Хендрик Антон Лоренц што открил. Човекот кој ја создаде теоријата за електрони

Лоренц Хендрик Антон
Роден: 18 јули 1853 година.
Починал: 4 февруари 1928 година (74 години).

Биографија

Хендрик (често се пишува Хендрик) Антон Лоренц (холандски: Hendrik Antoon Lorentz; 18 јули 1853 година, Арнем, Холандија - 4 февруари 1928 година, Харлем, Холандија) - холандски теоретски физичар, добитник на Нобеловата награда за физика20, заедно со 9 Питер Земан) и други награди, член на Кралската холандска академија на науките (1881), голем број странски академии на науки и научни здруженија.

Лоренц е најпознат по неговата работа во областа на електродинамиката и оптиката. Комбинирајќи го концептот на континуирано електромагнетно поле со идејата за дискретни електрични полнежи кои ја сочинуваат материјата, тој ја создал класичната електронска теорија и ја применил за да реши многу конкретни проблеми: тој добил израз за силата што дејствува на движечкиот полнеж од електромагнетното поле (силата на Лоренц) и изведената формула што го поврзува индексот на прекршување на супстанцијата со нејзината густина (формула Лоренц-Лоренц), ја разви теоријата на дисперзија на светлината, објасни голем број магнето-оптички феномени (особено, Земановиот ефект ) и некои својства на металите. Врз основа на електронската теорија, научникот ја развил електродинамиката на подвижните медиуми, вклучително и поставување на хипотеза за контракцијата на телата во насока на нивното движење (контракција на Фицџералд - Лоренц), го вовел концептот на „локално време“, добил релативистички израз за зависноста на масата од брзината и изведените односи помеѓу координатите и времето во инерцијалните референтни системи кои се движат релативно еден на друг (Лоренцови трансформации). Работата на Лоренц придонесе за формирање и развој на идеите за специјалната теорија на релативноста и квантната физика. Покрај тоа, тој добил голем број значајни резултати во термодинамиката и кинетичката теорија на гасовите, општата теорија на релативноста и теоријата на топлинското зрачење.

Потекло и детство (1853-1870)

Хендрик Антон Лоренц е роден на 15 јули 1853 година во Арнем. Неговите предци потекнувале од регионот на Рајна во Германија и главно се занимавале со земјоделство. Таткото на идниот научник, Герит Фредерик Лоренц (1822-1893), поседувал расадник со овошни дрвја во близина на Велп. Мајката на Хендрик Антон, Гертруда ван Гинкел (Geertruida van Ginkel, 1826-1861), пораснала во Ренсвуд во провинцијата Утрехт, била мажена, рано вдовица, а во третата година од вдовицата се омажила по втор пат - со Герит Фредерик. Имаа два сина, но вториот од нив умре во детството; Хендрик Антон бил израснат заедно со Хендрик Јан Јакоб, синот на Гертруда од неговиот прв брак. Во 1862 година, по раната смрт на неговата сопруга, таткото на семејството се оженил со Луберта Хупкс (1819/1820-1897), која станала грижлива маќеа за децата.

На шестгодишна возраст, Хендрик Антон влезе во основното училиште Тимер. Овде, на лекциите на Герт Корнелис Тимер, автор на учебници и популарни научни книги за физика, младиот Лоренц се запозна со основите на математиката и физиката. Во 1866 година, идниот научник успешно ги положи приемните испити во новоотворената Виша граѓанска школа (холандско училиште Хогербургер) во Арнем, што приближно одговараше на гимназија. Студирањето беше лесно за Хендрик Антон, што беше олеснето со педагошкиот талент на наставниците, пред се Х. Ван дер Стад, автор на неколку познати учебници по физика и Јакоб Мартин ван Бемелен, кој предаваше хемија. Како што самиот Лоренц призна, токму Ван дер Стад му всадил љубов кон физиката. Друг важен состанок во животот на идниот научник било неговото запознавање со Херман Хага, кој учел во истиот клас, а подоцна станал и физичар; тие останаа блиски пријатели во текот на животот. Покрај природните науки, Хендрик Антон се интересирал и за историјата, читал голем број дела за историјата на Холандија и Англија и бил љубител на историски романи; во литературата бил привлечен од работата на англиските писатели - Волтер Скот, Вилијам Текери и особено Чарлс Дикенс. Одликувајќи се со доброто сеќавање, Лоренц студирал неколку странски јазици (англиски, француски и германски), а пред да влезе на универзитетот самостојно ги совлада грчкиот и латинскиот. И покрај неговиот друштвен карактер, Хендрик Антон беше срамежлива личност и не сакаше да зборува за своите искуства дури и со своите најблиски. Тој беше туѓ на секој мистицизам и, според неговата ќерка, „беше лишен од верата во Божјата благодат... Верувањето во највисоката вредност на разумот... ги замени неговите религиозни верувања“.

Студирање на Универзитетот. Првите чекори во науката (1870-1877)

Во 1870 година, Лоренц влезе на Универзитетот во Лајден, најстариот универзитет во Холандија. Овде тој присуствуваше на предавањата на физичарот Питер Ријке и математичарот Питер ван Гир, кој предаваше курс по аналитичка геометрија, но стана најблизок до професорот по астрономија Фредерик Кајзер, кој дозна за нов талентиран студент од неговиот поранешен студент Ван дер Стад. За време на студирањето на универзитетот, идниот научник се запозна со основните дела на Џејмс Клерк Максвел и, со одредена тешкотија, можеше да ги разбере, што беше олеснето со проучувањето на делата на Херман Хелмхолц, Аугустин Френел и Мајкл. Фарадеј. Во ноември 1871 година, Лоренц ги положил магистерските испити со почести и, решавајќи сам да се подготви за докторските испити, го напуштил Лајден во февруари 1872 година. Враќајќи се во Арнем, станал учител по математика во вечерното училиште и во училиштето на Тимер, каде што некогаш учел; оваа работа му остави доволно слободно време да се занимава со наука. Главната насока на истражувањето на Лоренц беше електромагнетната теорија на Максвел. Покрај тоа, во училишната лабораторија изведувал оптички и електрични експерименти, па дури и неуспешно се обидел да го докаже постоењето на електромагнетни бранови проучувајќи ги празнењата на тегла Лајден. Потоа, допирајќи го познатото дело на британскиот физичар, Лоренц рече: „Неговиот „Трактат за електрична енергија и магнетизам“ ми остави, можеби, еден од најсилните впечатоци во мојот живот; толкувањето на светлината како електромагнетна појава во својата смелост го надмина сето она што го знаев досега. Но, книгата на Максвел не беше лесна! Напишан во годините кога идеите на научникот сè уште не ја добиле конечната формулација, таа не претставувала целосна целина и не одговарала на многу прашања“.

Во 1873 година, Лоренц ги положи докторските испити, а на 11 декември 1875 година во Лајден, со почести (magna cum laude), ја одбрани својата докторска дисертација „За теоријата на рефлексија и прекршување на светлината“ (холандски: Over de theorie der terugkaatsing en breking van het licht), во кој даде објаснување за овие процеси врз основа на Максвеловата теорија. По неговата одбрана, младиот доктор на науки се вратил на својот поранешен живот како учител во Арнем. Во летото 1876 година, заедно со пријателите, пешачел низ Швајцарија. Во тоа време, тој беше соочен со прашањето целосно да се префрли на математика: токму оваа дисциплина успешно ја предаваше на училиште, и затоа Универзитетот во Утрехт му ја понуди позицијата професор по математика. Меѓутоа, Лоренц, надевајќи се дека ќе се врати во својата Алма Матер, ја одбил оваа понуда и решил да заземе позиција како учител во класичната гимназија во Лајден како привремена позиција. Наскоро се случи важна промена на Универзитетот Лајден: одделот за физика беше поделен на два дела - експериментален и теоретски. Новата позиција професор по теоретска физика најпрво му била понудена на Јан Дидерик ван дер Валс, а кога тој одбил, на оваа позиција бил поставен Лоренц. Тоа беше првиот оддел за теоретска физика во Холандија и еден од првите во Европа; Успешната работа на Лоренц на ова поле придонесе за формирање на теоретската физика како независна научна дисциплина.

Професор во Лајден (1878-1911)

На 25 јануари 1878 година, Лоренц официјално ја презеде титулата професор, одржувајќи инаугуративен говор и извештај „Молекуларните теории во физиката“. Според еден од неговите поранешни студенти, младиот професор „имал необичен подарок, и покрај сета негова љубезност и едноставност, да одржува одредена дистанца меѓу себе и своите студенти, без воопшто да се стреми кон тоа и без да го забележи тоа“. Предавањата на Лоренц беа популарни меѓу студентите; тој уживаше во наставата, и покрај фактот што оваа активност одземаше значителен дел од неговото време. Згора на тоа, во 1883 година презел дополнително оптоварување заменувајќи го својот колега Хајке Камерлинг Онес, кој поради болест не бил во можност да предава курс по општа физика на Медицинскиот факултет; Лоренц продолжил да ги држи овие предавања дури и по закрепнувањето на Онес, до 1906 година. Врз основа на курсевите на неговите предавања, беа објавени низа познати учебници, кои беа препечатени неколку пати и беа преведени на многу јазици. Во 1882 година, професорот Лоренц ги започна своите активности за популаризација, неговите говори пред широката публика беа успешни поради неговиот талент да презентира сложени научни прашања на достапен и јасен начин.

Во летото 1880 година, Лоренц ја запознал Алета Катарина Кајзер (1858-1931), внука на професорот Кајзер и ќерка на познатиот гравер Јохан Вилхелм Кајзер, директор на музејот Ријкс во Амстердам. Свршувачката се случи истото лето, а на почетокот на следната година младите се венчаа. Во 1885 година се родила нивната ќерка Гертруда Луберта (холандски: Geertruida de Haas-Lorentz), која добила имиња во чест на мајката и маќеата на научникот. Истата година, Лоренц купил куќа на 48 Heugracht, каде што семејството водело тивок, одмерен живот. Во 1889 година се родила втората ќерка, Јохана Вилхелмина, во 1893 година, првиот син, кој живеел помалку од една година, а во 1895 година, вториот син, Рудолф. Најстарата ќерка последователно стана студентка на нејзиниот татко, студираше физика и математика и беше во брак со познатиот научник Вандер Јоханес де Хас, студент на Камерлинг Онес.

Лоренц ги помина своите први години во Лајден во доброволна самоизолација: малку објавуваше во странство и практично избегнуваше контакт со надворешниот свет (ова веројатно се должи на неговата срамежливост). Неговата работа беше малку позната надвор од Холандија до средината на 1890-тите. Дури во 1897 година првпат присуствувал на конгресот на германските натуралисти и лекари одржан во Дизелдорф и оттогаш станал редовен учесник на големите научни конференции. Тој се сретна со познати европски физичари како Лудвиг Болцман, Вилхелм Виена, Анри Поенкаре, Макс Планк, Вилхелм Рентген и други. Порасна и признавањето на Лоренц како научник, што беше олеснето со успехот на електронската теорија што тој ја создаде, која ја надополни електродинамиката на Максвел со идејата за „атоми на електрична енергија“, односно постоење на наелектризирани честички што ја сочинуваат материјата. Првата верзија на оваа теорија беше објавена во 1892 година; последователно, тој беше активно развиен од авторот и се користеше за опишување на различни оптички феномени (дисперзија, својства на метали, основи на електродинамиката на подвижните медиуми и така натаму). Едно од највпечатливите достигнувања на електронската теорија беше предвидувањето и објаснувањето на разделувањето на спектралните линии во магнетното поле, откриено од Питер Земан во 1896 година. Во 1902 година, Земан и Лоренц ја поделиле Нобеловата награда за физика; Професорот од Лајден на тој начин стана првиот теоретичар што ја доби оваа награда. Успехот на електронската теорија во голема мера се должи на чувствителноста на нејзиниот автор на различни идеи и пристапи, и неговата способност да комбинира елементи од различни теоретски системи. Како што напиша историчарот Оливие Даригол,

Како што доликуваше на отвореноста на неговата земја, тој неселективно читаше германски, англиски и француски извори. Неговите главни инспирации, Хелмхолц, Максвел и Френел, припаѓале на многу различни, понекогаш некомпатибилни традиции. Додека во обичниот ум еклектицизмот може да создаде конфузија, Лоренц имаше корист од тоа.

Сега Лоренц добил покани од различни делови на светот да дава посебни извештаи: ги посетил Берлин (1904) и Париз (1905), а во пролетта 1906 година одржал серија предавања на Универзитетот Колумбија во Њујорк. Наскоро други универзитети почнаа да го намамат; особено, Универзитетот во Минхен во 1905 година му понудил многу поповолни услови отколку во Лајден. Сепак, научникот не брзаше да полета и да се откаже од мирниот живот во мал град, а откако холандското Министерство за образование значително ги подобри неговите услови за работа (оптоварувањето на предавањата беше намалено, беше доделен асистент, посебна канцеларија и лична лабораторија), конечно ги напушти мислите да се пресели. Во 1909 година, Лоренц беше назначен за претседател на одделот за физика на Кралската холандска академија на науките, позиција што ја држеше дванаесет години.

Појавата на теоријата на релативност и првите квантни идеи ја доведоа во прашање валидноста на теоријата за електрони на Лоренц и на класичната физика воопшто. Холандскиот научник до последен пат се обиде да најде излез од ќорсокакот во кој се најде старата физика, но не успеа. Како што напиша Торичан Кравец во предговорот на советското издание на Лоренцовата „Теорија на електроните“, „неговата борба за неговото учење е навистина грандиозна. Впечатлива е и научната непристрасност на авторот, кој со почит одговара на сите приговори и сите тешкотии. Откако ја прочитавте неговата книга, гледате со свои очи дека е направено сè за да се спасат старите обичајни ставови - и сето тоа не им донесе спас. И покрај неговата посветеност на идеалите на класиците и внимателниот пристап кон новите концепти, Лоренц беше јасно свесен за несовршеноста на старите и плодноста на новите научни концепти. Во есента 1911 година, во Брисел се одржа првиот Солвеј конгрес, кој ги собра водечките европски физичари да разговараат за квантната теорија на зрачењето. Претседавач на овој конгрес беше Лоренц, чија кандидатура се покажа како многу успешна поради неговиот голем авторитет, познавање на повеќе јазици и способност да ги насочува дискусиите во вистинската насока. Колегите ги препознаа неговите заслуги за одржување на конгресот на високо научно ниво; Така, во едно од неговите писма, Алберт Ајнштајн го нарекол Лоренц „чудо на интелигенција и такт“. Но, каков впечаток остави комуникацијата со холандскиот научник за Макс Борн: „Она што најмногу ме импресионираше кога го гледав беше изразот во неговите очи - неверојатна комбинација на длабока љубезност и иронична супериорност. Неговиот говор соодветствуваше на ова - јасен, мек и убедлив, но во исто време со иронични нијанси. Однесувањето на Лоренц беше многу љубезно...“

Харлем (1912-1928)

Во 1911 година, Лоренц добил понуда да ја преземе функцијата куратор на музејот Тејлор, кој имал просторија за физика со лабораторија, и на Холандското научно друштво (Koninklijke Hollandsche Maatschappij der Wetenschappen) во Харлем. Научникот се согласил и почнал да бара наследник на позицијата професор во Лајден. По одбивањето на Ајнштајн, кој во тоа време веќе ја прифатил поканата од Цирих, Лоренц му се обратил на Пол Еренфест, кој работел во Санкт Петербург. Во есента 1912 година, кога официјално беше одобрена кандидатурата на вториот, Лоренц конечно се пресели во Харлем. Во музејот Тејлор добил мала лабораторија за негова лична употреба; Неговите должности вклучуваа организирање популарни предавања за наставниците по физика, кои тој самиот почна да ги држи. Покрај тоа, уште десет години тој остана извонреден професор на Универзитетот во Лајден и секој понеделник во 11 часот таму одржуваше специјални предавања за најновите физички идеи. Овој традиционален семинар стана широко познат во научниот свет, на него присуствуваа многу познати истражувачи од различни земји во светот.

Како што растеше Лоренц, тој посветуваше сè повеќе внимание на општествените активности, особено на проблемите на образованието и меѓународната научна соработка. Така, тој стана еден од основачите на првиот холандски ликеј во Хаг и организатор на првите бесплатни библиотеки и читална во Лајден. Тој беше еден од менаџерите на Фондот „Солвеј“, со чии средства е основан Меѓународниот физички институт и го предводеше комитетот задолжен за распределба на придобивките за научни истражувања од научници од различни земји. Во една статија од 1913 година, Лоренц напишал: „Општо е признаено дека соработката и извршувањето на заедничката цел на крајот произведува скапоцено чувство за меѓусебно почитување, сплотеност и добри пријателства, кои пак го зајакнуваат мирот“. Меѓутоа, Првата светска војна, која дојде наскоро, ги прекина врските меѓу научниците од завојуваните земји долго време; Лоренц, како граѓанин на неутрална земја, се трудеше максимално да ги израмни овие противречности и да ја врати соработката помеѓу индивидуалните истражувачи и научните друштва. Така, откако влезе во раководството на Меѓународниот совет за истражување основан по војната (претходник на Меѓународниот совет за наука), холандскиот физичар и неговите истомисленици постигнаа исклучување од повелбата на оваа организација на клаузули кои ги дискриминираа претставниците на поразените земји. Во 1923 година, Лоренц станал член на Меѓународниот комитет за интелектуална соработка, основан од Лигата на народите за зајакнување на научните врски меѓу европските држави, а извесно време подоцна го заменил филозофот Анри Бергсон како претседател на оваа институција.

Во 1918 година, Лоренц беше назначен за претседател на државниот комитет за одводнување на заливот Зуидерзе и до крајот на својот живот посвети многу време на овој проект, директно надгледувајќи ги инженерските пресметки. Комплексноста на проблемот бара земајќи ги предвид бројните фактори и развојот на оригинални математички методи; овде добро дојде знаењето на научникот во различни области на теоретската физика. Изградбата на првата брана започна во 1920 година; проектот заврши многу години подоцна, по смртта на неговиот прв водач. Длабокиот интерес за проблемите на педагогијата го доведе Лоренц во одборот за јавно образование во 1919 година, а во 1921 година го предводеше одделот за високо образование во Холандија. Следната година, на покана на Калифорнискиот технолошки институт, научникот по втор пат ги посети САД и одржа предавања во голем број градови во оваа земја. Потоа, тој патувал во странство уште двапати: во 1924 година и во есен-зимата 1926/27 година, кога одржал курс на предавања во Пасадена. Во 1923 година, по достигнувањето на старосната граница, Лоренц официјално се пензионирал, но продолжил да ги држи своите понеделнички предавања како почесен професор. Во декември 1925 година, во Лајден се одржаа прослави по повод 50-годишнината од одбраната на својата докторска дисертација од страна на Лоренц. На оваа прослава беа поканети околу две илјади луѓе од целиот свет, меѓу кои и многу истакнати физичари, претставници на холандската држава, студенти и пријатели на херојот на денот. Принцот Хендрик на научникот му ја врачи највисоката холандска награда Големиот крст од Орденот на Оранж-Насау, а Кралската академија на науките го објави формирањето на Лоренцовиот медал за достигнувања во областа на теоретската физика.

Иако неговата научна продуктивност значително се намалила, Лоренц продолжил да се интересира за развојот на физиката и да спроведува сопствено истражување до последните денови од својот живот. Неговата посебна позиција во научниот свет - позицијата на „старешината на физичката наука“, како што рече Еренфест - беше препознаена по неговото претседавање со повоените конгреси на Солвеј, кои одиграа голема улога во разјаснувањето на сложените проблеми на новата физика. . Според Џозеф Лармор, „тој бил идеален водач на секој меѓународен конгрес, бидејќи бил најинформиран и најбрз да ја сфати суштината на материјата на сите современи физичари“. Според Арнолд Зомерфелд, Лоренц „беше најстариот по возраст и најфлексибилен и разноврсен по ум“. Во октомври 1927 година, холандскиот научник претседаваше со неговиот последен, петти Солвеј конгрес, на кој беа дискутирани проблемите на новата квантна механика. Истата година, пресметките на Зујдерзе беа завршени, а Лоренц, кој го напушти одделот за високо образование, се надеваше дека ќе посвети повеќе време на науката. Меѓутоа, во средината на јануари 1928 година, тој се разболел од еризипела, а неговата состојба се влошувала секој ден. На 4 февруари, научникот почина. Погребот се одржа во Харлем на 9 февруари со голема толпа луѓе; Во знак на национална жалост во целата земја, на пладне три минути беа прекинати телеграфските комуникации. Погребни говори одржаа Пол Еренфест, Ернест Радерфорд, Пол Лангевин и Алберт Ајнштајн како претставници на нивните земји. Во својот говор, вториот истакна:

Тој [Лоренц] го создал својот живот до најмалите детали, исто како што се создава скапоцено уметничко дело. Неговата љубезност, дарежливост и чувство за правда, кои никогаш не го напуштија, заедно со длабокото, интуитивно разбирање на луѓето и ситуациите, го направија лидер каде и да работеше. Сите со радост го следеа, чувствувајќи дека тој не бара да владее со луѓето, туку да им служи.

Научна креативност

Рана работа на електромагнетната теорија на светлината

До почетокот на научната кариера на Лоренц, електродинамиката на Максвел можеше целосно да го опише само ширењето на светлосните бранови во празен простор, додека прашањето за интеракцијата на светлината со материјата сè уште го чекаше неговото решение. Веќе во првите дела на холандскиот научник, беа преземени некои чекори кон објаснување на оптичките својства на материјата во рамките на електромагнетната теорија на светлината. Врз основа на оваа теорија (поточно, на нејзиното толкување во духот на дејството на долг дострел предложено од Херман Хелмхолц), во својата докторска дисертација (1875) Лоренц го решил проблемот со рефлексијата и прекршувањето на светлината на интерфејсот помеѓу два проѕирни медиуми. Претходните обиди да се реши овој проблем во рамките на еластичната теорија на светлината, во која светлината се третира како механички бран што се шири во посебен просветлен етер, наиде на фундаментални тешкотии. Метод за елиминирање на овие тешкотии беше предложен од Хелмхолц во 1870 година; математички ригорозен доказ дал Лоренц, кој покажал дека процесите на рефлексија и прекршување на светлината се одредуваат со четири гранични услови наметнати на векторите на електричното и магнетното поле на интерфејсот на медиумот, а од ова се изведени познатите Френелови формули. Понатаму во дисертацијата беа разгледани вкупниот внатрешен одраз и оптичките својства на кристалите и металите. Така, работата на Лоренц ги содржела основите на модерната електромагнетна оптика. Она што е подеднакво важно, тука се појавија првите знаци на таа особеност на творечкиот метод на Лоренц, која Пол Еренфест ја изразил со следните зборови: „јасна поделба на улогата што во секој даден случај на оптички или електромагнетни феномени што се појавуваат во парче стакло. или метал, „етерот“ игра, од една страна, и „тешката материја“ од друга страна“. Разликата помеѓу етер и материјата придонесе за формирање на идеи за електромагнетното поле како независна форма на материјата, наспроти претходно постоечкото толкување на полето како механичка состојба на материјата.

Претходните резултати се однесуваа на општите закони за ширење на светлината. Со цел да извлече поконкретни заклучоци за оптичките својства на телата, Лоренц се сврте кон идеите за молекуларната структура на материјата. Тој ги објави првите резултати од својата анализа во 1879 година во делото „За односот помеѓу брзината на ширење на светлината и густината и составот на медиумот“ (холандски. Over het verband tusschen de voortplantingssnelheid van het licht en de dichtheid en samenstelling der middenstoffen, скратена верзија беше објавена следната година во германското списание Annalen der Physik). Под претпоставка дека етерот во супстанцијата ги има истите својства како во слободниот простор, и дека во секоја молекула, под влијание на надворешна електрична сила, се возбудува електричен момент пропорционален на него, Лоренц ја добил врската помеѓу индексот на рефракција n и густината на супстанцијата \rho во форма \frac( n^2-1)((n^2+2) \rho)=\mathrm(const). Оваа формула е добиена уште во 1869 година од данскиот физичар Лудвиг Валентин Лоренц врз основа на еластичната теорија на светлината и сега е позната како формула Лоренц-Лоренц. Од суштинско значење во изведбата на овој однос на холандскиот научник било и земањето предвид (покрај електричното поле на надворешниот светлосен бран) локалното поле предизвикано од поларизацијата на супстанцијата. За да го направите ова, се претпоставуваше дека секоја молекула се наоѓа во празнина исполнета со етер и подложна на влијание од други шуплини. Константата на десната страна на формулата е одредена од поларизираноста на молекулите и зависи од брановата должина, односно ги карактеризира дисперзивните својства на медиумот. Оваа зависност всушност се совпаѓа со дисперзивната врска на Селмаер (1872), добиена во рамките на теоријата на еластичен етер. Тоа беше пресметано од Лоренц врз основа на идејата за присуство на електричен полнеж во молекула, кој осцилира околу рамнотежната положба под влијание на електричното поле. Така, ова дело веќе содржеше фундаментален модел на електронска теорија - наелектризиран хармоничен осцилатор.

Електронска теорија

Општа шема на теоријата

До почетокот на 1890-тите Лоренцконечно го напушти концептот на сили со долг дострел во електродинамиката во корист на дејство со краток дострел, односно идејата за конечна брзина на ширење на електромагнетната интеракција. Ова веројатно било олеснето со откривањето на електромагнетните бранови на Хајнрих Херц, предвидено од Максвел, како и со предавањата на Анри Поенкаре (1890), кои содржеле длабинска анализа на последиците од теоријата на Фарадеј-Максвел на електромагнетното поле. И веќе во 1892 година, Лоренц ја даде првата формулација на неговата електронска теорија.

Електронската теорија на Лоренц е максвелова теорија за електромагнетното поле, дополнета со идејата за дискретни електрични полнежи како основа на структурата на материјата. Интеракцијата на полето со подвижните полнежи е извор на електричните, магнетните и оптичките својства на телата. Кај металите, движењето на честичките генерира електрична струја, додека кај диелектриците, поместувањето на честичките од рамнотежна положба предизвикува електрична поларизација, која ја одредува вредноста на диелектричната константа на супстанцијата. Првата конзистентна презентација на електронската теорија се појави во големото дело „Електромагнетната теорија на Максвел и нејзината примена на телата во движење“ (француски: La théorie électromagnétique de Maxwell et son application aux corps mouvants, 1892), во кое Лоренц, меѓу другото, ја добил формулата во едноставна форма за силата со која полето делува на полнежите (силата на Лоренц). Последователно, научникот ја усоврши и ја подобри својата теорија: во 1895 година беше објавена книгата „Искуство во теоријата на електрични и оптички феномени кај телата што се движат“ (германски: Versuch einer Theorie der electrischen und optischen Erscheinungen во bewegten Körpern,1909 и во) беше објавена познатата монографија „Теоријата на електроните“ и нејзината примена на феномените на светлината и топлинското зрачење“ (англиски: The theory of electrons and its applications to the phenomena of light and radiant heat), која содржи најкомплетна презентација на проблем. За разлика од првичните обиди (во работата од 1892 година) да се добијат основните односи на теоријата од принципите на механиката, овде Лоренц веќе започна со Максвеловите равенки за празен простор (етер) и слични феноменолошки равенки валидни за макроскопски тела, и потоа го постави прашањето за микроскопскиот механизам на електромагнетните процеси во материјата. Ваквиот механизам, според неговото мислење, е поврзан со движењето на малите наелектризирани честички (електрони) кои се дел од сите тела. Претпоставувајќи ги конечните големини на електроните и неподвижноста на етерот присутен и надвор и внатре во честичките, Лоренц воведе во вакуумските равенки термини одговорни за дистрибуција и движење (струја) на електроните. Добиените микроскопски равенки (равенки Лоренц-Максвел) се дополнети со израз за Лоренцовата сила која делува на честичките од електромагнетното поле. Овие односи се во основата на електронската теорија и овозможуваат да се опише широк опсег на феномени на унифициран начин.

Иако обидите да се конструира теорија која ги објаснува електродинамичките феномени со интеракцијата на електромагнетното поле со подвижните дискретни полнежи биле направени порано (во делата на Вилхелм Вебер, Бернхард Риман и Рудолф Клаузиус), теоријата на Лоренц била фундаментално различна од нив. Ако порано се веруваше дека полнежите делуваат директно еден на друг, сега се веруваше дека електроните комуницираат со медиумот во кој се наоѓаат - неподвижниот електромагнетен етер, почитувајќи ги Максвеловите равенки. Оваа идеја за етер е блиска до современиот концепт на електромагнетното поле. Лоренц направи јасна разлика помеѓу материјата и етерот: тие не можат да комуницираат механичко движење меѓу себе („се занесуваат“), нивната интеракција е ограничена на сферата на електромагнетизмот. Силата на оваа интеракција за случајот со точкаст полнеж се нарекува Лоренц, иако слични изрази претходно беа добиени од Клаузиус и Хевисајд од други размислувања. Една од важните и многу дискутирани последици од немеханичката природа на влијанието опишана од силата на Лоренц беше нејзиното кршење на Њутновиот принцип на дејство и реакција. Во теоријата на Лоренц, хипотезата за влечење на етерот со подвижен диелектрик беше заменета со претпоставката за поларизација на телесните молекули под влијание на електромагнетно поле (ова беше извршено со воведување на соодветната диелектрична константа). Токму оваа поларизирана состојба се пренесува кога предметот се движи, што овозможува да се објасни изгледот во овој случај на таканаречениот коефициент на влечење Френел, кој се открива, на пример, во познатиот експеримент Физо. Дополнително, делата на Лоренц (1904, 1909) ја содржеа првата јасна и недвосмислена формулација (како што се применува на класичната електродинамика) на општата позиција која сега е позната како непроменливост на мерачот и која игра важна улога во современите физички теории.

Детали во врска со појавата на електронската теорија на Лоренц, нејзината еволуција и разликите од теориите изнесени од други истражувачи (на пример, Лармор) може да се најдат во голем број специјални дела.

Примени: оптичка дисперзија и спроводливост на метали

Применувајќи ја својата теорија во различни физички ситуации, Лоренц добил голем број значајни парцијални резултати. Така, во неговата прва работа за електронската теорија (1892), научникот го извел Кулоновиот закон, израз за силата што дејствува на проводникот што носи струја и законот за електромагнетна индукција. Овде тој ја добил формулата Лоренц-Лоренц користејќи техника позната како Лоренцова сфера. За да се направи ова, полето беше пресметано одделно внатре и надвор од имагинарна сфера опишана околу молекулата, и за прв пат експлицитно беше воведено таканареченото локално поле поврзано со големината на поларизацијата на границата на сферата. Статијата „Оптички феномени поради полнежот и масата на јонот“ (холандски Optische verschijnselen die met de lading en de massa der ionen in verband staan, 1898) ја претстави класичната електронска теорија на дисперзија во целосна форма блиска до модерната. . Главната идеја беше дека дисперзијата е резултат на интеракцијата на светлината со осцилирачките дискретни полнежи - електрони (во оригиналната терминологија на Лоренц - „јони“). Откако ја запишал равенката на движење на електрон, кој е подложен на движечка сила од електромагнетното поле, на обновувачка еластична сила и на сила на триење што предизвикува апсорпција, научникот стигнал до добро познатата формула за дисперзија, која го специфицира т.н. наречена Лоренцова форма на зависноста на диелектричната константа од фреквенцијата.

Во серија трудови објавени во 1905 година, Лоренц ја развил електронската теорија за спроводливост на металите, чии основи биле поставени во делата на Пол Друд, Едуард Рике и Џ. Џеј Томсон. Почетната точка беше претпоставката за присуство на голем број слободни наелектризирани честички (електрони) кои се движат во просторите помеѓу неподвижните атоми (јони) на металот. холандски физичарја зеде предвид дистрибуцијата на брзината на електроните во метал (распределба на Максвел) и, користејќи статистички методи на кинетичката теорија на гасовите (кинетичка равенка за функцијата на дистрибуција), изведе формула за специфична електрична спроводливост, а исто така даде и анализа на термоелектрична феномени и го добиле односот на топлинската спроводливост кон електричната спроводливост, што е генерално во согласност со законот на Видеман-Франц. Теоријата на Лоренц беше од големо историско значење за развојот на теоријата на металите, како и за кинетичката теорија, претставувајќи го првото точно решение за кинетичкиот проблем од ваков вид. Во исто време, не можеше да обезбеди точна квантитативна согласност со експерименталните податоци; особено, не ги објасни магнетните својства на металите и малиот придонес на слободните електрони во специфичната топлина на металот. Причините за тоа не беа само занемарувањето на вибрациите на јоните на кристалната решетка, туку и основните недостатоци на теоријата, кои беа надминати дури по создавањето на квантната механика.

Апликации: Магнето-оптика, Земан ефект и откривање електрони

Друга област во која електронската теорија најде успешна примена е магнетооптиката. Лоренц даде толкување на феномени како ефектот на Фарадеј (ротација на рамнината на поларизација во магнетно поле) и магнето-оптичкиот Кер ефект (промена во поларизацијата на светлината што се рефлектира од магнетизирана средина). Сепак, најубедливиот доказ во корист на теоријата на електрони беше објаснувањето на магнетното расцепување на спектралните линии, познато како Земановиот ефект. Првите резултати од експериментите на Питер Земан, кој го забележал проширувањето на линијата D на спектарот на натриум во магнетно поле, биле пријавени на холандската академија на науките на 31 октомври 1896 година. Неколку дена подоцна, Лоренц, кој беше присутен на оваа средба, даде објаснување за новата појава и предвиде голем број негови својства. Тој ја истакна природата на поларизацијата на рабовите на проширената линија кога се набљудува долж и преку магнетното поле, што беше потврдено од Земан во текот на следниот месец. Друго предвидување се однесуваше на структурата на проширената линија, која всушност треба да биде дублет (две линии) кога се набљудуваат надолжно и тројка (три линии) кога се набљудуваат попречно. Користејќи понапредна опрема, следната година Земан го потврди овој заклучок на теоријата. Расудувањето на Лоренц се засноваше на распаѓање на осцилациите на наелектризираната честичка („јон“ во тогашната терминологија на научникот) во близина на рамнотежна позиција во движење по правецот на полето и движење во нормална рамнина. Надолжните осцилации, на кои не влијае магнетното поле, доведуваат до појава на непоместена емисиона линија кога се гледаат попречно, додека осцилациите во нормалната рамнина создаваат две линии поместени за eH/2mc, каде што H е јачината на магнетното поле, e и m се полнењето и масата на „јонот“, c - брзината на светлината во вакуум.

Од неговите податоци, Земан можеше да го добие знакот за полнење на „јон“ (негативен) и односот e/m, кој се покажа како неочекувано голем и не дозволуваше „јонот“ да се поврзе со обичните јони. , чии својства беа познати од експериментите со електролиза. Како што се покажа по експериментите на Џ. Бидејќи овие последни честички наскоро станаа познати како електрони, Лоренц почна да го користи овој термин наместо зборот „јон“ во своето истражување во 1899 година. Покрај тоа, тој беше првиот што ги процени полнежот и масата на електронот одделно. Така, резултатите од мерењата на разделувањето на спектралните линии и нивното теоретско толкување ја дадоа првата проценка на главните параметри на електронот и придонесоа за прифаќање на идеите за овие нови честички од страна на научната заедница. Понекогаш, не без причина, се тврди дека Лоренц го предвидел постоењето на електронот. Иако откривањето на Земановиот ефект беше едно од највисоките достигнувања на електронската теорија, тој набрзо ги покажа своите ограничувања. Веќе во 1898 година беа откриени отстапувања од едноставната слика на феноменот конструиран од Лоренц; новата ситуација беше наречена аномален (комплексен) Земан ефект. Научникот долги години се обидувал да ја подобри својата теорија за да ги објасни новите податоци, но не успеал. Мистеријата на аномалниот Земан ефект беше решена дури по откривањето на спинот на електроните и создавањето на квантната механика.

Награди и членства

Нобеловата награда за физика (1902)
Рамфорд медал (1908)
Френклин медал (1917)
Копли медал (1918)
Орден на Легијата на честа (1923)
Орден на портокал-Насау (1925)
Странски член на Кралското друштво на Лондон (1905), Париската академија на науките (1910), Кралското друштво од Единбург (1920), Академијата на науките на СССР (1925) итн.
Почесни докторати од Техничкото средно училиште во Делфт (1918), Универзитетот во Кембриџ (1923) и Универзитетот во Париз, степенот доктор по медицина на Универзитетот во Лајден (1925) итн.

Меморија

Во 1925 година, Кралската холандска академија на науките го основала златниот медал Лоренц, кој се доделува на секои четири години за достигнувања во областа на теоретската физика.
Системот за заклучување (Lorentzsluizen), кој е дел од комплексот структури на браната Afsluitdijk, кој го дели заливот Zuiderzee од Северното Море, го носи името Лоренц.
Бројни објекти (улици, плоштади, училишта итн.) во Холандија се именувани по Лоренц. Во 1931 година, во Арнхем, во паркот Сонсбек, беше откриен споменикот на Лоренц од скулпторот Освалд Венкебах. Во Харлем на плоштадот Лоренц и во Лајден на влезот на Институтот за теоретска физика има бисти на научникот. Има спомен-плочи на објекти поврзани со неговиот живот и дело.
Во 1953 година, по повод стогодишнината на познатиот физичар, беше основана стипендијата Лоренц за студенти од Арнем кои студираат на холандските универзитети. На Универзитетот во Лајден, по Лоренц се именувани Институтот за теоретска физика (Институут-Лоренц), почесната фотелја (Лоренц Чаир), која секоја година ја зазема еден од истакнатите теоретски физичари и меѓународниот центар за одржување научни конференции.
Еден од лунарните кратери е именуван по Лоренц.

ЛОРЕНЦ ХЕНДРИК АНТОН

(1853 – 1928)

Извонредниот холандски теоретски физичар Хендрик Антон Лоренц е роден на 18 јули 1853 година во Арнем (Холандија) во семејството на Герит Фредерик Лоренц и Гертруда Лоренц (роденото ван Гинкел).

Таткото на идниот научник водеше градинка. Неговата мајка починала кога момчето имало 4 години, а пет години подоцна неговиот татко се оженил со Луберта Хупкс.

Како дете, Хендрик Антон бил кревко и несигурно момче. На шестгодишна возраст бил испратен да учи во едно од најдобрите основни училишта во Арнем, а по некое време станал најдобар ученик во своето одделение.

Во 1966 година, Вишото граѓанско училиште беше отворено во Арнем, а Хендрик Лоренц, како надарено дете, веднаш беше одведен во трето одделение.

На училиште, момчето кое не било во добра здравствена состојба, фатило сè на лет. Идниот научник бил особено фасциниран од проучувањето на физиката и математиката. Имајќи одлична меморија наследена од неговиот дедо, Хендрик Антон студирал англиски, француски, германски, грчки и латински. Лоренц до својата смрт пишувал убава поезија на латински.

Успехот во неговите студии поттикна дополнителна желба кај младиот човек да студира. По дипломирањето од 5-то одделение на Вишото граѓанско училиште, Хендрик помина една година проучувајќи ги делата на класиците. И во 1870 година, идниот научник влезе во престижниот универзитет Лајден. Тука најмногу го интересирале предавањата за теоретска астрономија на професорот Фредерик Кајзер, но неговата фантазија била шокирана од делата на Џејмс Клерк Максвел, кои штотуку влегле во универзитетската библиотека.

Познатиот трактат за електрична енергија на Максвел беше тешко да се разбере дури и за познатите физичари во тоа време. Кога Хендрик Антон побарал од парискиот преведувач на трактатот да му го објасни физичкото значење на неколку Максвелови равенки, тој слушнал дека овие равенки немаат физичко значење и треба да се разгледуваат само од гледна точка на математиката.

Студирањето на Универзитетот Лајден му било лесно на Лоренц, а веќе следната година (1871) тој ја одбранил дисертацијата со почести и станал дипломиран физичко-математички науки.

Во тоа време тој продолжил да ги проучува делата на Максвел. Покрај проучувањето на равенките на теренот, идниот научник, дваесет години пред откривањето на електронот, сугерираше дека малите носители на електричен полнеж се главните фактори кои влијаат на својствата на медиумите.

Со цел да се подготви за своите докторски испити во 1872 година, Хендрик Антон привремено го напуштил универзитетот и се вратил во Арнем, каде што предавал во локалното вечерно училиште. Во 1873 година, идниот научник се вратил во Лајден и ги положил докторските испити со одлични оценки.

На 11 декември 1875 година, на 22-годишна возраст, Лоренц брилијантно ја одбрани својата дисертација за теоријата на рефлексија и прекршување на светлината од гледна точка на електромагнетизмот на Максвел на Универзитетот во Лајден и му беше доделена диплома доктор на науки.

Во својата дисертација, Хендрик Антон ги проучувал својствата на светлосните бранови кои произлегуваат од електромагнетната теорија на Максвел и се обидел да ја оправда промената на брзината на ширење на светлината во медиум со влијание на наелектризираните честички на телото. И иако во тие денови некои физичари изразуваа идеи за постоењето на такви честички, структурата на атомот сè уште не беше позната, а малкумина сериозно ги сфатија претпоставките од овој вид.

Откако Лоренц го добил својот докторат, Универзитетот во Утрехт му понудил на младиот научник позиција како професор по математика, но тој одбил, претпочитајќи ја позицијата наставник во гимназијата. Изборот на Лоренц беше објаснет со фактот дека тој се надеваше на професорско место на Универзитетот Лајден.

Тој не мораше долго да чека, а на 25 јануари 1878 година, дваесет и петгодишниот Хендрик Антон Лоренц, откако стана професор на првиот оддел за теоретска физика во историјата на сите универзитети, специјално основани за него, даде неговиот инаугуративен говор „Молекуларните теории во физиката“. Сè до неговото пензионирање во 1913 година, Лоренц, и покрај бројните понуди од странство, остана верен витез на неговата цела.

Во 1878 година, Хендрик Антон Лоренц ја објави познатата статија „За односот помеѓу брзината на ширење на светлината и густината и составот на медиумот“, во која ја изведе врската помеѓу густината на проѕирна супстанција и нејзиниот индекс на рефракција. Истата формула била истовремено предложена од данскиот физичар Лудвиг Лоренц, па затоа била наречена формула Лоренц-Лоренц.

Работата на Хендрик Антон се засноваше на претпоставката дека материјалниот објект содржи осцилирачки електрично наелектризирани честички кои комуницираат со светлосните бранови. Тоа стана уште еден аргумент во корист на фактот дека материјата се состои од атоми и молекули.

Во раните 1880-ти, еден холандски физичар се заинтересирал за кинетичката теорија на гасовите, која го опишува движењето на молекулите и односот помеѓу нивната температура и просечната кинетичка енергија.

Во следните години, веќе познат научник, Лоренц се врати на своето студентско истражување. Веќе во 1892 година, тој ја формулирал познатата теорија за електроните. Според Лоренц, електричната енергија произлегува од движењето на многу мали негативно и позитивно наелектризирани честички кои имаат одредена маса и ги почитуваат класичните закони. Само подоцнежните откритија утврдија дека сите електрони се негативно наелектризирани и ги почитуваат законите на квантната физика.

Покрај тоа, научникот заклучил дека вибрациите на ситни наелектризирани честички (електрони), кои се помалку инертни од другите наелектризирани честички на материјата, генерираат електромагнетни бранови, вклучувајќи светлина и радио бранови, откриени уште во 1888 година од брилијантниот физичар Хајнрих Херц.

Теоријата на Лоренц објасни различни електрични, магнетни и оптички својства на материјата, како и некои електромагнетни феномени, вклучувајќи го и Земановиот ефект.

Во истата 1892 година, научникот го објавил основното дело „Електромагнетната теорија на Максвел и нејзината примена на телата што се движат“. Во оваа работа, тој ги идентификуваше основните постулати на електронската теорија и изведе израз за силата со која електричното поле дејствува на движечки полнеж (силата на Лоренц).

Во тоа време, холандскиот физичар работеше многу и плодно. Од неговото перо произлегоа извонредни дела за разни проблеми на физиката од тоа време.

Продолжувајќи да ја проучува теоријата на електроните, Лоренц значително ја поедноставил електромагнетната теорија на Максвел.

Во 1892 година, тој објави познат труд за разделување на спектралните линии во магнетно поле. Светлосниот зрак од врел гас кој минува низ процепот е поделен со спектроскоп на неговите составни фреквенции. Резултатот е линиски спектар - низа линии во боја на црна позадина, позицијата на секоја од нив одговара на одредена фреквенција. Секој гас има свој спектар.

Хендрик Антон Лоренц предложи фреквенциите во светлосниот зрак што го емитува гасот да се одредуваат со фреквенциите на осцилирачките електрони. Покрај тоа, научникот ја изнесе идејата дека магнетното поле влијае на движењето на електроните, како резултат на што фреквенциите на осцилации се менуваат и спектарот е поделен на неколку линии.

Во 1896 година, ученикот на Лоренц (а подоцна и соработник) Питер Земан спроведе експеримент кој го потврди ефектот предвиден од Лоренц. Тој постави натриумски пламен помеѓу половите на електромагнетот, предизвикувајќи проширување на двете најсветли линии во спектарот на натриум. Во неговите понатамошни експерименти, Земан користел различни супстанции и се уверил во точноста на претпоставката на Лоренц дека проширените спектрални линии се всушност групи на поединечни блиски компоненти.

Феноменот на разделување на спектралните линии во магнетното поле беше наречен Земановиот ефект. Питер Земан, исто така, експериментално ја потврди претпоставката на Лоренц за поларизацијата на емитираната светлина. Следната година, Хендрик Антон Лоренц разви теорија за Земановиот ефект врз основа на феноменот на осцилации на електрони. Земановиот ефект беше целосно објаснет подоцна, користејќи квантна теорија.

Како и неговите брилијантни претходници Мајкл Фарадеј и Џејмс Клерк Максвел, Лоренц верувал дека целиот простор е исполнет со етер - посебен медиум во кој се шират електромагнетни бранови. Иако физичарите не беа во можност да ги утврдат својствата на етерот, тие не можеа да го докажат ниту неговото отсуство ниту неговото присуство.

Но, во 1887 година, Алберт Мајкелсон и Едвард Морли спроведоа познат експеримент во кој се обидоа да ја одредат брзината на Земјата во однос на етерот користејќи интерферометар со висока прецизност. Во овој експеримент, светлосните зраци мораа да поминат одредено растојание во правец на движењето на Земјата, а потоа истото растојание во спротивна насока. Теоретски, требаше да се добијат различни резултати од мерењето кога зракот се движеше во една и во друга насока. Сепак, експериментите не открија никаква разлика во брзината на светлината, што значи дека етерот на ниту еден начин не влијаел на движењето или не постои.

Во 1892 година, ирскиот физичар Џорџ Фицџералд покажа дека негативните резултати од експериментите за постоењето на етерот може да се објаснат ако големината на телата што се движат со брзина v, се намалуваат во насока на нивното движење за фактор од ( Со– брзина на светлината). Во истата година, независно од Фицџералд, Лоренц предложил сопствено образложение за ова прашање. Холандскиот научник исто така сугерираше дека движењето низ етерот доведува до намалување на големината на кое било тело во движење за количина што ја објаснува истата брзина на светлосните зраци во експериментот на Мајкелсон и Морли. Хипотезата за намалување на големината на телата во насока на нивното движење се нарекува „контракција на Лоренц-Фицџералд“.

Последователно, проблемите што ги разгледувале познатите физичари доведоа до анализа и ревизија на многу класични идеи за времето и просторот и, на крајот, до развој на теоријата на релативност и квантната теорија.

Во 1895 година, новото фундаментално дело на Лоренц „Обид за теоријата на електрични и оптички феномени кај телата во движење“ беше објавено во Лајден. Таа стана референтна книга за електродинамика за сите физичари од тие години. Ајнштајн, Хевисајд, Поенкаре го пофалија и проучуваа од првиот до последниот пасус. Во ова дело, Лоренц даде целосна систематска презентација на неговата теорија за електроните. Покрај тоа, Хендрик сугерираше дека етерот не учествува во движењето на електроните, што значи дека е неподвижен. Лоренц забележал дека не зборуваме за апсолутниот одмор на етерот, туку за фактот дека сите реални движења на небесните тела се движења во однос на етерот.

Холандскиот научник го воведе концептот на локално време, што имплицираше дека времето тече поинаку за телата што се движат отколку за оние кои мируваат. Врз основа на неговите идеи за електроните, Лоренц опиша различни феномени - од феномени на дисперзија до феномени на спроводливост. Покрај тоа, тој ги разгледа електромагнетните феномени во подвижните медиуми.

Во 1899 година, Лоренц ја објави статијата „Поедноставена теорија на електрични и оптички феномени кај телата што се движат“, со што значително ја поедностави неговата работа од 1895 година.

Во 1897 година, директорот на лабораторијата Кевендиш, Џ.

На крајот на 19 и почетокот на 20 век, Лоренц стана еден од водечките теоретски физичари во светот. Многу научници се свртеа кон него кога наидоа на неочекувани тешкотии. Холандскиот научник беше добро запознаен со состојбата во различни области на физиката. Неговите дела се однесуваат на области на физиката како теорија на електрична енергија и магнетизам, оптика, кинетика, термодинамика, механика итн.

Лоренц беше блиску до создавање на теоријата на релативноста, но никогаш не го направи неопходниот чекор подалеку од класичните физички закони.

Научникот ги напишал речиси сите негови брилијантни дела додека работел во Лајден. Во 1900 година, тој прв пат замина во странство со научен извештај на Меѓународниот конгрес на физичарите во Париз.

„Како признание за извонредната работа што ја направија со нивните истражувања за ефектите на магнетизмот врз феноменот на зрачењето“, на холандските физичари Хендрик Антон Лоренц и Питер Земан им беше доделена Нобеловата награда за физика за 1902 година.

Во својот говор за презентација на 10 декември 1902 година, професорот Хјалмар Тиел, претседател на Кралската шведска академија на науките, рече: „Најголем придонес за понатамошниот развој на електромагнетната теорија на светлината даде професорот Лоренц, чија теоретска работа на ова темата ги донесе најбогатите плодови. Згора на тоа, Академијата се сеќава и на големата улога што професорот Лоренц ја одигра во гореспоменатите откритија преку неговиот маестрален развој на теоријата на електроните, која стана основен закон во другите области на физиката“.

На 11 декември 1902 година, Лоренц го одржа своето познато Нобелово предавање „Теоријата на електроните и ширењето на светлината“.

Во 1904 година, холандскиот научник ја објави својата позната статија „Електромагнетни феномени во систем што се движи со брзина помала од брзината на светлината“. Тој извел формули што ги поврзуваат просторните координати и временските моменти на истиот настан во два различни инерцијални референтни системи. Овие изрази се нарекуваат „трансформации на Лоренц“. Дополнително, нобеловецот предложи формула за зависноста на масата на електронот од неговата брзина. Ефектите што ги разгледува Лоренц се случиле во случај кога брзината на телото била блиску до брзината на светлината.

Врз основа на работата на Лоренц и Поенкаре, во 1905 година, Алберт Ајнштајн ја создал специјалната теорија на релативноста, која ги разгледувала проблемите на просторот и времето на нов начин. Формулите на Лоренц, всушност, ги објаснија сите кинематички ефекти на оваа теорија.

Хендрик Антон придонел за многу физички откритија. Тој беше еден од првите што ја поддржа теоријата на релативност на Ајнштајн и квантната теорија на Макс Планк.

Меѓу познатите дела на Лоренц, треба да се истакне и создавањето на теоријата за дисперзија на светлината, објаснувањето на зависноста на електричната спроводливост на супстанцијата од нејзината топлинска спроводливост и изведувањето на формулата што ја поврзува пропустливоста на диелектрикот со густината.

Во 1911 година, во Брисел се одржа Првиот меѓународен Солвеј конгрес на физичари „Радијација и кванти“, на кој за претседател беше избран Хендрик Антон Лоренц. Неговата скромност и шарм, брилијантното познавање на физиката и различните јазици му донесоа почит од различни научници. Лоренц беше повеќекратен лидер на различни меѓународни конференции. Посебно значајни се познатите Солвејски конгреси, на кои е формирана нова квантна и релативистичка физика. Холандскиот научник беше еден од организаторите и претседавачот на овие познати состаноци на физичари ширум светот.

Во 1912 година Лоренц се пензионирал од Универзитетот Лајден. Следната година ја презеде престижната функција директор на одделот за физика на музејот Тејлор во Харлем, кој беше на исто ниво на ранг како претседател на Кралското друштво во Лондон.

За време на неговиот живот, Хендрик Антон Лоренц беше препознаен како старешина на физичките науки, еден од класиците на теоретската физика.

Во 1919 година, Лоренц беше поканет да учествува во еден од најголемите хидраулични инженерски проекти во историјата - спречување и контрола на поплави. Тој беше избран за шеф на комитет за проучување на движењето на морската вода за време и по одводнувањето на Зуидер Зи (Северно Море залив). Неговите теоретски пресметки - резултат на осумгодишна работа - беа потврдени со пракса и оттогаш постојано се користат во хидрауликата.

За време и по завршувањето на Првата светска војна, холандскиот научник активно се залагаше за обединување на научници од различни земји. Лоренц постигнал отворање на бесплатни библиотеки во Лајден и посветил многу време на наставните прашања.

Во 1923 година, Лоренц стана член на Меѓународниот комитет за интелектуална соработка на Лигата на народите, а во 1925 година, негов претседател.

На почетокот на 1881 година, познатиот холандски научник се оженил со Алета Кетрин Кајзер, внуката на професорката по астрономија на Кајзер. Неговата сопруга родила четири деца, но едно од нив починало во детството. Најстарата ќерка, Гертруда Луберта Лоренц, тргнала по стапките на својот татко и станала физичар. Благодарение на неговата сопруга, која целосно ја презеде одговорноста за воспитувањето на децата, Хендрик Антон можеше целосно да се посвети на својата омилена работа - науката.

Во едно од писмата од 1927 година до својата ќерка, научникот напишал дека планира да заврши неколку научни проекти, но и она што веќе го направил е добро, бидејќи живеел долг и прекрасен живот.

Покрај Нобеловата награда, на познатиот научник му беа доделени и разни медали и награди, меѓу кои се и медалите Копли (1918) и Рамфорд (1908) на Кралското друштво од Лондон.

Лоренц бил член на различни академии на науки и научни здруженија. Во 1912 година станал секретар на Холандското научно друштво, во 1910 година бил избран за странски дописен член на Академијата на науките во Санкт Петербург, а во 1925 година - странски почесен член на Академијата на науките на СССР. Во 1881 година Лоренц станал член на Кралската академија на науките во Амстердам. Покрај тоа, Хендрик Антон беше почесен доктор на универзитетите во Париз и Кембриџ, член на Кралското и германското физичко друштво од Лондон.

На 4 февруари 1928 година, на 75-годишна возраст, Хендрик Антон Лоренц почина во Харлем. Во Холандија е прогласена национална жалост.

За време на неговиот живот, Лоренц стана жив класик на физиката. По неговата смрт, еден од лунарните кратери го добил неговото име.

Државјанство Холандија Област на научни интереси физика Институција Универзитетот Лајден Алма матер Универзитетот Лајден Познат по: Лоренцова сила Награди Нобеловата награда за физика
Копли медал

Четири години подоцна, тој објави важна статија, „Електромагнетни феномени во систем што се движи со брзина помала од брзината на светлината“. Лоренц изведени формули кои ги поврзуваат просторните координати и временските моменти во два различни инерцијални референтни системи (Лоренцови трансформации). Научникот успеал да добие формула за зависноста на масата на електроните од брзината.

Особено забележливо е учеството на Хендрик Лоренц во подготовката и одржувањето на „I Меѓународен конгрес на физичарите на Солвеј“. Таа се одржа оваа година во Брисел и беше посветена на проблемот со „зрачењето и квантите“. Во неговата работа учествуваа 23 физичари, со кои претседаваше Лоренц.

"	Не можеме да не се чувствуваме како да сме во ќорсокак; старите теории стануваат сè помалку способни да навлезат во темнината што не опкружува од сите страни	"
Хендрик Антон Лоренц, од воведот

Тој им поставува задача на физичарите да создадат нова механика: „Ќе бидеме среќни ако успееме уште малку да се доближиме до идната механика за која станува збор“.

Оваа година, Лоренц се откажува од Универзитетот во Лајден, но предава еднаш неделно и ја извршува функцијата секретар на Холандското научно друштво. Една година подоцна се преселил во Харлем, каде што работел како директор на физичката канцеларија на музејот Тејлер. Оттогаш е член на меѓународната комисија за интелектуална соработка на Друштвото на народите и оттогаш е на чело на истата.

Лоренц ја сакаше својата земја и пишуваше.

100 познати научници Скљаренко Валентина Марковна

ЛОРЕНЦ ХЕНДРИК АНТОН (1853 - 1928)

ЛОРЕНЦ ХЕНДРИК АНТОН

(1853 – 1928)

Еднаш ( Со– брзина на светлината). Во истата година, независно од Фицџералд, Лоренц предложил сопствено образложение за ова прашање. Холандскиот научник исто така сугерираше дека движењето низ етерот доведува до намалување на големината на кое било тело во движење за количина што ја објаснува истата брзина на светлосните зраци во експериментот на Мајкелсон и Морли. Хипотезата за намалување на големината на телата во насока на нивното движење се нарекува „контракција на Лоренц-Фицџералд“.

Во 1897 година, директорот на лабораторијата Кевендиш, Џ.

Од книгата Светска историја на пиратеријата автор Благовешченски Глеб

Хендрик Џејкобсун Луцифер (1583–1627), Холандија Овој холандски корсар со такво незаборавно име оперирал на Карибите. Целосно исполнувајќи го своето име, Луцифер сакаше да ги зашеметува посадите на ограбените бродови со огнен ураган, сличен на пеколот

Од книгата 100 познати научници автор

БОР Нилс Хендрик ДЕЈВИД (1885 - 1962) „Бор не беше само основач на квантната теорија, која му го отвори патот на човештвото да разбере нов свет - светот на атомите и елементарните честички - и со тоа го отвори патот кон атомската ера и овозможи да се совлада атомската енергија, -

Од книгата Руски бал од 18 - почетокот на 20 век. Танци, костими, симболи автор Захарова Оксана Јуриевна

Од книгата Енциклопедија на Третиот Рајх автор Воропаев Сергеј

„Антон“ (оригинално „Атила“), кодното име за операцијата на германските трупи во Втората светска војна со цел да ја окупираат француската територија контролирана од владата на Виши, заробување на француската флота, разоружување на остатоците од француската армија и Од книгата Енциклопедија на Третиот Рајх автор Воропаев Сергеј

Лоренц, Конрад (Лоренц), австриски експерт за однесување на животните. Роден на 7 ноември 1903 година во Виена во семејство на хирург. По завршувањето на гимназијата во Шотен, специјализирал медицина, филозофија и политички науки на Универзитетот во Виена, а во 1937 година бил назначен за приватдозент

Од книгата Литература од крајот на XIX - почетокот на XX век автор Пруцков Н И

Антон Чехов

Од книгата Златен рид автор Тарасов Константин Иванович

5. АНТОН Откако го напушти плоштадот, Антон одеше директно до катедралата Петар и Павле, ја заобиколи, застана на трамвајската станица, што беше непотребна претпазливост и, цврсто убеден дека нема надзор, влезе во зградата на провинцијата. судот. Во фоајето сврте лево и одеше

Од книгата Митови и мистерии на нашата историја автор Малишев Владимир

Антон Деникин Антон Иванович Деникин ја започна својата служба по дипломирањето на кадетското училиште во Киев. Тој исто така немал голем имот, немал парични роднини, немал титули. Како и Корнилов, завршил Академија на Генералштабот, а од првите денови на војната бил началник на 4-та пешадија.

Од книгата Благородништво, моќ и општество во провинциска Русија од 18 век автор Тим на автори

Лоренц Ерен. Руското благородништво од првата половина на 18 век во служба и на имотот Вовед Ако го оставиме настрана слојот на највисокото благородништво и фаворитите кои биле на суд и владееле со политиката, тогаш инаку руското благородништво од почетокот на 18 век ретко привлекувало

Од книгата Жени кои го променија светот автор Скљаренко Валентина Марковна

Ермолова Марија Николаевна (родена во 1853 година - почина во 1928 година) Извонредна руска трагична актерка Меѓу љубителите на талентот на Ермолова имаше сосема различни луѓе - членови на царското семејство, познати културни дејци, револуционери. Секој на свој начин ја сфати нејзината игра, но

Од книгата Отаман Зелени автор Ковал Роман Николаевич

Од книгата Архитекти на Москва XV - XIX век. Книга 1 автор Јаралов Ју.

Антон Фрјазин За овој италијански архитект се знае многу малку. Некои извори неговата татковина ја нарекуваат италијанскиот град Бигенца. Тој пристигнал во Москва во 1469 година како дел од амбасадата на грчкиот Јуриј од кардиналот Висарион, кој потоа започнал преговори за бракот на Иван III со

Од книгата Танц на слободата автор Пашкевич Алес

Од книгата Светска историја во изреки и цитати автор Душенко Константин Василиевич

Холандскиот физичар Хендрик Антон Лоренц е роден во Арнем од Герит Фредерик Лоренц и Гертруда (ван Гинкел) Лоренц. Таткото на Л. водел расадник. Мајката на момчето починала кога тој имал четири години. Пет години подоцна, татко ми повторно се ожени со Луберта Хупкс. Студирал во гимназијата Арнем и имал одлични оценки по сите предмети.

Во 1870 година влегол на Универзитетот во Лајден, каде што го запознал професорот по астрономија Фредерик Кајзер, чии предавања за теоретска астрономија го интересирале. За помалку од две години, Л. стана дипломиран наука по физика и математика. Враќајќи се во Арнем, предавал во локалното средно училиште и истовремено се подготвувал за испитите за докторат, кои ги положил во 1873 година. Две години подоцна, Л. успешно ја одбранил својата дисертација за степен доктор на науки на Универзитетот Лајден. Дисертацијата беше посветена на теоријата на рефлексија и прекршување на светлината. Во него, L. истражи некои последици од електромагнетната теорија на Џејмс Клерк Максвел во врска со светлосните бранови. Дисертацијата беше препознаена како извонредна работа.

Л. продолжил да живее во својот дом и да предава во локалното средно училиште до 1878 година, кога бил назначен на катедрата за теоретска физика на Универзитетот Лајден. Во тоа време, теоретската физика како независна наука само ги правеше првите чекори. Одделот во Лајден беше еден од првите во Европа. Новото назначување совршено одговараше на вкусовите и склоностите на Л., кој имаше посебна дарба за формулирање теорија и примена на софистициран математички апарат за решавање физички проблеми.

Продолжувајќи да ги проучува оптичките феномени, Л. во 1878 година објавил дело во кое теоретски ја извлекол врската помеѓу густината на телото и неговиот индекс на рефракција (односот на брзината на светлината во вакуум со брзината на светлината во телото - вредност која карактеризира колку зракот отстапува од првобитната насока на светлината за време на преминот од вакуум во тело). Така се случи малку порано истата формула да ја објави данскиот физичар Лудвиг Лоренц, па затоа беше наречена формула Лоренц-Лоренц. Сепак, работата на Хендрик Л. е од особен интерес бидејќи се заснова на претпоставката дека материјалниот објект содржи осцилирачки електрично наелектризирани честички кои комуницираат со светлосните бранови. Тоа го зајакна никако општоприфатеното гледиште во тоа време дека материјата се состои од атоми и молекули.

Во 1880 година, научните интереси на Л. беа поврзани главно со кинетичката теорија на гасовите, која го опиша движењето на молекулите и воспоставувањето на врската помеѓу нивната температура и просечната кинетичка енергија. Во 1892 година, Л. започнал да формулира теорија, која и тој и другите подоцна ја нарекле теорија на електрони. Електричната енергија, тврди Л., произлегува од движењето на ситни наелектризирани честички - позитивни и негативни електрони. Подоцна беше откриено дека сите електрони се негативно наелектризирани. Л. заклучил дека вибрациите на овие ситни наелектризирани честички генерираат електромагнетни бранови, вклучувајќи светлина и радио бранови, предвидени од Максвел и откриени од Хајнрих Херц во 1888 година. Во 1890-тите. Своите студии по теоријата на електроните ги продолжил Л. Тој го искористи за да ја обедини и поедностави електромагнетната теорија на Максвел и објави сериозни дела за многу проблеми во физиката, вклучувајќи го и разделувањето на спектралните линии во магнетното поле.

Кога светлината од врел гас поминува низ процепот и е одвоена со спектроскоп во неговите составни фреквенции или чисти бои, таа произведува линиски спектар - серија светли линии на црна позадина, чии позиции ги означуваат соодветните фреквенции. Секој таков спектар е карактеристичен за многу специфичен гас. L. сугерираше дека фреквенциите на осцилирачките електрони ги одредуваат фреквенциите во светлината што ја емитува гасот. Покрај тоа, тој постави хипотеза дека магнетното поле треба да влијае на движењето на електроните и малку да ги промени фреквенциите на осцилации, делејќи го спектарот на неколку линии. Во 1896 година, колегата на Л. од Универзитетот во Лајден, Питер Земан, поставил натриумски пламен помеѓу половите на електромагнетот и открил дека двете најсветли линии во спектарот на натриум се прошириле. По понатамошни внимателни набљудувања на пламенот на различни супстанции, Земан ги потврди заклучоците од теоријата на Л., утврдувајќи дека проширените спектрални линии се всушност групи на блиски поединечни компоненти. Разделувањето на спектралните линии во магнетното поле се нарекува Земановиот ефект. Земан, исто така, ја потврдил претпоставката на Л. за поларизацијата на емитираната светлина.

Иако Земановиот ефект не можеше целосно да се објасни до неговото појавување во 20 век. квантната теорија, објаснувањето предложено од L. врз основа на осцилации на електрони овозможи да се разберат наједноставните карактеристики на овој ефект. На крајот на 19 век. многу физичари веруваа (точно, како што се покажа подоцна) дека спектрите треба да бидат клучот за разоткривање на структурата на атомот. Затоа, употребата на ласерската теорија на електрони за објаснување на спектралните феномени може да се смета за исклучително важен чекор кон разјаснување на структурата на материјата. Во 1897 година Џ.Џ. Томсон го открил електронот во форма на честичка што слободно се движи која се појавува при електрични празнења во вакуумски цевки. Се покажа дека својствата на отворената честичка се исти како оние што ги претпоставува L. на електроните кои вибрираат во атомите.

Земан и Л. беа наградени со Нобеловата награда за физика во 1902 година „како признание за извонредниот придонес што го дадоа со нивното истражување за влијанието на магнетизмот врз зрачењето“. „Најзначајниот придонес за понатамошниот развој на електромагнетната теорија на светлината му го должиме на професорот Л.“, рече Хјалмар Теел од Кралската шведска академија на науките на церемонијата на доделување. „Ако теоријата на Максвел е ослободена од какви било претпоставки од атомска природа, тогаш Л. започнува со хипотезата дека материјата се состои од микроскопски честички наречени електрони, кои се носители на добро дефинирани полнежи“.

Кон крајот на 19 – почеток на 20 век. Л. со право се сметаше за водечки светски теоретски физичар. Делата на Л. опфатија не само електрична енергија, магнетизам и оптика, туку и кинетика, термодинамика, механика, статистичка физика и хидродинамика. Преку неговите напори, физичката теорија ги достигнала можните граници во рамките на класичната физика. Идеите на Л. влијаеле на развојот на модерната релативност и квантната теорија.

Во 1904 година, Л. ја објавил најпознатата од формулите што ги извел, наречени трансформации на Лоренц. Тие го опишуваат намалувањето на големината на телото што се движи во насока на движење и промената во текот на времето. Двата ефекти се мали, но се зголемуваат како што брзината се приближува до брзината на светлината. Тој ја презеде оваа работа со надеж дека ќе ги објасни неуспесите што ги снашле сите обиди да се открие влијанието на етерот - мистериозна хипотетичка супстанција која наводно го исполнува целиот простор.

Се верувало дека етерот е неопходен како медиум во кој се шират електромагнетни бранови, како што е светлината, исто како што молекулите на воздухот се неопходни за ширење на звучните бранови. И покрај бројните потешкотии со кои наидоа оние кои се обидоа да ги одредат својствата на сеприсутниот етер, кој тврдоглаво му пркоси на набљудувањето, физичарите сепак беа убедени дека тој постои. Треба да се забележи една од последиците од постоењето на етерот: ако брзината на светлината се мери со уред што се движи, тогаш таа треба да биде поголема кога се движите кон изворот на светлина и помала кога се движите во друга насока. Етерот може да се смета како ветер, кој носи светлина и предизвикува таа да патува побрзо кога набљудувачот се движи против ветрот и побавно кога се движи со ветрот.

Во познатиот експеримент изведен во 1887 година од страна на Алберт А. спротивна насока. Резултатите од мерењето беа споредени со мерењата направени на зраците што се шират напред-назад нормално на правецот на движењето на Земјата. Доколку етерот некако влијаел на движењето, тогаш времињата на ширење на светлосните зраци долж правецот на движењето на Земјата и нормално на неа, поради разликата во брзините, би се разликувале доволно за да може да се измерат со интерферометар. На изненадување на теоретичарите на етер, не беше пронајдена разлика.

Многу објаснувања (на пример, упатувањето на фактот дека Земјата го носи етерот со себе и затоа е во мирување во однос на него) беа многу незадоволителни. За да се реши овој проблем, Л. (и независно од него ирскиот физичар Џ.Ф. Фицџералд) сугерираше дека движењето низ етерот доведува до намалување на големината на интерферометарот (и, следствено, секое тело што се движи) за количина што го објаснува привидното отсуство на мерлива разлика во брзината на светлосните зраци во експериментот Мајкелсон-Морли.

Трансформациите на Л. имаа големо влијание врз понатамошниот развој на теоретската физика воопшто и особено врз создавањето на специјалната теорија на релативноста од Алберт Ајнштајн следната година. Ајнштајн имал длабока почит кон Л. Но, ако Л. верувал дека деформацијата на телата што се движат треба да биде предизвикана од некои молекуларни сили, промената на времето не е ништо повеќе од математичка финта, а постојаноста на брзината на светлината за сите набљудувачи треба да произлегува од неговата теорија, тогаш Ајнштајн се приближуваше кон релативноста и постојаноста на брзината на светлината во однос на основните принципи, а не на проблемите. Имајќи усвоено радикално ново гледиште за просторот, времето и неколку основни постулати, Ајнштајн ги извел трансформациите на светлината и ја елиминирал потребата за воведување на етерот.

Л. беше симпатичен кон иновативните идеи и беше еден од првите што ја поддржа специјалната теорија на релативноста на Ајнштајн и квантната теорија на Макс Планк. Речиси три децении од новиот век, Л. покажуваше голем интерес за развојот на модерната физика, сфаќајќи дека новите идеи за времето, просторот, материјата и енергијата овозможуваат да реши многу од проблемите со кои мораше да се соочи во сопствената истражување. За високиот авторитет на Л. меѓу неговите колеги сведочи следниот факт: на нивно барање, во 1911 година станал претседавач на првата Солвејска конференција за физика - меѓународен форум на најпознатите научници - и ги извршувал овие должности секоја година сè до неговата смрт.

Во 1912 година, Л. поднесе оставка од Универзитетот во Лајден за да го посвети поголемиот дел од своето време на научни истражувања, но тој продолжи да држи предавања еднаш неделно. Откако се преселил во Харлем, Л. Ова му даде можност да работи во лабораторија. Во 1919 година, Л. учествуваше во еден од најголемите проекти за спречување и контрола на поплави во светот. Тој го предводеше комитетот за следење на движењето на морската вода за време и по одводнувањето на Зујдерзее (заливот на Северното Море). По завршувањето на Првата светска војна, Л. активно придонел за возобновување на научната соработка, правејќи напори за враќање на членството на граѓаните на централноевропските земји во меѓународните научни организации. Во 1923 година бил избран во меѓународната комисија за интелектуална соработка на Друштвото на народите. Оваа комисија вклучуваше седум светски познати научници. Две години подоцна нејзин претседател стана Л. Л. останал интелектуално активен до неговата смрт на 4 февруари 1928 година во Харлем.

Во 1881 година, Л. се омажила за Алета Кетрин Кајзер, внука на професорот по астрономија Кајзер. Двојката Лоренц имала четири деца, од кои едното починало во детството. Л. беше невообичаено шармантна и скромна личност. Овие квалитети, како и неговата неверојатна способност со јазиците, му овозможија успешно да води меѓународни организации и конференции.

Покрај Нобеловата награда, на Л. Бил почесен доктор на универзитетите во Париз и Кембриџ и член на Кралското и Германското физичко друштво од Лондон. Во 1912 година, Л. стана секретар на холандското научно друштво.