Войти
| Хендрик Лоренц | |
|---|---|
 перед доской с формулами из общей теории относительности Эйнштейна | |
| Родился | (1853-07-18) 18 июля 1853 г.. Арнем, Нидерланды |
| Умер | 4 февраля 1928 (1928-02-04) ( в возрасте 74 лет). Харлем, Нидерланды |
| Национальность | Голландец |
| Alma mater | Лейденский университет |
| Известен | |
| Награды |
|
| Научная карьера | |
| Поля | Физика |
| Учреждения | Лейденский университет |
| Докторант | Питер Рийке |
| Докторанты | |
Портрет Яна Вета.
Теория электронов Лоренца. Формулы для силы Лоренца (I) и уравнений Максвелла для расходимости электрического поля E (II) и магнитное поле B (III), La théorie electromagnétique de Maxwell et son application aux corps mouvants, 1892, p. 451. V - скорость света. 
Теория электронов Лоренца. Формулы для rot магнитного поля (IV) и электрического поля E (V), La théorie electromagnétique de Maxwell et son application aux corps mouvants, 1892, стр. 452. Хендрик Антун Лоренц (; 18 июля 1853 г. - 4 февраля 1928 г.), голландский физик, разделивший Нобелевскую премию 1902 в Physics с Питером Зееманом за открытие и теоретическое объяснение эффекта Зеемана. Он также вывел уравнения преобразования, лежащие в основе специальной теории относительности Альберта Эйнштейна .
. Согласно биографии, опубликованной Нобелевским фондом, " Можно с полным основанием сказать, что все физики-теоретики считали Лоренца ведущим духом мира, который завершил то, что не было завершено его предшественниками, и подготовил почву для плодотворного принятия новых идей, основанных на квантовая теория. " Он получил множество наград и отличий, в том числе был председателем Международного комитета по интеллектуальному сотрудничеству, предшественника ЮНЕСКО, между 1925 и 1928 годами.
Хендрик Лоренц был родился в Арнеме, Гелдерланде, Нидерландах, сын Геррита Фредерика Лоренца (1822–1893), зажиточного садовода, и Гертруиды ван Гинкель (1826) –1861). В 1862 году, после смерти матери, его отец женился на Люберте Хупкес. Несмотря на то, что он вырос как протестант, он был вольнодумцем в религиозных вопросах. С 1866 по 1869 год он посещал "школу Hogere Burger School" в Арнеме, новую государственную школу нового типа, недавно основанную Йоханом Рудольфом Торбекке. Его результаты в школе были образцовыми; Он преуспел не только в физических и математических науках, но также в английском, французском и немецком языках. В 1870 году он сдал экзамены по классическим языкам, которые затем требовались для поступления в университет.
Лоренц изучал физику и математику в Лейденский университет, где на него сильно повлияло обучение профессора астрономии Фредерика Кайзера ; именно его влияние привело его к тому, что он стал физиком. Получив степень бакалавра, он вернулся в Арнем в 1871 году, чтобы вести вечерние школьные занятия по математике, но продолжил учебу в Лейдене в дополнение к своей должности преподавателя. В 1875 году Лоренц получил докторскую степень под Питером Рийке за диссертацию под названием «Over de theorie der terugkaatsing en breking van het licht» (По теории отражения и преломления света), в котором он уточнил электромагнитную теорию Джеймса Клерка Максвелла.
17 ноября 1877 года в возрасте 24 лет был назначен Хендрик Антун Лоренц. на недавно созданную кафедру теоретической физики в Лейденском университете. Первоначально эта должность была предложена Йохану ван дер Ваальсу, но он принял должность в Universiteit van Amsterdam. 25 января 1878 года Лоренц прочитал свою вступительную лекцию на тему «Теория молекул в природе» («Молекулярные теории в физике»). В 1881 году он стал членом Королевской Нидерландской академии искусств и наук.
. В течение первых двадцати лет в Лейдене Лоренц в первую очередь интересовался электромагнитной теорией электричества, магнетизма и света. После этого он расширил свои исследования на гораздо более широкую область, по-прежнему сосредоточившись на теоретической физике. Лоренц внес значительный вклад в различные области от гидродинамики до общей теории относительности. Его самый важный вклад был в области электромагнетизма, теории электронов и теории относительности.
Лоренц предположил, что атомы могут состоять из заряженных частиц, и предположил, что колебания этих заряженных частиц были источник света. Когда коллега и бывший ученик Лоренца, Питер Зееман, в 1896 году открыл эффект Зеемана, Лоренц предоставил его теоретическую интерпретацию. Экспериментальная и теоретическая работа была удостоена Нобелевской премии по физике в 1902 году. Имя Лоренца теперь связано с уравнением Лоренца – Лоренца, силой Лоренца, лоренцевой распределение и преобразование Лоренца.
В 1892 и 1895 годах Лоренц работал над описанием электромагнитных явлений (распространения света) в системах отсчета, которые движутся относительно постулируемого светоносный эфир. Он обнаружил, что переход от одной системы отсчета к другой можно упростить, используя новую временную переменную, которую он назвал местным временем и которая зависит от всемирного времени и рассматриваемого местоположения. Хотя Лоренц не дал детальной интерпретации физического значения местного времени, с его помощью он мог объяснить аберрацию света и результат эксперимента Физо. В 1900 и 1904 годах Анри Пуанкаре назвал местное время Лоренца «самой гениальной идеей» и проиллюстрировал ее, показав, что часы в движущихся системах отсчета синхронизируются путем обмена световыми сигналами, которые, как предполагается, движутся с одинаковой скоростью относительно движение кадра (см. Синхронизация Эйнштейна и Относительность одновременности ). В 1892 году, пытаясь объяснить эксперимент Майкельсона-Морли, Лоренц также предположил, что движущиеся тела сжимаются в направлении движения (см. сокращение длины ; Джордж Фицджеральд уже пришел к такому выводу в 1889 году).
В 1899 году и снова в 1904 году Лоренц добавил к своим преобразованиям замедление времени и опубликовал то, что Пуанкаре в 1905 году назвал преобразованиями Лоренца. Лоренцу, по-видимому, было неизвестно, что Джозеф Лармор использовал идентичные преобразования для описания движущихся по орбите электронов в 1897 году. Уравнения Лармора и Лоренца выглядят несколько непохожими, но они алгебраически эквивалентны тем, которые были представлены Пуанкаре и Эйнштейном в 1905 году. Статья 1904 года включает ковариантную формулировку электродинамики, в которой электродинамические явления в разных системах отсчета описываются идентичными уравнениями с четко определенными свойствами преобразования. В статье четко признается значение этой формулировки, а именно, что результаты электродинамических экспериментов не зависят от относительного движения системы отсчета. В статье 1904 года подробно обсуждается увеличение инерционной массы быстро движущихся объектов в бесполезной попытке сделать импульс в точности похожим на ньютоновский; это была также попытка объяснить сокращение длины как накопление «вещества» на массе, что замедляет ее и сокращает.
Альберт Эйнштейн и Хендрик Антун Лоренц, сфотографированные Эренфестом перед своим домом в Лейдене в 1921 году. 
Лоренц (слева) на Международный комитет по интеллектуальному сотрудничеству Лиги Наций, здесь с Альбертом Эйнштейном.В 1905 году Эйнштейн использовал бы многие концепции, математические инструменты и результаты Лоренца. обсуждал вопрос о написании своей статьи под названием «О электродинамике движущихся тел », известной сегодня как специальная теория относительности. Поскольку Лоренц заложил основы работы Эйнштейна, эта теория первоначально называлась теорией Лоренца – Эйнштейна.
В 1906 году электронная теория Лоренца получила полноценное освещение в его лекциях в Колумбийском университете, опубликованный под названием «Теория электронов».
Увеличение массы было первым предсказанием Лоренца и Эйнштейна, которое подверглось проверке, но некоторые эксперименты Кауфманна, по-видимому, показали несколько иное увеличение массы; это привело Лоренца к известному замечанию о том, что он был «au bout de mon latin» («в конце моего [знания] латыни» = в конце его остроумия). Подтверждение его предсказания пришлось ждать до 1908 года и позже (см. Эксперименты Кауфмана – Бухерера – Неймана ).
Лоренц опубликовал серию статей, посвященных тому, что он назвал «принципом относительности Эйнштейна». Например, в 1909, 1910, 1914 годах. В своих лекциях 1906 года, опубликованных с дополнениями в 1909 году в книге «Теория электронов» (обновленной в 1915 году), он утвердительно отзывался о теории Эйнштейна:
Будет ясно, чем Было сказано, что впечатления, полученные двумя наблюдателями A0 и A, будут одинаковыми во всех отношениях. Было бы невозможно решить, кто из них движется или стоит на месте относительно эфира, и не было бы причин предпочитать время и длину, измеряемые одним, значениям, определенным другим, или утверждать, что любой из них является обладать «истинным» временем или «истинной» длиной. Это момент, на котором Эйнштейн делал особый упор в теории, в которой он исходит из того, что он называет принципом относительности. Я не могу говорить здесь о многих очень интересных приложениях, которые Эйнштейн сделал из этого принципа. Его результаты, касающиеся электромагнитных и оптических явлений, в основном совпадают с теми, которые мы получили на предыдущих страницах, главное отличие состоит в том, что Эйнштейн просто постулирует то, что мы вывели, с некоторым трудом и не совсем удовлетворительно, из фундаментальных уравнений электромагнитного поля. поле. Поступая таким образом, он, безусловно, может похвастаться тем, что заставил нас увидеть в отрицательном результате экспериментов, подобных экспериментам Майкельсона, Рэлея и Брейса, не случайную компенсацию противоположных эффектов, а проявление общего и фундаментального принципа. Было бы несправедливо не добавить, что помимо поразительной смелости исходной точки теория Эйнштейна имеет еще одно заметное преимущество перед моей. В то время как мне не удалось получить для уравнений, относящихся к движущимся осям, в точности ту же форму, что и для уравнений, применимых к стационарной системе, Эйнштейн достиг этого с помощью системы новых переменных, немного отличающейся от тех, которые я ввел.
Хотя Лоренц все еще утверждал, что существует (необнаруживаемый) эфир, в котором часы покоя показывают «истинное время»:
1909: Тем не менее, я думаю, кое-что также может быть заявлено в пользу той формы, в которой я представил теорию. Я не могу не рассматривать эфир, который может быть вместилищем электромагнитного поля с его энергией и вибрациями, как наделенный определенной степенью субстанциальности, каким бы отличным он ни был от всей обычной материи.. 1910: При условии, что там есть является эфиром, то во всех системах x, y, z, t предпочтение отдается тому факту, что оси координат, а также часы покоятся в эфире. Если связать с этим идею (от которой я бы неохотно отказался), что пространство и время - совершенно разные вещи и что существует «истинное время» (таким образом, одновременность не зависит от местоположения, что согласуется с тем обстоятельством, что мы может иметь представление о бесконечно больших скоростях), тогда легко увидеть, что это истинное время должно указываться часами, покоящимися в эфире. Однако, если бы принцип относительности имел общий характер по своей природе, никто бы не смог определить, является ли только что использованная система отсчета предпочтительной. Тогда можно прийти к тем же результатам, как если бы (вслед за Эйнштейном и Минковским) отрицать существование эфира и истинного времени и рассматривать все системы отсчета как равнозначные. Какому из этих двух способов мышления следует придерживаться, может быть определено индивидуумом.
Лоренц также признал вклад Пуанкаре в теорию относительности.
Действительно, для некоторых физических величин, которые входят в формулы, я сделал это не указывает преобразование, которое лучше всего подходит. Это сделал Пуанкаре, а затем Эйнштейн и Минковский. Получить точную инвариантность уравнений мне не удалось. Пуанкаре, напротив, получил полную инвариантность уравнений электродинамики и сформулировал «постулат относительности», термины, которые он использовал первым. Добавим, что, исправляя недостатки моей работы, он никогда не упрекал меня за них.
Лоренц был одним из немногих ученых, поддержавших поиски Эйнштейном общей теории относительности с самого начала - он написал несколько исследовательских работ и обсудил с Эйнштейном лично и письменно. Например, он попытался объединить формализм Эйнштейна с принципом Гамильтона (1915) и переформулировать его бескоординатным способом (1916). Лоренц писал в 1919 году:
Полное солнечное затмение 29 мая явилось ярким подтверждением новой теории универсальной силы притяжения гравитации, разработанной Альбертом Эйнштейном, и, таким образом, укрепило убежденность в том, что определение этой теории является одним из наиболее важных шагов, когда-либо предпринятых в области естествознания.
Осенью 1926 года Лоренц прочитал серию лекций в Корнеллском университете на тему новая квантовая механика ; в них он представил волновую механику Эрвина Шрёдингера .
Памятник Лоренцу Парк Сонсбек в Арнеме, Нидерланды Эйнштейн писал о Лоренте:
1928: Огромное значение его работы заключалось в том, что она составляет основу теории атомов, а также общей и специальной теорий относительности. Специальная теория была более подробным изложением тех концепций, которые были обнаружены в исследовании Лоренца 1895 года.. 1953: Лично для меня он значил больше, чем все другие, с которыми я встречался на моем жизненном пути.
Пуанкаре (1902) сказал о теории электродинамики Лоренца:
Самая удовлетворительная теория - это теория Лоренца; это, несомненно, теория, которая лучше всего объясняет известные факты, та, которая выявляет наибольшее количество известных отношений. Именно благодаря Лоренцу результаты Физо по оптике движущихся тел, законам нормальной и аномальной дисперсии и поглощения связаны друг с другом. Посмотрите, с какой легкостью новое явление Зеемана нашло свое место и даже помогло классифицировать магнитное вращение Фарадея, которое бросило вызов всем усилиям Максвелла
Пол Ланжевен (1911) сказал о Лоренца:
Главной претензией Лоренца на славу будет то, что он продемонстрировал, что фундаментальные уравнения электромагнетизма также допускают группу преобразований, которая позволяет им возвращаться к той же форме, когда осуществляется переход от одного систему отсчета в другую. Эта группа принципиально отличается от вышеупомянутой в отношении преобразований пространства и времени ''.
Лоренц и Эмиль Вихерт имели интересную переписку по темам электромагнетизма и теории относительности, и Лоренц объяснил свои идеи в письмах к Вихерту.
Лоренц был председателем первой Сольвеевской конференции, состоявшейся в Брюсселе осенью 1911 года. Вскоре после конференции Пуанкаре написал эссе по квантовой физике, в котором даются указание на статус Лоренца в то время:
В любой момент можно было услышать, как двадцать физиков из разных стран говорили о [квантовой механике], которую они противопоставляли старой механике. Какая была старая механика? Был ли это Ньютон, тот, который все еще безальтернативно правил в конце девятнадцатого века? Нет, это была механика Лоренца, касающаяся принципа относительности; тот, который всего пять лет назад казался верхом смелости.
В 1910 году Лоренц решил реорганизовать свою жизнь. Его преподавательские и управленческие обязанности в Лейденском университете отнимали у него слишком много времени, оставляя мало времени для исследований. В 1912 году он ушел со своей кафедры теоретической физики и стал куратором «Кабинета физики» в Музее Тейлера в Харлеме. Он оставался связанным с Лейденским университетом в качестве внешнего профессора, и его «утренние лекции по понедельникам» о новых разработках в теоретической физике вскоре стали легендарными.
Лоренц сначала попросил Эйнштейна сменить его на посту профессора теоретической физики в Лейдене. Однако Эйнштейн не мог согласиться, потому что он только что принял должность в ETH Zurich. Эйнштейн не сожалел в этом вопросе, так как перспектива занять место Лоренца заставляла его дрожать. Вместо этого Лоренц назначил Пола Эренфеста своим преемником на кафедре теоретической физики в Лейденском университете, который основал Институт теоретической физики, который стал известен как Институт Лоренца.
После Первой мировой войны Лоренц был одной из движущих сил создания «Wetenschappelijke Commissie van Advies en Onderzoek in het Belang van Volkswelvaart en Weerbaarheid», комитета, который должен был использовать научный потенциал, объединенный в Королевская Нидерландская академия искусств и наук (KNAW) для решения гражданских проблем, таких как нехватка продуктов питания, возникшая в результате войны. Лоренц был назначен председателем комитета. Однако, несмотря на все усилия многих участников, комитет не добился большого успеха. Единственное исключение, которое в конечном итоге привело к основанию TNO, Нидерландской организации прикладных научных исследований.
Правительство Нидерландов попросило Лоренца возглавить комитет для расчета некоторых эффектов предложенных Афслуитдейк (Плотина ограждения) дамба для защиты от наводнений на уровне воды в Ваддензее. Гидротехника в то время была в основном эмпирической наукой, но нарушение приливного течения, вызванное Афслуитдейком, было настолько беспрецедентным, что эмпирическим правилам нельзя было доверять. Первоначально предполагалось, что Лоренц будет играть только координирующую роль в комитете, но быстро стало очевидно, что Лоренц был единственным физиком, который имел хоть какое-то фундаментальное отношение к проблеме. В период с 1918 по 1926 год Лоренц уделял этой проблеме значительную часть своего времени. Лоренц предложил исходить из основных гидродинамических уравнений движения и решать задачу численно. Это было возможно для «человеческого компьютера » из-за квазиодномерного характера потока воды в Waddenzee. Afsluitdijk был завершен в 1932 году, и предсказания Лоренца и его комитета оказались удивительно точными. В его честь был назван один из двух наборов замков в Афслуитдейке.
В 1881 году Лоренц женился на Алетте Катарине Кайзер. Ее отцом был Дж. Кайзера, профессора Академии художеств. Он был директором музея, который впоследствии стал широко известным Rijksmuseum (Национальная галерея). Он также был дизайнером первых почтовых марок Нидерландов.
От этого брака было две дочери и один сын.
Доктор Гертруида Луберта Лоренц, старшая дочь, была физиком. Она вышла замуж за профессора В. Дж. Де Хааса, который был директором криогенной лаборатории в Лейденском университете.
В январе 1928 года Лоренц серьезно заболел и умер вскоре после этого, 4 февраля.. Уважение, с которым к нему относились в Нидерландах, очевидно из описания Оуэна Уилланса Ричардсона его похорон:
Похороны состоялись в Харлеме в полдень в пятницу 10 февраля. Двенадцать Государственные телеграфные и телефонные службы Голландии были приостановлены на три минуты как дань уважения величайшему человеку, которого Нидерланды создали в наше время. В нем приняли участие многие коллеги и выдающиеся физики из зарубежных стран. Президент, сэр Эрнест Резерфорд, представлял Королевское общество и произнес благодарную речь у могилы.
— О. У. РичардсонУникальный фильм 1928 года о похоронной процессии с ведущей каретой, за которой следовали десять провожающих, за которой следовала карета с гробом, за которой, в свою очередь, следовали еще как минимум четыре кареты, проезжающие мимо толпы у Гроте Маркт, Харлем от Zijlstraat до Smedestraat, а затем обратно через Grote Houtstraat в сторону Barteljorisstraat, по пути к Algemene Begraafplaats на Kleverlaan (северное кладбище Харлема) было оцифровано на YouTube. На похоронах присутствовали, среди прочего, Альберт Эйнштейн и Мария Кюри. Эйнштейн произнес панегирик на поминальной службе в Лейденском университете.
Лоренц считается одним из главных представителей «Второго голландского золотого века», периода в несколько десятилетий вокруг 1900 года. естественные науки процветали в Нидерландах.
Ричардсон описывает Лоренца как:
Человек выдающихся интеллектуальных способностей Хотя он был погружен в собственное исследование момента, он, казалось, всегда имел в своем непосредственном понимании его разветвления в каждый уголок вселенной. Исключительная ясность его произведений является ярким отражением его чудесных способностей в этом отношении. Он обладал и успешно использовал умственную живость, необходимую для отслеживания взаимодействия обсуждения, проницательность, необходимую для извлечения тех утверждений, которые освещают реальные трудности, и мудрость, чтобы вести дискуссию между плодотворными каналами, и он делал это так умело. что процесс был малозаметным.
М. Дж. Кляйн (1967) писал о репутации Лоренца в 1920-е годы:
В течение многих лет физики всегда стремились «услышать, что Лоренц скажет об этом», когда была выдвинута новая теория, и даже в 72 года, он не разочаровал их.
В дополнение к Нобелевской премии Лоренц получил множество наград за свою выдающуюся работу. Он был избран иностранным членом Королевского общества (ForMemRS) в 1905 году. Общество наградило его своей медалью Рамфорда в 1908 году и своей медалью Копли в 1918 году. В 1912 году он был избран почетным членом Нидерландского химического общества.
 | Викиисточник содержит оригинальные работы, написанные или о:. Хендрик Лоренц |
| немецкий Викиисточник содержит оригинальный текст, относящийся к этой статье: Хендрик Антун Лоренц |
Цитаты, связанные с Хендриком Лоренцем в Wikiquote
СМИ, связанные с Хендриком Антуном Лоренцем в Wikimedia Commons
