog kahest maailma süsteemist...», mis viis eaka õpetlase inkvisitsioonikohtu ette. Sajandi lõpukümnel käsitles siinne professor Sven Dimberg oma loengutes arvatavasti esimesena Newtoni gravitatsiooniteooriat ja selle alusel Päikesesüsteemi ehitust, toetudes äsja ilmunud Newtoni teosele «Loodusfilosoofia matemaatilised printsiibid».
1802-1918
1802 avatud Universitas Dorpatiensis oli Vene keisririigis ainus ülikool, kus peaaegu sajandi lõpuni toimus õppetöö saksa keeles. Seetõttu töötas siin ka rida Kesk-Euroopast pärit võimekaid teadlasi. Siinse eduka töö tulemuseks oli harilikult nende valimine Peterburi akadeemikuks ja töökoht pealinnas. Nii oli esimene füüsikaprofessor (1802-26) G.F. Parrot Stuttgardi ülikooli kasvandik ja hilisem (1841-65) Halle ülikooli professor, kes oli saavutanud tuntuse oma seal ilmunud meteoroloogiaõpikuga. G.F. Parrot osales aktiivselt Tartu Ülikooli taasavamises ja saavutas selle sõltumatuse balti rüütelkonnast, oli ülikooli esimene rektor. Ta kirjutas rea füüsikaõpikuid ja oli galvaanielemendi keemilise teooria üks loojaid.
Geofüüsikalisele uurimissuunale (meteoroloogia, geomagnetism) pani Tartus aluse G.F. Parroti poeg J.F. Parrot, meedikuharidusega füüsikaprofessor (1826-41), materjali kogumiseks korraldas rea ekspeditsioone Euroopasse ja Venemaale, teda peetakse Ararati esmavallutajaks. Meteoroloogia suunda jätkas ka Kämtzi õpilane Tartumaalt pärit A.J. v. Oettingen (professor 1865-93). Tema algatusel asutati ülikooli meteoroloogia-observatoorium (metobs, 1865) ja kinnitati uus füüsilise geograafia professuur (1878). Oettingen ise uuris ka kondensaatori sädelahendust, täiustas termomeetri täppiskalibreerimist ja kirjutas töö muusikateooriast. Ta vabastati töölt (1893), kui venestamise käigus viidi ülikool vene õppekeelele ja ülikoolist sai Universitas Jurjeviensis.
Saksakeelse Tartu Ülikooliga on seotud ka kaks laiemalt tuntud füüsikut. Heinrich Emil Lenz (1804-65) sündis Tartus, õppis siin loodusteadusi ja teoloogiat, töötas G.F. Parroti assistendina. Parroti soovitusel osales füüsikuna O.V. Kotzebue ümbermaailmareisil 1823-26. Oma põhitulemustele (Lenzi reegel, 1833 ja elektrivoolu soojusliku toime seadus, 1843) jõudis ta Peterburis (valiti akadeemikuks 1834). Moritz Herman Jacobi (1801-74), sündinud Potsdamis, oli Tartus tsiviilarhitektuuri professor 1836-37. Siin alustas ta tööd galvanoplastika väljaarendamiseks. Siirdus samuti Peterburi (akadeemik 1847).
Venestusaja professorid määrati keskvõimu poolt. Napi ühe semestri (1893) töötas siin hilisem teenekas seismoloog vürst Boriss Golitsõn. 1894-1917 oli füüsikaprofessoriks Aleksander Sadovski, kes sai tuntuks oma teoreetilise uurimusega valguse mehaanilise toime kohta kristallile (1897). Ta üritas ise ka efekti katseliselt kindlaks teha, kuid edutult. See õnnestus alles 1935 R.A. Beth'il Princetonis.
Pärast Riia langemist saksa vägede kätte 1917. a. sügisel ülikool osaliselt evakueeriti Voronezhi, lahkus ka A. Sadovski oma assistentidega. 1918. a. märtsis vene ülikool suleti saksa okupatsioonivõimude poolt.
1919-1940
Tartu Eesti Ülikoolis, mis avati detsembris 1919, luges esimese eestikeelse füüsikakursuse matemaatika-loodusteaduskonna ajutine dekaan, hilisem matemaatikaprofessor J. Sarv. Tema ettepanekul kandideeris ning valiti (1920) füüsikaprofessoriks ja füüsika instituudi juhatajaks Pulkovo Hismoloogiajaama juhataja Johan Vilip (1770-1942). Ta oli lõpetanud Tartu Ülikooli (1895) ja olnud Peterburis Golitsõni kaastööline. Nad tegid rea ühisuurimusi aine kriitilise oleku ja spektromeetria alalt. 1902 konstrueeris Golitsõn galvanomeetrilise registreerimisega tundliku seismograafi ja ka Vilip pühendus seismoloogiale.
Tartus täiustas Vilip Golitsõni seismograafi termokompensatsiooniga. Neid oma aja parimaid seismograafe valmistati siin Vilipi juhendamisel 23 täiskomplekti. Ühe sai Tartu seismoloogiajaam (1931), kus juba 1897 oli töös vana tüüpi riist. Kahjuks ei loonud Vilip oma koolkonda ja sellesuunaline töö lõppes tema surmaga. Tartu seismograaf demonteeriti 1943-44 ja viidi Saksamaale.
1921 valiti teoreetilise füüsika dotsendiks Harald Perlitz (1889-1972), kes algatas siin röntgenstruktuurialase uurimissuuna. 1927-30 muretseti ülikoolile vajalik aparatuur. H. Perlitzi (prof. 1935) ümber koondus rida noori uurijaid, peatähelepanu pöörati väärismetalle sisaldavate sulamite struktuurile. Enamik selle ala spetsialiste lahkusid Eestist 1944, H. Perlitz ise jäi Rootsi juba 1940, olles seal teaduskomandeeringul.
Füüsikaosakonna suurimaks üksuseks oli meteoroloogia ja geofüüsika õppetool koos metobsiga, mida juhatas 1925-44 Kaarel Kirde (prof. 1930). Metobsi alluvuses töötas Eesti ühtne meteoroloogiateenistuse võrk. Kujunes tugev kliimauurijate koolkond ja Eesti osutus klimaatiliselt üheks paremini uuritud piirkonnaks maailmas. 1930 alustati ka aktinomeetriliste vaatlustega.
Astronoomia professuur (Taavet Rootsmäe) ja Tähetorn jäid endiselt matemaatika osakonna juurde. 1923 omandas doktorikraadi Ernst Öpik(1893-1985). Mõlemad jätkasid siinset traditsioonilist tähestatistilist uurimissuunda, kuid E. Öpik alustas ka astrofüüsika probleemidega. Juba 1937 arendas ta ideed tähtedes toimuvatest termotuumaprotsessidest, kus vesinik muutub heeliumiks. Tema innustusel hakkasid nooremad kolleegid (A. Kipper, R. Preem) tõsiselt süvenema kvantmehaanikasse.
1940-1980
Juunipööre 1940 ja sõjaaastad 1941-44 katkestasid 20 iseseisvusaasta jooksul toimunud arengu. 1944. a. sügiseks olid Eestist lahkunud kõik füüsikaosakonna professorid. Nende siia jäänud noorematest kolleegidest oli paaril magistrikraad ja vaid astrofüüsikul Aksel Kipperil (1907-84) doktorikraad. Õppejõududeks tulid ka mõned magistrikraadiga gümnaasiumiõpetajad (A. Mitt, J. Lang, pisut hiljem P. Prüller). Tegelik õppetöö algas jaanuaris 1945, vastavatud füüsikakateedri juhatajaks ja professoriks sai A. Kipper. Järgmise õppeaasta alguseks jagunes füüsikakateeder teoreetilise füüsika (A. Kipper) ning eksperimentaal- ja üldfüüsika kateedriteks. Viimase juhatajaks sai suurepärane organisaator Anatoli Mitt(1909-1980). 1951-69 sai A. Mitt matemaatika-loodusteaduskonna ja sellest korduvate ümberorganiseerimiste käigus 1967 eraldunud füüsika-keemiateaduskonna dekaaniks. Füüsikaosakonna algusaastate vaimne liider A. Kipper pidi järk-järgult osakonna elust tagasi tõmbuma. 1946 sai ta ENSV TA akadeemikuks-asutajaliikmeks ja TA asepresidendina asus koordineerima TA Tartu asutuste tööd. 1949 andis ta teoreetilise füüsika kateedri üle Harald Keresele (1912), kes oli parajasti ümber kaitsnud oma 1943 valminud doktoritöö. H. Keres sai professoriks 1954, akadeemikuks 1961.
1958 moodustati senise suure kateedri asemel eksperimentaalfüüsika (juhataja Karl Rebane ja 1960. aastast Karl-Samuel Rebane) ning üldfüüsika kateedrid (juhataja A. Mitt ja seejärel 1961. aastast K. Kudu).
Oma teadusbaasidest jäi ilma astronoomia ja geofüüsika kateeder: Tähetorn viidi Teaduste Akadeemia süsteemi ja Metobsi funktsioonid võttis üle Tallinna Hüdro- ja Meteoroloogiateenistus. Kateedri juures spetsialiseerusid geofüüsika erialale füüsikaosakonna üliõpilased ja astronoomiale mõned matemaatika osakonna üliõpilased. Pärast korduvaid reorganiseerimisi 1965 kateeder likvideeriti. Selleks ajaks oli peaaegu lõppenud nõudlus geofüüsikute järele ja TA FAI-s tekkinud vajadus astrofüüsikute järele. Viimaseid aga valmistati ette teoreetilise füüsika eriala baasil.
1950. aastatel hakkas füüsikaosakond saama olulist täiendust oma lõpetajate arvel. Neist osa läbis aspirantuuri ja eelkõige teoreetilise füüsika erialal omandasid ka kandidaadikraadi. Esimese kandidaadikraadi sai siin Paul Kard (1949). Eksperimentaalfüüsikas kippus väitekirjade valmimine venima peamiselt raskuste tõttu ajakohase katseaparatuuri muretsemisel. Siiski kujunesid ka siin 1960. aastaks peamised uurimissuunad. Eksperimentaalfüüsika kateedris sai selleks luminestsents ja tahkisefüüsika. Sellele pani aluse 1951 Tartu Ülikooli rektoriks saanud Feodor Klement (1903-73). Üldfüüsika kateedris omandasid olulise koha atmosfääri ionisatsioonialased uuringud, neid algatas 1951 J. Reinet.
1960 loodi füüsikaosakonna juurde elektroluminestsentsi ja pooljuhtide laboratoorium (EPL) (teaduslik juhendaja K.-S. Rebane). Selle põhiteemadeks olid pulbriliste elektroluminofooride uurimine nende ekspluatatsiooniomaduste parandamiseks ja kilestruktuuride, eriti epitaksiaalkilede moodustumise mehhanismi selgitamine. Häid tulemusi saadi eriti pärast EPL-i hoone esimese järgu valmimist 1972, kõrgvaakumtehnika juurutamisel.
Eksperimentaalfüüsika kateedris organiseeriti 1962-65 raadiospektroskoopia labor (Ü. Haldre, L. Pung) ja 1967 elektromeetria labor (O. Saks).
1964 asutati aeroionisatsiooni ja elektroaerosoolide laboratoorium (AEL) (teaduslik juhendaja 1964-75 J. Reinet, seejärel K. Kudu). 1975 arvati AELi koosseisu eraldi sektoritena rajatud gaaslahenduse laboratoorium ja elektromeetria labor.
Teoreetilise füüsika kateedris, mille juhatajaks 1960-81 oli Paul Kard (1914-85) (füüs-mat. Dr. 1965, prof. 1967, ENSV TA korr-liige 1961), esialgne kvantväljateooria suund (kvantmehaanika kvantiseeritud ruumis, gravitatsioonivälja kvantiseerimine) asendus 1960. a. paiku üldrelatiivsusteooria ning mitmekihiliste optiliste katete analüüsi ja sünteesi probleemidega. Viimast suunda arendas edukalt P. Kard.
Oluliseks tähiseks füüsikaosakonna eluks oli Tähe 4 füüsikamaja ehitamine, selle esimene järk valmis 1977, teine järk 1982. 1976 loodi kahasse TA Füüsika Instituudiga tahke keha füüsika kateeder (K. Rebane, M. Elango) ja 1982 avati uuesti geofüüsika kateeder (O. Avaste).
2008. aastal ühineb füüsika osakond Tartu Ülikooli Füüsika Instituudiga, moodustub tänane TÜ füüsika instituut TÜ loodus ja tehnoloogiateaduskonna / alates 2017. aastat TÜ loodus ja täppisteaduste valdkonna/ koosseisus.
Akad Harald Kerese sajandaks sünniaastapäevaks tehtud näitus Eesti Teaduste Akadeemias ja Tartu Ülikooli raamatukogus.
Failid valmistas näituseks ette TÜ raamatukogu kunstnik Eve Valper.
Karl Rebase pikaajalise, väga sihikindla ning eduka teadustöö peateema oli teoreetiline füüsika rakendatuna optikas ja tahke keha füüsikas. 1968. aastal avaldatud venekeelne monograafia, mis käsitles lisanditega kristallide optiliste spektrite teooriat, tõlgiti USA-s inglise keelde ja kujunes füüsikamaailmas nõutud käsiraamatuks. See moodustas teoreetilise aluse, millel baseerub Karl Rebase loodud tahkise spektroskoopia koolkond Tartus. Üheks tema tunnustatud saavutuseks on koos õpilastega arendatud optilise resonantse sekundaarkiirguse teooria, mis oli aluseks uue optilise nähtuse, kuuma luminestsentsi avastamisele.
1961. a valiti K. Rebane ENSV Teaduste Akadeemia (TA) liikmeks, aastatel 1964–1968 oli ta sealse füüsika-matemaatika ja tehnikateaduste osakonna akadeemiksekretär, aastatel 1968–1973 ENSV TA asepresident ning aastatel 1973–1990 president. Tänu temale asutati 1973. a TA füüsika instituut, 1973.–1976. aastal oli ta selle esimene direktor.
Karl Rebasest kujunes rahvusvaheliselt üks tuntumaid Eesti füüsikuid, kes viis Eesti füüsikateaduse rahvusvahelisele areenile. Ta oli Vene TA, Euroopa Akadeemia (London) ja Euroopa Teaduste ja Kunstide Akadeemia (Salzburg) liige. Eesti Teaduste Akadeemia jaoks aga oli ta omal kombel ajastuülene president, kes sobis seda tööd tegema ühiskondlikest oludest sõltumata. Sellega on läinud Karl Rebane Eesti teaduse ajalukku kui teaduse suurmees, kellel olid teadmised, tahe ja võimalused suunata teaduse arengut Eestis olulisel määral peaaegu terve veerandsajandi jooksul.
Vaata ka:
