Pesanan ringkas Hendrik Anton Lorenz. Lelaki yang mencipta teori elektron

Ahli fizik Belanda Hendrik Anton Lorenz dilahirkan di Arnhem kepada Gerrit Frederick Lorenz dan Gertrude (van Ginkel) Lorenz. Bapa Lorenz mengusahakan taska. Ibu budak itu meninggal dunia ketika dia berumur empat tahun. Lima tahun kemudian, ayah saya berkahwin semula dengan Luberta Hupkes. Lorenz menghadiri Sekolah Menengah Arnhem dan mendapat gred cemerlang dalam semua mata pelajaran.

Pada tahun 1870 dia memasuki Universiti Leiden, di mana dia bertemu profesor astronomi Frederick Kaiser, yang kuliah mengenai astronomi teori menarik minatnya. Dalam masa kurang dari dua tahun, Lorenz menjadi Sarjana Muda Sains dalam fizik dan matematik. Kembali ke Arnhem, dia mengajar di sekolah menengah tempatan dan pada masa yang sama bersedia untuk peperiksaan untuk ijazah kedoktoran, yang dia lulus dengan cemerlang pada tahun 1873. Dua tahun kemudian, Lorenz berjaya mempertahankan disertasinya untuk ijazah Doktor Sains di Universiti Leiden. Disertasi ini ditumpukan kepada teori pantulan dan pembiasan cahaya. Di dalamnya, Lorentz meneroka beberapa implikasi teori elektromagnet James Clerk Maxwell mengenai gelombang cahaya. Disertasi itu diiktiraf sebagai karya yang cemerlang.

Lorentz terus tinggal di rumahnya dan mengajar di sekolah menengah tempatan sehingga 1878, apabila dia dilantik ke jabatan fizik teori di Universiti Leiden. Pada masa itu, fizik teori sebagai sains bebas hanya mengambil langkah pertama. Jabatan di Leiden adalah antara yang pertama di Eropah. Pelantikan baharu itu amat sesuai dengan citarasa dan kecenderungan Lorentz, yang mempunyai hadiah istimewa untuk merumuskan teori dan menggunakan peralatan matematik yang canggih untuk menyelesaikan masalah fizikal.

Meneruskan kajian fenomena optik, Lorentz menerbitkan sebuah kertas pada tahun 1878 di mana dia secara teorinya memperoleh hubungan antara ketumpatan jasad dan indeks biasannya (nisbah kelajuan cahaya dalam vakum kepada kelajuan cahaya dalam badan - a nilai mencirikan berapa banyak sinar cahaya menyimpang dari arah asalnya semasa peralihan dari vakum ke badan). Kebetulan sedikit lebih awal formula yang sama telah diterbitkan oleh ahli fizik Denmark Ludwig Lorentz, jadi ia dipanggil formula Lorentz-Lorentz. Walau bagaimanapun, karya Hendrik Lorentz sangat menarik kerana ia berdasarkan andaian bahawa objek material mengandungi zarah bercas elektrik berayun yang berinteraksi dengan gelombang cahaya. Ia mengukuhkan sudut pandangan yang tidak diterima umum pada masa itu bahawa jirim terdiri daripada atom dan molekul.

Pada tahun 1880, minat saintifik Lorentz terutamanya berkaitan dengan teori kinetik gas, yang menggambarkan pergerakan molekul dan pembentukan hubungan antara suhu dan tenaga kinetik purata. Pada tahun 1892, Lorentz mula merumuskan teori yang dia dan orang lain kemudiannya dipanggil teori elektron. Elektrik, Lorenz berpendapat, timbul daripada pergerakan zarah bercas kecil - elektron positif dan negatif. Ia kemudiannya mendapati bahawa semua elektron bercas negatif. Lorentz membuat kesimpulan bahawa getaran zarah bercas kecil ini menghasilkan gelombang elektromagnet, termasuk gelombang cahaya dan radio, yang diramalkan oleh Maxwell dan ditemui oleh Heinrich Hertz pada tahun 1888. Pada tahun 1890-an. Lorentz meneruskan pengajiannya dalam teori elektron. Dia menggunakannya untuk menyatukan dan memudahkan teori elektromagnet Maxwell, dan menerbitkan karya serius mengenai banyak masalah dalam fizik, termasuk pemisahan garis spektrum dalam medan magnet.

Apabila cahaya daripada gas panas melalui celah dan dipisahkan oleh spektroskop ke dalam frekuensi komponennya, atau warna tulen, ia menghasilkan spektrum garis - satu siri garis terang pada latar belakang hitam, yang kedudukannya menunjukkan frekuensi yang sepadan. Setiap spektrum tersebut adalah ciri-ciri gas yang sangat spesifik. Lorentz mencadangkan bahawa frekuensi elektron berayun menentukan frekuensi dalam cahaya yang dipancarkan oleh gas. Di samping itu, beliau membuat hipotesis bahawa medan magnet harus mempengaruhi pergerakan elektron dan mengubah sedikit frekuensi ayunan, membelah spektrum kepada beberapa baris. Pada tahun 1896, rakan sekerja Lorentz di Universiti Leiden, Peter Zeeman, meletakkan nyalaan natrium di antara kutub elektromagnet dan mendapati bahawa dua garisan paling terang dalam spektrum natrium meluas. Selepas pemerhatian yang teliti terhadap nyalaan pelbagai bahan, Zeeman mengesahkan kesimpulan teori Lorentz, menetapkan bahawa garis spektrum lanjutan sebenarnya adalah kumpulan komponen individu yang berkait rapat. Pemisahan garis spektrum dalam medan magnet dipanggil kesan Zeeman. Zeeman juga mengesahkan andaian Lorentz tentang polarisasi cahaya yang dipancarkan.

Walaupun kesan Zeeman tidak dapat dijelaskan sepenuhnya sehingga kemunculannya pada abad ke-20. teori kuantum, penjelasan yang dicadangkan oleh Lorentz berdasarkan ayunan elektron memungkinkan untuk memahami ciri paling mudah kesan ini. Pada akhir abad ke-19. ramai ahli fizik percaya (betul, seperti yang ternyata kemudian) bahawa spektrum harus menjadi kunci untuk membongkar struktur atom. Oleh itu, penggunaan teori elektron Lorentz untuk menerangkan fenomena spektrum boleh dianggap sebagai langkah yang sangat penting ke arah menjelaskan struktur jirim. Pada tahun 1897, J. J. Thomson menemui elektron sebagai zarah yang bergerak bebas yang dihasilkan oleh nyahcas elektrik dalam tiub vakum. Sifat-sifat zarah terbuka ternyata sama dengan elektron yang berayun dalam atom yang dipostulatkan oleh Lorentz.

Zeeman dan Lorentz telah dianugerahkan Hadiah Nobel dalam Fizik 1902 "sebagai mengiktiraf sumbangan cemerlang yang mereka buat melalui penyiasatan mereka terhadap pengaruh kemagnetan pada sinaran." "Kami berhutang sumbangan paling penting kepada perkembangan selanjutnya teori cahaya elektromagnet kepada Profesor Lorentz," kata Hjalmar Theel dari Akademi Sains Diraja Sweden pada majlis anugerah itu. "Jika teori Maxwell bebas daripada sebarang andaian yang bersifat atom, maka Lorentz bermula dengan hipotesis bahawa jirim terdiri daripada zarah mikroskopik yang dipanggil elektron, yang merupakan pembawa cas yang jelas."

Pada akhir abad ke-19 - permulaan abad ke-20. Lorentz berhak dianggap sebagai ahli fizik teori terkemuka dunia. Kerja Lorentz meliputi bukan sahaja elektrik, kemagnetan dan optik, tetapi juga kinetik, termodinamik, mekanik, fizik statistik dan hidrodinamik. Melalui usahanya, teori fizikal mencapai had yang mungkin dalam fizik klasik. Idea Lorentz mempengaruhi perkembangan relativiti moden dan teori kuantum.

Pada tahun 1904, Lorentz menerbitkan formula yang paling terkenal, yang dipanggil transformasi Lorentz. Mereka menerangkan pengurangan saiz badan yang bergerak ke arah pergerakan dan perubahan dalam peredaran masa. Kedua-dua kesan adalah kecil, tetapi meningkat apabila kelajuan menghampiri kelajuan cahaya. Dia menjalankan kerja ini dengan harapan untuk menjelaskan kegagalan yang menimpa semua percubaan untuk mengesan pengaruh eter - bahan hipotesis misteri yang kononnya memenuhi semua ruang.

Adalah dipercayai bahawa eter diperlukan sebagai medium di mana gelombang elektromagnet, seperti cahaya, merambat, sama seperti molekul udara diperlukan untuk penyebaran gelombang bunyi. Walaupun banyak kesukaran yang dihadapi oleh mereka yang cuba menentukan sifat-sifat eter yang ada di mana-mana, yang berdegil menentang pemerhatian, ahli fizik masih yakin bahawa ia wujud. Salah satu akibat daripada kewujudan eter perlu diperhatikan: jika kelajuan cahaya diukur oleh peranti yang bergerak, maka ia sepatutnya lebih besar apabila bergerak ke arah sumber cahaya dan kurang apabila bergerak ke arah lain. Eter boleh dianggap sebagai angin, membawa cahaya dan menyebabkan ia bergerak lebih cepat apabila pemerhati bergerak melawan angin dan lebih perlahan apabila dia bergerak bersama angin.

Dalam eksperimen terkenal yang dilakukan pada tahun 1887 oleh Albert A. Michelson dan Edward W. Morley menggunakan instrumen ketepatan tinggi yang dipanggil interferometer, sinar cahaya diperlukan untuk menempuh jarak tertentu ke arah gerakan Bumi dan kemudian jarak yang sama dalam arah bertentangan. Hasil pengukuran dibandingkan dengan pengukuran yang dibuat pada sinar yang merambat ke depan dan ke belakang berserenjang dengan arah pergerakan Bumi. Jika eter entah bagaimana mempengaruhi pergerakan itu, maka masa perambatan sinar cahaya sepanjang arah pergerakan Bumi dan berserenjang dengannya, disebabkan oleh perbezaan kelajuan, akan cukup berbeza supaya ia boleh diukur dengan interferometer. Yang mengejutkan ahli teori eter, tiada perbezaan ditemui.

Banyak penjelasan (contohnya, rujukan kepada fakta bahawa Bumi membawa eter dengannya dan oleh itu ia berada dalam keadaan diam berbanding dengannya) adalah sangat tidak memuaskan. Untuk menyelesaikan masalah ini, Lorentz (dan secara bebas ahli fizik Ireland J. F. Fitzgerald) mencadangkan bahawa pergerakan melalui eter mengurangkan saiz interferometer (dan oleh itu mana-mana jasad bergerak) dengan jumlah yang menjelaskan ketiadaan ketara perbezaan yang boleh diukur dalam kelajuan sinaran cahaya dalam eksperimen Michelson-Morley.

Transformasi Lorentz mempunyai pengaruh yang besar terhadap perkembangan lanjut fizik teori secara umum dan khususnya pada penciptaan teori relativiti khas oleh Albert Einstein pada tahun berikutnya. Einstein sangat menghormati Lorentz. Tetapi jika Lorentz percaya bahawa ubah bentuk badan yang bergerak harus disebabkan oleh beberapa daya molekul, perubahan masa tidak lebih daripada helah matematik, dan keteguhan kelajuan cahaya untuk semua pemerhati harus mengikuti dari teorinya, maka Einstein mendekati relativiti dan ketekalan kelajuan cahaya sebagai prinsip asas, bukan masalah. Dengan menerima pakai pandangan ruang, masa dan beberapa postulat asas yang sangat baru, Einstein memperoleh transformasi Lorentz dan menghapuskan keperluan untuk pengenalan eter.

Lorentz bersimpati kepada idea-idea inovatif dan merupakan penyokong awal teori relativiti khas Einstein dan teori kuantum Max Planck. Selama hampir tiga dekad abad baru, Lorentz menunjukkan minat yang besar dalam pembangunan fizik moden, menyedari bahawa idea-idea baru tentang masa, ruang, jirim dan tenaga boleh menyelesaikan banyak masalah yang terpaksa dihadapinya dalam penyelidikannya sendiri. Kuasa tinggi Lorentz di kalangan rakan-rakannya dibuktikan oleh fakta berikut: atas permintaan mereka, pada tahun 1911 dia menjadi pengerusi Persidangan Solvay pertama mengenai Fizik - forum antarabangsa saintis paling terkenal - dan menjalankan tugas ini setiap tahun sehingga kematiannya.

Pada tahun 1912, Lorenz bersara dari Universiti Leiden untuk menumpukan sebahagian besar masanya untuk penyelidikan saintifik, tetapi dia meneruskan kuliah sekali seminggu. Selepas berpindah ke Harlem, Lorenz memikul tanggungjawab sebagai kurator koleksi fizikal Muzium Cetak Taylor. Ini memberinya peluang untuk bekerja di makmal. Pada tahun 1919, Lorenz mengambil bahagian dalam salah satu projek pencegahan dan kawalan banjir terbesar di dunia. Beliau mengetuai jawatankuasa untuk memantau pergerakan air laut semasa dan selepas saliran Zuiderzee (teluk Laut Utara). Selepas berakhirnya Perang Dunia Pertama, Lorenz secara aktif mempromosikan pemulihan kerjasama saintifik, berusaha untuk memulihkan keahlian warga negara Eropah Tengah dalam organisasi saintifik antarabangsa. Pada tahun 1923, beliau telah dipilih ke suruhanjaya antarabangsa untuk kerjasama intelektual Liga Bangsa-Bangsa. Suruhanjaya ini termasuk tujuh saintis terkenal dunia. Dua tahun kemudian, Lorenz menjadi pengerusinya. Lorenz kekal aktif secara intelektual sehingga kematiannya pada 4 Februari 1928 di Harlem.

Pada tahun 1881, Lorenz berkahwin dengan Alletta Katherine Kaiser, anak saudara kepada profesor astronomi Kaiser. Pasangan Lorenz mempunyai empat orang anak, seorang daripadanya meninggal dunia ketika masih bayi. Lorenz adalah seorang yang luar biasa menawan dan sederhana. Kualiti ini, serta kebolehannya yang luar biasa dengan bahasa, telah membolehkan beliau berjaya memimpin organisasi dan persidangan antarabangsa.

Sebagai tambahan kepada Hadiah Nobel, Lorenz telah dianugerahkan pingat Copley dan Rumford dari Royal Society of London. Beliau adalah doktor kehormat Universiti Paris dan Cambridge, dan ahli Persatuan Fizikal Diraja dan Jerman London. Pada tahun 1912, Lorenz menjadi setiausaha Persatuan Saintifik Belanda.

Perihalan pembentangan mengikut slaid individu:

1 slaid

Penerangan slaid:

2 slaid

Penerangan slaid:

Potret foto 1902 Hendrik (sering dieja Hendrik) Anton Lorentz (Belanda. Hendrik Antoon Lorentz; 18 Julai 1853, Arnhem, Belanda - 4 Februari 1928, Haarlem, Belanda) - Ahli fizik teori Belanda, pemenang Hadiah Nobel dalam Fizik (1902, bersama-sama dengan Pieter Zeeman) dan anugerah lain, ahli Akademi Sains Diraja Belanda (1881), beberapa akademi sains dan masyarakat saintifik asing. Lorentz terkenal dengan kerjanya dalam bidang elektrodinamik dan optik. Menggabungkan konsep medan elektromagnet berterusan dengan idea cas elektrik diskret yang membentuk jirim, dia mencipta teori elektronik klasik dan menggunakannya untuk menyelesaikan banyak masalah tertentu: dia memperoleh ungkapan untuk daya yang bertindak pada cas bergerak daripada medan elektromagnet (daya Lorentz), dan formula terbitan yang menghubungkan indeks biasan bahan dengan ketumpatannya (formula Lorentz-Lorentz), membangunkan teori penyebaran cahaya, menjelaskan beberapa fenomena magneto-optik (khususnya, kesan Zeeman ) dan beberapa sifat logam. Berdasarkan teori elektronik, saintis membangunkan elektrodinamik media bergerak, termasuk mengemukakan hipotesis tentang penguncupan badan ke arah pergerakan mereka (Fitzgerald - Lorentz penguncupan), memperkenalkan konsep "masa tempatan", memperoleh ungkapan relativistik untuk pergantungan jisim pada kelajuan, dan perhubungan yang diperoleh antara koordinat dan masa dalam sistem rujukan inersia yang bergerak relatif antara satu sama lain (transformasi Lorentz). Kerja Lorentz menyumbang kepada pembentukan dan perkembangan idea-idea teori khas relativiti dan fizik kuantum. Di samping itu, beliau memperoleh beberapa keputusan penting dalam termodinamik dan teori kinetik gas, teori relativiti umum, dan teori sinaran haba. Maklumat am 

3 slaid

Penerangan slaid:

Hendrik Anton Lorenz dilahirkan pada 15 Julai 1853 di Arnhem. Nenek moyangnya berasal dari wilayah Rhine di Jerman dan kebanyakannya terlibat dalam pertanian. Bapa kepada saintis masa depan, Gerrit Frederik Lorentz (1822-1893), memiliki tapak semaian pokok buah-buahan berhampiran Velp. Ibu Hendrik Anton, Gertrude van Ginkel (Geertruida van Ginkel, 1826-1861), dibesarkan di Renswoude di wilayah Utrecht, telah berkahwin, janda awal, dan pada tahun ketiga janda dia berkahwin kali kedua - dengan Gerrit Frederick. Mereka mempunyai dua anak lelaki, tetapi yang kedua meninggal semasa bayi; Hendrik Anton dibesarkan bersama Hendrik Jan Jakob, anak Gertrude daripada perkahwinan pertamanya. Pada tahun 1862, selepas kematian awal isterinya, bapa keluarga itu berkahwin dengan Luberta Hupkes (1819/1820-1897), yang menjadi ibu tiri yang penyayang untuk anak-anak. Pada usia enam tahun, Hendrik Anton memasuki Sekolah Rendah Timmer. Di sini, dalam pelajaran Gert Cornelis Timmer, pengarang buku teks dan buku sains popular mengenai fizik, Lorenz muda mengenali asas-asas matematik dan fizik. Pada tahun 1866, saintis masa depan berjaya lulus peperiksaan kemasukan ke Sekolah Awam Tinggi yang baru dibuka (Hogereburgerschool Belanda) di Arnhem, yang secara kasarnya sepadan dengan gimnasium. Belajar adalah mudah untuk Hendrik Anton, yang difasilitasi oleh bakat pedagogi guru, terutamanya H. Van der Stadt, pengarang beberapa buku teks terkenal tentang fizik, dan Jacob Martin van Bemmelen, yang mengajar kimia. Seperti yang diakui oleh Lorenz sendiri, Van der Stadtlah yang menanamkan dalam dirinya cinta fizik. Satu lagi pertemuan penting dalam kehidupan saintis masa depan ialah kenalannya dengan Herman Haga, yang belajar di kelas yang sama dan kemudiannya juga menjadi ahli fizik; mereka tetap berkawan rapat sepanjang hayat mereka. Sebagai tambahan kepada sains semula jadi, Hendrik Anton berminat dalam sejarah, membaca beberapa karya mengenai sejarah Belanda dan England, dan menggemari novel sejarah; dalam kesusasteraan dia tertarik dengan karya penulis Inggeris - Walter Scott, William Thackeray dan terutamanya Charles Dickens. Dibezakan oleh ingatan yang baik, Lorenz mempelajari beberapa bahasa asing (Bahasa Inggeris, Perancis dan Jerman), dan sebelum memasuki universiti dia menguasai bahasa Yunani dan Latin secara bebas. Di sebalik perwatakannya yang suka bergaul, Hendrik Anton seorang yang pemalu dan tidak suka bercerita tentang pengalamannya walaupun bersama orang tersayang. Dia asing dengan mana-mana mistik dan, menurut anak perempuannya, "telah dilucutkan iman dalam rahmat Tuhan... Kepercayaan pada nilai tertinggi akal... menggantikan kepercayaan agamanya." Asal dan zaman kanak-kanak 

4 slaid

Penerangan slaid:

Salah satu bangunan Universiti Leiden (1875) Pada tahun 1870, Lorenz memasuki Universiti Leiden, universiti tertua di Belanda. Di sini dia menghadiri kuliah oleh ahli fizik Pieter Rijke dan ahli matematik Pieter van Geer, yang mengajar kursus dalam geometri analitik, tetapi menjadi paling rapat dengan profesor astronomi Frederick Kaiser, yang belajar tentang pelajar berbakat baru daripada bekas pelajarnya Van der Stadt. Semasa belajar di universiti, saintis masa depan mengenali karya asas James Clerk Maxwell dan, dengan sedikit kesukaran, dapat memahaminya, yang difasilitasi oleh kajian karya Hermann Helmholtz, Augustin Fresnel dan Michael. Faraday. Pada November 1871, Lorenz lulus peperiksaan ijazah sarjananya dengan kepujian dan, memutuskan untuk bersedia untuk peperiksaan kedoktoran sendiri, meninggalkan Leiden pada Februari 1872. Kembali ke Arnhem, dia menjadi guru matematik di sekolah petang dan di sekolah Timmer, tempat dia pernah belajar; pekerjaan ini memberinya masa lapang yang cukup untuk melakukan sains. Arah utama penyelidikan Lorentz ialah teori elektromagnet Maxwell. Di samping itu, di makmal sekolah dia melakukan eksperimen optik dan elektrik malah tidak berjaya membuktikan kewujudan gelombang elektromagnet dengan mengkaji pelepasan balang Leyden. Selepas itu, menyentuh karya terkenal ahli fizik British, Lorentz berkata: "Treatise on Electricity and Magnetism" beliau membuat saya, mungkin, salah satu kesan terkuat dalam hidup saya; tafsiran cahaya sebagai fenomena elektromagnet mengatasi keberanian segala-galanya yang saya ketahui setakat ini. Tetapi buku Maxwell bukanlah buku yang mudah! Ditulis pada tahun-tahun ketika idea-idea saintis belum menerima rumusan akhir, ia tidak mewakili keseluruhan yang lengkap dan tidak menjawab banyak soalan." Belajar di Universiti. Langkah pertama dalam sains 

5 slaid

Penerangan slaid:

Potret foto Lorenz, 1902 Pada 25 Januari 1878, Lorenz secara rasmi menyandang gelaran profesor, menyampaikan ucapan pengenalan "Teori Molekul dalam Fizik." Menurut salah seorang bekas pelajarnya, profesor muda itu "memiliki anugerah yang istimewa, di sebalik segala kebaikan dan kesederhanaannya, mengekalkan jarak tertentu antara dirinya dan pelajarnya, tanpa sama sekali berusaha untuk mendapatkannya dan tanpa menyedarinya." Syarahan Lorenz popular di kalangan pelajar; dia seronok mengajar, walaupun pada hakikatnya aktiviti ini mengambil sebahagian besar masanya. Lebih-lebih lagi, pada tahun 1883 beliau mengambil beban tambahan dengan menggantikan rakan sekerjanya Heike Kamerlingh Onnes, yang, kerana sakit, tidak dapat mengajar kursus fizik am di Fakulti Perubatan; Lorenz terus memberikan kuliah ini walaupun selepas pemulihan Onnes, sehingga 1906. Berdasarkan kursus kuliahnya, beberapa siri buku teks terkenal telah diterbitkan, yang dicetak semula beberapa kali dan diterjemahkan ke dalam banyak bahasa. Pada tahun 1882, Profesor Lorenz memulakan aktiviti popularisasinya, ucapannya kepada khalayak luas berjaya kerana bakatnya untuk menyampaikan isu-isu saintifik yang kompleks dengan cara yang mudah diakses dan jelas. Pada musim panas 1880, Lorenz bertemu Aletta Catharina Kaiser (1858-1931), anak saudara Profesor Kaiser dan anak perempuan pengukir terkenal Johann Wilhelm Kaiser, pengarah Rijksmuseum di Amsterdam. Pertunangan itu berlaku pada musim panas yang sama, dan awal tahun depan orang muda itu berkahwin. Pada tahun 1885, anak perempuan mereka Gertrude Luberta (Belanda: Geertruida de Haas-Lorentz) dilahirkan, yang menerima nama sebagai penghormatan kepada ibu dan ibu tiri saintis itu. Pada tahun yang sama, Lorenz membeli sebuah rumah di Heugracht 48, di mana keluarga itu menjalani kehidupan yang tenang dan terukur. Profesor di Leiden 

6 slaid

Penerangan slaid:

kehidupan. Pada tahun 1889, anak perempuan kedua, Johanna Wilhelmina, dilahirkan, pada tahun 1893, anak lelaki pertama, yang hidup kurang dari setahun, dan pada tahun 1895, anak lelaki kedua, Rudolf. Anak perempuan sulung kemudiannya menjadi pelajar bapanya, belajar fizik dan matematik dan telah berkahwin dengan saintis terkenal Vander Johannes de Haas, pelajar Kamerlingh Onnes. Lorenz menghabiskan tahun pertamanya di Leiden dalam pengasingan diri secara sukarela: dia menerbitkan sedikit di luar negara dan secara praktikalnya mengelak hubungan dengan dunia luar (ini mungkin disebabkan oleh rasa malunya). Kerjanya tidak banyak diketahui di luar Belanda sehingga pertengahan 1890-an. Hanya pada tahun 1897 dia pertama kali menghadiri kongres naturalis dan doktor Jerman, yang diadakan di Düsseldorf, dan sejak itu dia menjadi peserta tetap dalam persidangan saintifik utama. Dia bertemu dengan ahli fizik Eropah yang terkenal seperti Ludwig Boltzmann, Wilhelm Wien, Henri Poincaré, Max Planck, Wilhelm Roentgen dan lain-lain. Pengiktirafan Lorentz sebagai seorang saintis juga berkembang, yang difasilitasi oleh kejayaan teori elektronik yang diciptanya, yang melengkapi elektrodinamik Maxwell dengan idea "atom elektrik," iaitu, kewujudan zarah bercas yang membentuk jirim. Versi pertama teori ini diterbitkan pada tahun 1892; kemudiannya ia dibangunkan secara aktif oleh pengarang dan digunakan untuk menerangkan pelbagai fenomena optik (penyerakan, sifat logam, asas elektrodinamik media bergerak, dan sebagainya). Salah satu pencapaian teori elektronik yang paling menarik ialah ramalan dan penjelasan tentang pemisahan garis spektrum dalam medan magnet, yang ditemui oleh Pieter Zeeman pada tahun 1896. Pada tahun 1902, Zeeman dan Lorentz berkongsi Hadiah Nobel dalam Fizik; Profesor Leiden itu menjadi ahli teori pertama yang menerima anugerah ini. Profesor di Leiden (sambungan) 

7 slaid

Penerangan slaid:

Muzium Taylor di Haarlem (pandangan moden) Pada tahun 1911, Lorenz menerima tawaran untuk memegang jawatan kurator Muzium Taylor, yang mempunyai bilik fizik dengan makmal, dan Persatuan Saintifik Belanda (Koninklijke Hollandsche Maatschappij der Wetenschappen) di Haarlem . Saintis itu bersetuju dan mula mencari pengganti kepada jawatan profesor Leiden. Selepas penolakan Einstein, yang pada masa itu telah menerima jemputan dari Zurich, Lorentz berpaling kepada Paul Ehrenfest, yang bekerja di St. Pada musim luruh tahun 1912, apabila pencalonan yang terakhir diluluskan secara rasmi, Lorenz akhirnya berpindah ke Haarlem. Di Muzium Taylor dia menerima sebuah makmal kecil untuk kegunaan peribadinya; Tugasnya termasuk menganjurkan kuliah popular untuk guru fizik, yang dia mula berikan sendiri. Di samping itu, selama sepuluh tahun lagi beliau kekal sebagai profesor luar biasa di Universiti Leiden dan setiap hari Isnin pada pukul 11 ​​pagi beliau memberikan kuliah khas di sana mengenai idea fizikal terkini. Seminar tradisional ini menjadi terkenal di dunia saintifik, ia telah dihadiri oleh ramai penyelidik terkenal dari pelbagai negara di dunia. Apabila Lorenz semakin dewasa, dia semakin menumpukan perhatian kepada aktiviti sosial, terutamanya masalah pendidikan dan kerjasama saintifik antarabangsa. Oleh itu, beliau menjadi salah seorang pengasas lyceum Belanda pertama di The Hague dan penganjur perpustakaan percuma dan bilik bacaan pertama di Leiden. Beliau adalah salah seorang pengurus Dana Solvay, dengan dananya Institut Fizikal Antarabangsa diasaskan, dan mengetuai jawatankuasa yang bertanggungjawab mengagihkan faedah untuk penyelidikan saintifik oleh saintis dari pelbagai negara. Dalam artikel dari 1913, Lorenz menulis: "Semua orang menyedari bahawa kerjasama dan mengejar matlamat bersama akhirnya menimbulkan Haarlem 

8 slaid

Penerangan slaid:

rasa saling hormat menghormati, perpaduan dan persahabatan yang baik, yang seterusnya mengukuhkan keamanan.” Walau bagaimanapun, Perang Dunia Pertama, yang berlaku tidak lama lagi, telah mengganggu hubungan antara saintis negara-negara yang berperang untuk masa yang lama; Lorenz, sebagai rakyat negara berkecuali, cuba sedaya upaya untuk melicinkan percanggahan ini dan memulihkan kerjasama antara penyelidik individu dan masyarakat saintifik. Oleh itu, setelah memasuki kepimpinan Majlis Penyelidikan Antarabangsa yang diasaskan selepas perang (pendahulu Majlis Antarabangsa untuk Sains), ahli fizik Belanda dan orang-orang yang berfikiran sama mencapai pengecualian daripada piagam organisasi klausa ini yang mendiskriminasi wakil. daripada negara-negara yang kalah. Pada tahun 1923, Lorenz menjadi ahli Jawatankuasa Antarabangsa mengenai Kerjasama Intelek, yang ditubuhkan oleh Liga Bangsa-Bangsa untuk mengukuhkan hubungan saintifik antara negara-negara Eropah, dan beberapa lama kemudian menggantikan ahli falsafah Henri Bergson sebagai pengerusi institusi ini. Pada tahun 1918, Lorenz dilantik sebagai pengerusi jawatankuasa negeri untuk mengalirkan Teluk Zuiderzee dan sehingga akhir hayatnya dia menumpukan banyak masa untuk projek ini, menyelia secara langsung pengiraan kejuruteraan. Kerumitan masalah yang diperlukan dengan mengambil kira banyak faktor dan pembangunan kaedah matematik asal; di sini pengetahuan saintis dalam pelbagai bidang fizik teori berguna. Pembinaan empangan pertama bermula pada tahun 1920; projek itu berakhir bertahun-tahun kemudian, selepas kematian pemimpin pertamanya. Minat yang mendalam dalam masalah pedagogi membawa Lorenz ke lembaga pendidikan awam pada tahun 1919, dan pada tahun 1921 beliau mengetuai jabatan pendidikan tinggi di Belanda. Pada tahun berikutnya, atas jemputan Institut Teknologi California, saintis itu melawat Amerika Syarikat untuk kali kedua dan memberi kuliah di beberapa bandar di negara ini. Selepas itu, dia mengembara ke luar negara dua kali lagi: pada tahun 1924 dan pada musim gugur-musim sejuk 1926/27, ketika dia memberi kursus kuliah di Pasadena. Pada tahun 1923, apabila mencapai had umur, Lorenz secara rasmi bersara, tetapi terus memberi kuliah Isnin sebagai profesor emeritus. Pada Disember 1925, perayaan telah diadakan di Leiden untuk menandakan ulang tahun ke-50 Lorenz mempertahankan disertasi kedoktorannya. Kira-kira dua ribu orang dari seluruh dunia telah dijemput ke perayaan ini, termasuk ramai ahli fizik terkemuka, wakil negara Belanda, pelajar dan rakan wira hari itu. Pada 4 Februari 1928, saintis itu meninggal dunia. Haarlem (bersambung) 

Slaid 9

Penerangan slaid:

James Clerk Maxwell Menjelang permulaan kerjaya saintifik Lorentz, elektrodinamik Maxwell dapat menerangkan sepenuhnya hanya perambatan gelombang cahaya dalam ruang kosong, sementara persoalan interaksi cahaya dengan jirim masih menunggu penyelesaiannya. Sudah dalam karya pertama saintis Belanda, beberapa langkah telah diambil untuk menerangkan sifat optik jirim dalam rangka teori cahaya elektromagnet. Berdasarkan teori ini (lebih tepat, pada tafsirannya dalam semangat tindakan jarak jauh yang dicadangkan oleh Hermann Helmholtz), dalam disertasi kedoktorannya (1875) Lorentz menyelesaikan masalah pantulan dan pembiasan cahaya pada antara muka antara dua media lutsinar. Percubaan sebelum ini untuk menyelesaikan masalah ini dalam rangka teori keanjalan cahaya, di mana cahaya dianggap sebagai gelombang mekanikal yang merambat dalam eter bercahaya khas, menghadapi kesukaran asas. Kaedah untuk menghapuskan kesukaran ini telah dicadangkan oleh Helmholtz pada tahun 1870; bukti yang ketat secara matematik telah diberikan oleh Lorentz, yang menunjukkan bahawa proses pantulan dan pembiasan cahaya ditentukan oleh empat syarat sempadan yang dikenakan ke atas vektor medan elektrik dan magnet di antara muka media, dan diperoleh daripada ini formula Fresnel yang terkenal. Selanjutnya dalam disertasi, jumlah pantulan dalaman dan sifat optik kristal dan logam telah dipertimbangkan. Oleh itu, kerja Lorentz mengandungi asas optik elektromagnet moden. Apa yang sama penting, di sini muncul tanda-tanda pertama keanehan kaedah kreatif Lorentz, yang diungkapkan oleh Paul Ehrenfest dalam kata-kata berikut: "pembahagian yang jelas tentang peranan yang dalam setiap kes fenomena optik atau elektromagnet yang timbul dalam sekeping kaca atau logam, "eter" bermain, di satu pihak, dan "bahan berat" di pihak yang lain." Perbezaan antara eter dan jirim menyumbang kepada kerja awal teori elektromagnet cahaya 

10 slaid

Penerangan slaid:

11 slaid

Penerangan slaid:

Halaman tajuk edisi pertama The Theory of Electrons (1909) Menjelang awal tahun 1890-an, Lorentz akhirnya meninggalkan konsep daya jarak jauh dalam elektrodinamik dan memihak kepada tindakan jarak dekat, iaitu idea tentang kelajuan terhingga perambatan interaksi elektromagnet. Ini mungkin difasilitasi oleh penemuan Heinrich Hertz tentang gelombang elektromagnet yang diramalkan oleh Maxwell, dan juga oleh syarahan Henri Poincaré (1890), yang mengandungi analisis mendalam tentang akibat daripada teori Faraday-Maxwell tentang medan elektromagnet. Dan sudah pada tahun 1892, Lorentz memberikan rumusan pertama teori elektroniknya. Teori elektronik Lorentz ialah teori Maxwellian tentang medan elektromagnet, ditambah dengan idea cas elektrik diskret sebagai asas struktur jirim. Interaksi medan dengan cas bergerak adalah sumber sifat elektrik, magnet dan optik jasad. Dalam logam, pergerakan zarah menghasilkan arus elektrik, manakala dalam dielektrik, anjakan zarah dari kedudukan keseimbangan menyebabkan polarisasi elektrik, yang menentukan nilai pemalar dielektrik bahan. Persembahan pertama teori elektronik yang konsisten muncul dalam karya besar "Teori elektromagnet Maxwell dan aplikasinya pada jasad bergerak" (Bahasa Perancis: La théorie électromagnétique de Maxwell et son application aux corps mouvants, 1892), di mana Lorentz, antara lain, memperoleh formula dalam bentuk ringkas untuk daya yang medan bertindak ke atas cas (daya Lorentz). Selepas itu, saintis itu memperhalusi dan menambah baik teorinya: pada tahun 1895 buku "An Experience in the Theory of Electrical and Optical Phenomena in Moving Bodies" (Bahasa Jerman: Versuch einer Theorie der electrischen und optischen Erscheinungen in bewegten Körpern) telah diterbitkan, dan dalam 1909. monograf terkenal "The Theory of Electrons" telah diterbitkan dan aplikasinya Teori Elektronik. Skema umum teori 

12 slaid

Penerangan slaid:

kepada fenomena cahaya dan sinaran haba" (Bahasa Inggeris: The theory of electron and its applications to the phenomena of light and radiation heat), mengandungi pembentangan isu yang paling lengkap. Berbeza dengan percubaan awal (dalam kerja 1892) untuk mendapatkan hubungan asas teori daripada prinsip mekanik, di sini Lorentz sudah bermula dengan persamaan Maxwell untuk ruang kosong (eter) dan persamaan fenomenologi yang serupa yang sah untuk badan makroskopik, dan kemudian menimbulkan persoalan tentang mekanisme mikroskopik proses elektromagnet dalam jirim. Mekanisme sedemikian, pada pendapatnya, dikaitkan dengan pergerakan zarah bercas kecil (elektron) yang merupakan sebahagian daripada semua jasad. Dengan mengandaikan saiz terhingga elektron dan imobilitas eter hadir di luar dan di dalam zarah, Lorentz memperkenalkan istilah persamaan vakum yang bertanggungjawab untuk pengedaran dan pergerakan (semasa) elektron. Persamaan mikroskopik yang terhasil (persamaan Lorentz-Maxwell) ditambah dengan ungkapan untuk daya Lorentz yang bertindak ke atas zarah dari medan elektromagnet. Hubungan ini mendasari teori elektronik dan memungkinkan untuk menggambarkan pelbagai fenomena dalam cara yang bersatu. Walaupun percubaan untuk membina teori yang menerangkan fenomena elektrodinamik dengan interaksi medan elektromagnet dengan cas diskret yang bergerak telah dibuat lebih awal (dalam karya Wilhelm Weber, Bernhard Riemann dan Rudolf Clausius), teori Lorentz pada asasnya berbeza daripada mereka. Jika sebelum ini dipercayai bahawa cas bertindak secara langsung antara satu sama lain, kini dipercayai bahawa elektron berinteraksi dengan medium di mana ia berada - eter elektromagnet pegun, mematuhi persamaan Maxwell. Idea eter ini hampir dengan konsep moden medan elektromagnet. Lorentz membuat perbezaan yang jelas antara jirim dan eter: mereka tidak boleh menyampaikan gerakan mekanikal antara satu sama lain ("entrain"), interaksi mereka terhad kepada sfera elektromagnetisme. Kuasa interaksi ini untuk kes cas titik dipanggil Lorentz, walaupun ungkapan yang serupa sebelum ini diperoleh oleh Clausius dan Heaviside daripada pertimbangan lain. Salah satu akibat penting dan banyak dibincangkan mengenai sifat bukan mekanikal pengaruh yang diterangkan oleh daya Lorentz adalah pelanggaran prinsip Newtonian tindakan dan tindak balas. Dalam teori Lorentz, hipotesis menyeret eter oleh dielektrik yang bergerak digantikan dengan andaian polarisasi molekul badan di bawah pengaruh medan elektromagnet (ini dilakukan dengan memperkenalkan pemalar dielektrik yang sepadan). Teori elektronik. Skim am (sambungan) 

Slaid 13

Penerangan slaid:

Menggunakan teorinya untuk pelbagai situasi fizikal, Lorentz memperoleh beberapa keputusan separa yang ketara. Oleh itu, dalam karya pertamanya mengenai teori elektronik (1892), saintis itu memperoleh undang-undang Coulomb, ungkapan untuk daya yang bertindak pada konduktor pembawa arus, dan undang-undang aruhan elektromagnet. Di sini beliau memperoleh formula Lorentz-Lorentz menggunakan teknik yang dikenali sebagai sfera Lorentz. Untuk melakukan ini, medan dikira secara berasingan di dalam dan di luar sfera khayalan yang diterangkan di sekeliling molekul, dan buat pertama kalinya medan tempatan yang dipanggil yang dikaitkan dengan magnitud polarisasi di sempadan sfera telah diperkenalkan secara eksplisit. Artikel "Fenomena optik disebabkan oleh cas dan jisim ion" (Dutch Optische verschijnselen die met de lading en de massa der ionen dalam verband staan, 1898) membentangkan teori penyebaran elektronik klasik dalam bentuk lengkap dekat dengan teori moden. . Idea utama ialah penyebaran adalah hasil interaksi cahaya dengan caj diskret yang berayun - elektron (dalam terminologi asal Lorentz - "ion"). Setelah menuliskan persamaan gerakan elektron, yang tertakluk kepada daya penggerak dari medan elektromagnet, daya keanjalan memulihkan dan daya geseran yang menyebabkan penyerapan, saintis tiba di formula penyebaran yang terkenal, yang menentukan so- dipanggil bentuk Lorentzian pergantungan pemalar dielektrik pada frekuensi. Dalam satu siri makalah yang diterbitkan pada tahun 1905, Lorentz membangunkan teori elektronik kekonduksian logam, asas-asasnya diletakkan dalam karya Paul Drude, Eduard Riecke dan J. J. Thomson. Titik permulaan adalah andaian kehadiran sejumlah besar zarah bercas bebas (elektron) yang bergerak dalam ruang antara atom pegun (ion) logam. Ahli fizik Belanda mengambil kira taburan halaju elektron dalam logam (taburan Maxwell) dan, menggunakan kaedah statistik teori kinetik gas (persamaan kinetik untuk fungsi taburan), memperoleh formula untuk kekonduksian elektrik tertentu, dan juga memberikan analisis fenomena termoelektrik dan memperoleh nisbah kekonduksian terma kepada kekonduksian elektrik, selaras dengan umumnya dengan undang-undang Wiedemann-Franz. Teori Lorentz mempunyai kepentingan sejarah yang besar untuk pembangunan teori logam, dan juga untuk teori kinetik, yang mewakili penyelesaian tepat pertama untuk masalah kinetik jenis ini. Pada masa yang sama, ia tidak dapat memberikan persetujuan kuantitatif yang tepat dengan data eksperimen; khususnya, ia tidak menerangkan sifat magnet logam dan sumbangan kecil elektron bebas kepada haba tentu logam. Teori elektronik. Aplikasi: penyebaran optik dan kekonduksian logam 

Slaid 14

Penerangan slaid:

Teori elektronik. Aplikasi: magneto-optik, kesan Zeeman, penemuan elektron 

15 slaid

Penerangan slaid:

16 slaid

Penerangan slaid:

Slaid 17

Penerangan slaid:

elektrik. Ini bermakna bahawa teori dan penjelmaannya boleh digunakan bukan sahaja untuk zarah bercas (elektron), tetapi juga untuk sebarang jenis bahan berat. Oleh itu, akibat dari teori Lorentzian, yang dibina atas sintesis idea tentang medan elektromagnet dan pergerakan zarah, jelas melampaui had mekanik Newtonian. Dalam menyelesaikan masalah elektrodinamik media bergerak, keinginan Lorentz untuk menarik sempadan yang tajam antara sifat-sifat eter dan bahan yang boleh difikirkan sekali lagi dimanifestasikan, dan oleh itu untuk meninggalkan sebarang spekulasi tentang sifat mekanikal eter. Pada tahun 1920, Albert Einstein menulis tentang ini: "Bagi sifat mekanikal eter Lorentz, kita boleh secara berseloroh mengatakan bahawa Lorentz hanya meninggalkan satu sifat mekanikal - imobilitas. Untuk ini kita boleh menambah bahawa keseluruhan perubahan yang diperkenalkan oleh teori relativiti khas ke dalam konsep eter terdiri daripada menghilangkan eter dan sifat mekanikal terakhirnya." Kerja terakhir Lorentz sebelum kemunculan teori relativiti khas (SRT) ialah artikel "Fenomena elektromagnet dalam sistem yang bergerak pada sebarang kelajuan kurang daripada kelajuan cahaya" (Bahasa Belanda: Electromagnetische verschijnselen in een stelsel dat zich met wille-keurige sneheid , kleiner dan die van het licht , beweegt., 1904). Kerja ini bertujuan untuk menghapuskan kelemahan yang wujud dalam teori pada masa itu: ia diperlukan untuk memberikan justifikasi bersatu untuk ketiadaan pengaruh gerakan Bumi dalam eksperimen apa-apa susunan berbanding v / c dan untuk menjelaskan keputusan eksperimen baharu (seperti eksperimen Troughton-Noble dan Rayleigh-Brace (eng. . Eksperimen Rayleigh dan Brace)). Bermula daripada persamaan asas teori elektronik dan memperkenalkan hipotesis pengecutan panjang dan waktu tempatan, saintis merumuskan keperluan supaya bentuk persamaan dikekalkan semasa peralihan antara sistem rujukan yang bergerak secara seragam dan rectilinear berbanding satu sama lain. Dalam erti kata lain, kita bercakap tentang invarian teori berkenaan dengan transformasi tertentu yang ditemui oleh Lorentz dan digunakan untuk merekodkan vektor medan elektrik dan magnet dalam bingkai rujukan bergerak. Walau bagaimanapun, Lorentz gagal mencapai invarian lengkap dalam kerja ini: istilah tertib kedua tambahan kekal dalam persamaan teori elektronik. Kelemahan ini telah dihapuskan pada tahun yang sama oleh Henri Poincaré, yang memberikan transformasi yang terhasil dengan nama transformasi Lorentz. Bentuk akhir SRT telah dirumuskan pada tahun berikutnya oleh Einstein. Elektrodinamik media bergerak. Keputusan utama (bersambung) 

18 slaid

Penerangan slaid:

Lorentz (sekitar 1916) Perhatian khusus harus diberikan kepada perbezaan antara teori Lorentz dan teori relativiti khas. Oleh itu, teori elektronik tidak memberi perhatian kepada prinsip kerelatifan dan tidak mengandungi sebarang rumusan mengenainya; ketiadaan bukti yang boleh diperhatikan tentang pergerakan Bumi berbanding dengan eter (dan ketekalan kelajuan cahaya) hanyalah akibat daripada pampasan bersama beberapa kesan. Bagi Lorentz, transformasi masa hanya muncul sebagai teknik matematik yang mudah, manakala pengurangan panjang adalah bersifat dinamik (dan bukan kinematik) dan dijelaskan oleh perubahan nyata dalam interaksi antara molekul sesuatu bahan. Selepas itu, ahli fizik Belanda sepenuhnya mengasimilasikan formalisme SRT dan membentangkannya dalam kuliahnya, tetapi sehingga akhir hayatnya dia tidak pernah menerima tafsirannya: dia tidak akan melepaskan idea-idea eter ("intipati berlebihan", menurut kepada Einstein) dan masa "benar" (mutlak), ditentukan dalam kerangka rujukan eter dalam keadaan rehat (walaupun tidak dapat dikesan secara eksperimen). Kewujudan sistem rujukan istimewa yang dikaitkan dengan eter membawa kepada ketidaksalingan transformasi koordinat dan masa dalam teori Lorentz. Untuk menolak eter atau tidak, menurut Lorenz, adalah soal selera peribadi. Pendekatan umum untuk menyatukan mekanik dan elektrodinamik, yang dilaksanakan dalam karya Lorentz dan Einstein, juga berbeza dengan ketara. Di satu pihak, teori elektron berada di tengah-tengah "pandangan dunia elektromagnet," sebuah program penyelidikan yang membayangkan penyatuan semua fizik pada asas elektromagnet, dari mana mekanik klasik akan diikuti sebagai kes khas. Lorentz dan relativiti khas 

Slaid 19

Penerangan slaid:

Einstein dan Lorentz di pintu rumah Ehrenfest di Leiden (gambar diambil oleh pemilik rumah, 1921) Pada mulanya, masalah graviti menarik minat Lorentz berhubung dengan percubaan untuk membuktikan asal-usul elektromagnet jisim ("gambar dunia elektromagnet" ), yang dia memberi perhatian besar. Pada tahun 1900, saintis itu membuat percubaannya sendiri untuk menggabungkan graviti dengan elektromagnetisme. Bermula daripada idea Ottaviano Mossotti, Wilhelm Weber dan Johann Zöllner, Lorentz membayangkan zarah bahan jirim yang terdiri daripada dua elektron (positif dan negatif). Menurut hipotesis utama teori, interaksi graviti zarah dijelaskan oleh fakta bahawa tarikan cas yang tidak serupa agak lebih kuat daripada tolakan cas yang serupa. Teori ini mempunyai akibat penting: a) penjelasan semula jadi tentang kesamaan jisim inersia dan graviti sebagai terbitan bilangan zarah (elektron); b) kelajuan perambatan graviti, ditafsirkan sebagai keadaan eter elektromagnet, mestilah terhingga dan sama dengan kelajuan cahaya. Lorentz memahami bahawa formalisme yang dibina boleh ditafsirkan bukan dalam erti kata mengurangkan graviti kepada elektromagnetisme, tetapi dalam erti kata mencipta teori graviti dengan analogi dengan elektrodinamik. Keputusan yang diperoleh dan kesimpulan daripada mereka adalah luar biasa untuk tradisi mekanikal, di mana graviti diwakili sebagai daya jarak jauh. Walaupun pengiraan gerakan sekular perihelion Mercury menggunakan teori Lorentz tidak memberikan penjelasan yang memuaskan untuk pemerhatian, skema konsep ini menimbulkan minat yang besar dalam dunia saintifik. Pada tahun 1910-an, Lorentz mengikuti perkembangan relativiti am (GR) dengan minat yang mendalam, mengkaji dengan teliti formalisme dan akibat fizikalnya, dan menulis beberapa karya penting mengenai topik ini. Jadi, pada tahun 1913 beliau Graviti dan teori umum relativiti 

20 slaid

Penerangan slaid:

bekerja secara terperinci pada versi awal relativiti am, yang terkandung dalam artikel oleh Einstein dan Grossman "Projek untuk teori umum relativiti dan teori graviti" (Bahasa Jerman: Entwurf einer verallgemeinerten Relativitatstheorie und Theorie der Gravitation), dan mendapati bahawa persamaan medan teori ini adalah kovarian berkenaan dengan transformasi koordinat arbitrari hanya dalam kes tensor tenaga-momentum simetri. Dia melaporkan keputusan ini dalam surat kepada Einstein, yang bersetuju dengan kesimpulan rakan sekerja Belandanya. Setahun kemudian, pada November 1914, Lorentz sekali lagi beralih kepada teori graviti berkaitan dengan penerbitan karya Einstein "Asas Formal Teori Umum Relativiti" (Bahasa Jerman: Die formale Grundlage der allgemeinen Relativitatstheorie). Ahli fizik Belanda melakukan sejumlah besar pengiraan (beberapa ratus muka surat draf) dan awal tahun depan menerbitkan artikel di mana dia memperoleh persamaan medan daripada prinsip variasi (prinsip Hamilton). Pada masa yang sama, dalam surat-menyurat antara dua saintis, masalah kovarians umum telah dibincangkan: manakala Einstein cuba untuk membenarkan bukan kovarians persamaan yang terhasil berkenaan dengan transformasi koordinat sewenang-wenangnya menggunakan apa yang dipanggil "hujah lubang" (lubang). hujah, mengikut mana pelanggaran kovarians adalah akibat daripada keperluan keunikan penyelesaian), Lorentz tidak melihat tidak ada yang salah dengan kewujudan sistem rujukan khusus. Graviti dan relativiti am (bersambung) 

21 slaid

Penerangan slaid:

Paul Ehrenfest, Hendrik Anton Lorenz, Niels Bohr dan Heike Kamerlingh Onnes di Leiden Cryogenic Laboratory (1919) Lorenz mula mengkaji masalah sinaran haba sekitar tahun 1900. Matlamat utama beliau adalah untuk menerangkan sifat-sifat sinaran ini berdasarkan konsep elektronik, khususnya, untuk mendapatkan daripada teori elektronik formula Planck untuk spektrum sinaran haba keseimbangan. Dalam artikel "Mengenai pelepasan dan penyerapan oleh logam sinar haba dengan panjang gelombang yang besar", 1903, Lorentz mempertimbangkan gerakan haba elektron dalam logam dan memperoleh ungkapan untuk pengedaran sinaran yang dipancarkan oleh sinaran mereka, yang bertepatan dengan had gelombang panjang formula Planck, kini dikenali sebagai undang-undang Rayleigh-Jeans. Kerja yang sama ini mengandungi, nampaknya, analisis serius pertama teori Planck dalam kesusasteraan saintifik, yang, menurut Lorentz, tidak menjawab soalan mengenai mekanisme fenomena dan sebab kemunculan quanta tenaga misterius. Pada tahun-tahun berikutnya, saintis cuba untuk menyamaratakan pendekatannya terhadap kes panjang gelombang sewenang-wenangnya dan mencari mekanisme untuk pelepasan dan penyerapan sinaran oleh elektron yang akan memenuhi data eksperimen. Walau bagaimanapun, semua percubaan untuk mencapai ini adalah sia-sia. Pada tahun 1908, dalam laporannya "Pengagihan tenaga antara bahan yang boleh difikirkan dan eter" (Bahasa Perancis Le partage de l'énergie entre la matière pondérable et l'éther), dibaca di Kongres Antarabangsa Ahli Matematik di Rom, Lorentz menunjukkan bahawa klasik mekanik dan elektrodinamik membawa kepada teorem tentang pengagihan sama tenaga ke atas darjah kebebasan, yang mana seseorang hanya boleh mendapatkan formula Rayleigh-Jeans. Sebagai kesimpulan, beliau mencadangkan bahawa pengukuran masa depan akan membantu membuat pilihan antara teori Planck dan hipotesis Jeans, mengikut mana penyelewengan daripada undang-undang Rayleigh-Jeans adalah akibat daripada ketidakupayaan sistem untuk mencapai keseimbangan. Kesimpulan ini mendapat kritikan daripada Wilhelm Wien dan penguji lain, yang memberikan hujah tambahan terhadap formula Rayleigh-Jeans. Kemudian dalam sinaran terma dan quanta  yang sama

22 slaid

Penerangan slaid:

tahun, Lorenz terpaksa mengakui: “Sekarang menjadi jelas kepada saya apa kesukaran besar yang kita hadapi di jalan ini; Saya boleh menyimpulkan bahawa terbitan undang-undang sinaran daripada teori elektron hampir tidak mungkin tanpa perubahan mendalam dalam asasnya, dan saya mesti menganggap teori Planck sebagai satu-satunya yang mungkin." Syarahan Rom ahli fizik Belanda, yang mengandungi hasil umum yang besar, menarik perhatian komuniti saintifik kepada masalah teori kuantum yang muncul. Ini difasilitasi oleh kuasa Lorenz sebagai seorang saintis. Analisis terperinci tentang kemungkinan yang disediakan oleh elektrodinamik klasik untuk menerangkan sinaran haba terkandung dalam laporan "Penggunaan teorem pada pengagihan seragam tenaga kepada sinaran" (Bahasa Perancis: Sur l'application au rayonnement du théorème de l'équipartition de l 'énergie), yang Lorentz berikan pada Kongres Solvay pertama (1911). Hasil daripada pertimbangan ("semua mekanisme yang boleh difikirkan akan membawa kepada formula Rayleigh, jika hanya sifatnya sedemikian rupa sehingga persamaan Hamilton boleh digunakan untuk mereka") menunjukkan keperluan untuk menyemak semula idea asas tentang interaksi cahaya dan perkara. Walaupun Lorentz menerima hipotesis Planck tentang quanta tenaga dan mencadangkan terbitan gabungan terkenal formula Planck pada tahun 1909, dia tidak dapat menerima cadangan Einstein yang lebih radikal untuk kewujudan quanta cahaya. Bantahan utama yang dikemukakan oleh saintis Belanda adalah kesukaran untuk menyelaraskan hipotesis ini dengan fenomena optik gangguan. Pada tahun 1921, hasil perbincangan dengan Einstein, beliau merumuskan idea yang dianggapnya sebagai kemungkinan kompromi antara sifat kuantum dan gelombang cahaya. Menurut idea ini, sinaran terdiri daripada dua bahagian - kuantum tenaga dan bahagian gelombang, yang tidak memindahkan tenaga, tetapi terlibat dalam mencipta corak gangguan. Magnitud "intensiti" bahagian gelombang menentukan bilangan kuanta tenaga yang jatuh ke kawasan ruang tertentu. Walaupun idea ini tidak menarik perhatian komuniti saintifik, kandungannya hampir dengan apa yang dipanggil teori gelombang perintis, yang dibangunkan beberapa tahun kemudian oleh Louis de Broglie. Sinaran terma dan kuanta (sambungan) 

Slaid 23

Penerangan slaid:

Ludwig Boltzmann (1875) Sejak awal kerjaya saintifiknya, Lorentz adalah seorang ahli atom yang yakin, yang dicerminkan bukan sahaja dalam teori elektronik yang dibinanya, tetapi juga dalam minat mendalamnya dalam teori kinetik molekul gas. Saintis itu menyatakan pandangannya tentang struktur atom jirim pada tahun 1878, dalam ucapannya "Teori Molekul dalam Fizik" (Bahasa Belanda: De moleculaire theorien in de natuurkunde), disampaikan semasa memegang jawatan sebagai profesor di Universiti Leiden. Selepas itu, dia lebih daripada sekali beralih kepada menyelesaikan masalah khusus teori kinetik gas, yang, menurut Lorentz, mampu bukan sahaja menyokong keputusan yang diperoleh dalam rangka termodinamik, tetapi juga membolehkan seseorang melampaui had ini. Kerja pertama Lorentz mengenai teori kinetik gas diterbitkan pada tahun 1880 di bawah tajuk "Persamaan pergerakan gas dan perambatan bunyi mengikut teori kinetik gas" (Bahasa Belanda: De bewegingsvergelijkingen der gassen en de voortplanting van het geluid volgens de kinetische gastheorie). Setelah mempertimbangkan gas molekul dengan darjah kebebasan dalaman (molekul poliatomik), saintis memperoleh persamaan untuk fungsi taburan zarah tunggal, serupa dengan persamaan kinetik Boltzmann (1872). Lorentz adalah orang pertama yang menunjukkan cara mendapatkan persamaan hidrodinamik daripada persamaan ini: dalam penghampiran yang lebih rendah, terbitan memberikan persamaan Euler, manakala dalam penghampiran yang lebih tinggi, persamaan Navier-Stokes. Kaedah yang dibentangkan dalam artikel, yang sangat umum, memungkinkan untuk menentukan andaian minimum yang diperlukan untuk memperoleh persamaan hidrodinamik. Di samping itu, dalam artikel ini, buat pertama kalinya, berdasarkan teori kinetik gas, ungkapan Laplace untuk kelajuan bunyi diperoleh, dan kuantiti baru yang dikaitkan dengan darjah kebebasan dalaman telah diperkenalkan. Termodinamik dan teori kinetik gas 

24 slaid

Penerangan slaid:

molekul dan kini dikenali sebagai pekali kelikatan isipadu. Lorentz tidak lama lagi menggunakan keputusan yang diperoleh dalam kerja ini untuk mengkaji kelakuan gas dengan kehadiran kecerunan suhu dan daya graviti. Pada tahun 1887, ahli fizik Belanda menerbitkan makalah di mana dia mengkritik terbitan asal teorem H Boltzmann (1872) dan menunjukkan bahawa terbitan ini tidak boleh digunakan untuk kes gas molekul poliatomik (bukan sfera). Boltzmann mengakui kesilapannya dan tidak lama kemudian membentangkan versi pembuktiannya yang lebih baik. Di samping itu, dalam artikel yang sama, Lorentz mencadangkan terbitan dipermudahkan teorem-H untuk gas monatomik, hampir dengan yang digunakan dalam buku teks moden, dan bukti baharu pemuliharaan isipadu asas dalam ruang halaju semasa perlanggaran; keputusan ini juga mendapat kelulusan daripada Boltzmann. Satu lagi masalah dalam teori kinetik yang menarik minat Lorentz adalah berkaitan penggunaan teorem virial untuk mendapatkan persamaan keadaan gas. Pada tahun 1881, beliau memeriksa gas bola elastik dan, menggunakan teorem virial, dapat mengambil kira daya tolakan antara zarah semasa perlanggaran. Persamaan keadaan yang terhasil mengandungi istilah yang bertanggungjawab terhadap kesan isipadu terkecuali dalam persamaan van der Waals (istilah ini sebelum ini diperkenalkan hanya atas sebab kualitatif). Pada tahun 1904, Lorentz menunjukkan bahawa adalah mungkin untuk mencapai persamaan keadaan yang sama tanpa menggunakan teorem virial. Pada tahun 1891, beliau menerbitkan kertas kerja mengenai teori molekul larutan cair. Ia cuba untuk menerangkan sifat penyelesaian (termasuk tekanan osmotik) dari segi keseimbangan daya yang bertindak antara pelbagai komponen penyelesaian, dan juga menunjukkan bantahan terhadap percubaan serupa Boltzmann untuk menggunakan teori kinetik untuk mengira tekanan osmotik. Di samping itu, bermula pada tahun 1885, Lorenz menulis beberapa artikel mengenai fenomena termoelektrik, dan pada tahun 1900-an beliau menggunakan kaedah teori kinetik gas untuk menerangkan pergerakan elektron dalam logam. Termodinamik dan teori kinetik gas (sambungan) 

26 slaid

Penerangan slaid:

Pada tahun 1925, Akademi Sains Diraja Belanda menubuhkan Pingat Emas Lorentz, yang dianugerahkan setiap empat tahun untuk pencapaian dalam bidang fizik teori. Sistem kunci (Lorentzsluizen), yang merupakan sebahagian daripada kompleks struktur empangan Afsluitdijk, yang memisahkan Teluk Zuiderzee dari Laut Utara, membawa nama Lorentz. Banyak objek (jalan, dataran, sekolah, dll.) di Belanda dinamakan sempena Lorenz. Pada tahun 1931, di Arnhem, di taman Sonsbeek, sebuah monumen kepada Lorenz oleh pengukir Oswald Wenckebach telah dilancarkan. Di Haarlem di Dataran Lorentz dan di Leiden di pintu masuk ke Institut Fizik Teoritis terdapat patung saintis. Terdapat plak peringatan pada bangunan yang berkaitan dengan kehidupan dan pekerjaannya. Pada tahun 1953, sempena ulang tahun ahli fizik terkenal itu, Biasiswa Lorenz telah ditubuhkan untuk pelajar dari Arnhem yang belajar di universiti Belanda. Di Universiti Leiden, Institut Fizik Teoritis (Instituut-Lorentz), kerusi kehormat (Kerusi Lorentz), yang diduduki setiap tahun oleh salah seorang ahli fizik teori terkemuka, dan pusat antarabangsa untuk mengadakan persidangan saintifik, dinamakan sempena Lorentz. Salah satu kawah bulan dinamakan sempena Lorentz. Monumen kepada Lorenz di Arnhem Memorial plak di Eindhoven Memory 

Slaid 27

Penerangan slaid:

Buku oleh H. A. Lorentz. Kesan Hidup dan Kerjanya / ed. G. L. De Haas-Lorentz.. - Amsterdam, 1957. Frankfurt W. I. Teori relativiti khas dan umum (esei sejarah). - M.: Nauka, 1968. Klyaus E. M., Frankfurt W. I., Frank A. M. Gendrik Anton Lorenz. - M.: Nauka, 1974. Darrigol O. Elektrodinamik dari Ampere ke Einstein. - Oxford University Press, 2000. Whittaker E. Sejarah teori eter dan elektrik. - Izhevsk: Pusat Penyelidikan Saintifik RHD, 2001. Artikel De Broglie L. Kehidupan dan karya Hendrik Anton Lorentz // De Broglie L. Sepanjang laluan sains. - M.: Rumah penerbitan asing. Sastera, 1962. - Hlm. 9-39. Hirosige T. Asal-usul Teori Elektron Lorentz dan Konsep Medan Elektromagnet // Kajian Sejarah dalam Sains Fizikal. - 1969. - Jld. 1. - P. 151-209. Schaffner K. F. Teori Relativiti Elektron Lorentz // American Journal of Physics. - 1969. - Jld. 37. - P. 498-513. Teori elektron Goldberg S. Lorentz dan teori relativiti Einstein // Phys. - 1970. - Jld. 102. - P. 261-278. McCormmach R. H. A. Lorentz dan Pandangan Elektromagnetik Alam // Isis. - 1970. - Jld. 61. - P. 459-497. McCormmach R. Einstein, Lorentz, dan Teori Elektron // Kajian Sejarah dalam Sains Fizikal. - 1970. - Jld. 2. - Hlm. 41-87. Kesusasteraan 

28 slaid

Penerangan slaid:

Ahli fizik Belanda Hendrik Anton Lorenz dilahirkan di Arnhem kepada Gerrit Frederick Lorenz dan Gertrude (van Ginkel) Lorenz. Bapa Lorenz mengusahakan taska. Ibu budak itu meninggal dunia ketika dia berumur empat tahun. Lima tahun kemudian, ayah saya berkahwin semula dengan Luberta Hupkes. Lorenz menghadiri Sekolah Menengah Arnhem dan mendapat gred cemerlang dalam semua mata pelajaran.

Pada tahun 1870 dia memasuki Universiti Leiden, di mana dia bertemu profesor astronomi Frederick Kaiser, yang kuliah mengenai astronomi teori menarik minatnya. Dalam masa kurang dari dua tahun, Lorenz menjadi Sarjana Muda Sains dalam fizik dan matematik. Kembali ke Arnhem, dia mengajar di sekolah menengah tempatan dan pada masa yang sama bersedia untuk peperiksaan untuk ijazah kedoktoran, yang dia lulus dengan cemerlang pada tahun 1873. Dua tahun kemudian, Lorenz berjaya mempertahankan disertasinya untuk ijazah Doktor Sains di Universiti Leiden. Disertasi ini ditumpukan kepada teori pantulan dan pembiasan cahaya. Di dalamnya, Lorentz meneroka beberapa implikasi teori elektromagnet James Clerk Maxwell mengenai gelombang cahaya. Disertasi itu diiktiraf sebagai karya yang cemerlang.

Lorentz terus tinggal di rumahnya dan mengajar di sekolah menengah tempatan sehingga 1878, apabila dia dilantik ke jabatan fizik teori di Universiti Leiden. Pada masa itu, fizik teori sebagai sains bebas hanya mengambil langkah pertama. Jabatan di Leiden adalah antara yang pertama di Eropah. Pelantikan baharu itu amat sesuai dengan citarasa dan kecenderungan Lorentz, yang mempunyai hadiah istimewa untuk merumuskan teori dan menggunakan peralatan matematik yang canggih untuk menyelesaikan masalah fizikal.

Meneruskan kajian fenomena optik, Lorentz menerbitkan sebuah kertas pada tahun 1878 di mana dia secara teorinya memperoleh hubungan antara ketumpatan jasad dan indeks biasannya (nisbah kelajuan cahaya dalam vakum kepada kelajuan cahaya dalam badan - a nilai mencirikan berapa banyak sinar cahaya menyimpang dari arah asalnya semasa peralihan dari vakum ke badan). Kebetulan sedikit lebih awal formula yang sama telah diterbitkan oleh ahli fizik Denmark Ludwig Lorentz, jadi ia dipanggil formula Lorentz-Lorentz. Walau bagaimanapun, karya Hendrik Lorentz sangat menarik kerana ia berdasarkan andaian bahawa objek material mengandungi zarah bercas elektrik berayun yang berinteraksi dengan gelombang cahaya. Ia mengukuhkan sudut pandangan yang tidak diterima umum pada masa itu bahawa jirim terdiri daripada atom dan molekul.

Pada tahun 1880, minat saintifik Lorentz terutamanya berkaitan dengan teori kinetik gas, yang menggambarkan pergerakan molekul dan pembentukan hubungan antara suhu dan tenaga kinetik purata. Pada tahun 1892, Lorentz mula merumuskan teori yang dia dan orang lain kemudiannya dipanggil teori elektron. Elektrik, Lorenz berpendapat, timbul daripada pergerakan zarah bercas kecil - elektron positif dan negatif. Ia kemudiannya mendapati bahawa semua elektron bercas negatif. Lorentz membuat kesimpulan bahawa getaran zarah bercas kecil ini menghasilkan gelombang elektromagnet, termasuk gelombang cahaya dan radio, yang diramalkan oleh Maxwell dan ditemui oleh Heinrich Hertz pada tahun 1888. Pada tahun 1890-an. Lorentz meneruskan pengajiannya dalam teori elektron. Dia menggunakannya untuk menyatukan dan memudahkan teori elektromagnet Maxwell, dan menerbitkan karya serius mengenai banyak masalah dalam fizik, termasuk pemisahan garis spektrum dalam medan magnet.

Apabila cahaya daripada gas panas melalui celah dan dipisahkan oleh spektroskop ke dalam frekuensi komponennya, atau warna tulen, ia menghasilkan spektrum garis - satu siri garis terang pada latar belakang hitam, yang kedudukannya menunjukkan frekuensi yang sepadan. Setiap spektrum tersebut adalah ciri-ciri gas yang sangat spesifik. Lorentz mencadangkan bahawa frekuensi elektron berayun menentukan frekuensi dalam cahaya yang dipancarkan oleh gas. Di samping itu, beliau membuat hipotesis bahawa medan magnet harus mempengaruhi pergerakan elektron dan mengubah sedikit frekuensi ayunan, membelah spektrum kepada beberapa baris. Pada tahun 1896, rakan sekerja Lorentz di Universiti Leiden, Peter Zeeman, meletakkan nyalaan natrium di antara kutub elektromagnet dan mendapati bahawa dua garisan paling terang dalam spektrum natrium meluas. Selepas pemerhatian yang teliti terhadap nyalaan pelbagai bahan, Zeeman mengesahkan kesimpulan teori Lorentz, menetapkan bahawa garis spektrum lanjutan sebenarnya adalah kumpulan komponen individu yang berkait rapat. Pemisahan garis spektrum dalam medan magnet dipanggil kesan Zeeman. Zeeman juga mengesahkan andaian Lorentz tentang polarisasi cahaya yang dipancarkan.

Walaupun kesan Zeeman tidak dapat dijelaskan sepenuhnya sehingga kemunculannya pada abad ke-20. teori kuantum, penjelasan yang dicadangkan oleh Lorentz berdasarkan ayunan elektron memungkinkan untuk memahami ciri paling mudah kesan ini. Pada akhir abad ke-19. ramai ahli fizik percaya (betul, seperti yang ternyata kemudian) bahawa spektrum harus menjadi kunci untuk membongkar struktur atom. Oleh itu, penggunaan teori elektron Lorentz untuk menerangkan fenomena spektrum boleh dianggap sebagai langkah yang sangat penting ke arah menjelaskan struktur jirim. Pada tahun 1897, J. J. Thomson menemui elektron sebagai zarah yang bergerak bebas yang dihasilkan oleh nyahcas elektrik dalam tiub vakum. Sifat-sifat zarah terbuka ternyata sama dengan elektron yang berayun dalam atom yang dipostulatkan oleh Lorentz.

Zeeman dan Lorentz telah dianugerahkan Hadiah Nobel dalam Fizik 1902 "sebagai mengiktiraf sumbangan cemerlang yang mereka buat melalui penyiasatan mereka terhadap pengaruh kemagnetan pada sinaran." "Kami berhutang sumbangan paling penting kepada perkembangan selanjutnya teori cahaya elektromagnet kepada Profesor Lorentz," kata Hjalmar Theel dari Akademi Sains Diraja Sweden pada majlis anugerah itu. "Jika teori Maxwell bebas daripada sebarang andaian yang bersifat atom, maka Lorentz bermula dengan hipotesis bahawa jirim terdiri daripada zarah mikroskopik yang dipanggil elektron, yang merupakan pembawa cas yang jelas."

Pada akhir abad ke-19 - permulaan abad ke-20. Lorentz berhak dianggap sebagai ahli fizik teori terkemuka dunia. Kerja Lorentz meliputi bukan sahaja elektrik, kemagnetan dan optik, tetapi juga kinetik, termodinamik, mekanik, fizik statistik dan hidrodinamik. Melalui usahanya, teori fizikal mencapai had yang mungkin dalam fizik klasik. Idea Lorentz mempengaruhi perkembangan relativiti moden dan teori kuantum.

Pada tahun 1904, Lorentz menerbitkan formula yang paling terkenal, yang dipanggil transformasi Lorentz. Mereka menerangkan pengurangan saiz badan yang bergerak ke arah pergerakan dan perubahan dalam peredaran masa. Kedua-dua kesan adalah kecil, tetapi meningkat apabila kelajuan menghampiri kelajuan cahaya. Dia menjalankan kerja ini dengan harapan untuk menjelaskan kegagalan yang menimpa semua percubaan untuk mengesan pengaruh eter - bahan hipotesis misteri yang kononnya memenuhi semua ruang.

Adalah dipercayai bahawa eter diperlukan sebagai medium di mana gelombang elektromagnet, seperti cahaya, merambat, sama seperti molekul udara diperlukan untuk penyebaran gelombang bunyi. Walaupun banyak kesukaran yang dihadapi oleh mereka yang cuba menentukan sifat-sifat eter yang ada di mana-mana, yang berdegil menentang pemerhatian, ahli fizik masih yakin bahawa ia wujud. Salah satu akibat daripada kewujudan eter perlu diperhatikan: jika kelajuan cahaya diukur oleh peranti yang bergerak, maka ia sepatutnya lebih besar apabila bergerak ke arah sumber cahaya dan kurang apabila bergerak ke arah lain. Eter boleh dianggap sebagai angin, membawa cahaya dan menyebabkan ia bergerak lebih cepat apabila pemerhati bergerak melawan angin dan lebih perlahan apabila dia bergerak bersama angin.

Dalam eksperimen terkenal yang dilakukan pada tahun 1887 oleh Albert A. Michelson dan Edward W. Morley menggunakan instrumen ketepatan tinggi yang dipanggil interferometer, sinar cahaya diperlukan untuk menempuh jarak tertentu ke arah gerakan Bumi dan kemudian jarak yang sama dalam arah bertentangan. Hasil pengukuran dibandingkan dengan pengukuran yang dibuat pada sinar yang merambat ke depan dan ke belakang berserenjang dengan arah pergerakan Bumi. Jika eter entah bagaimana mempengaruhi pergerakan itu, maka masa perambatan sinar cahaya sepanjang arah pergerakan Bumi dan berserenjang dengannya, disebabkan oleh perbezaan kelajuan, akan cukup berbeza supaya ia boleh diukur dengan interferometer. Yang mengejutkan ahli teori eter, tiada perbezaan ditemui.

Banyak penjelasan (contohnya, rujukan kepada fakta bahawa Bumi membawa eter dengannya dan oleh itu ia berada dalam keadaan diam berbanding dengannya) adalah sangat tidak memuaskan. Untuk menyelesaikan masalah ini, Lorentz (dan secara bebas ahli fizik Ireland J. F. Fitzgerald) mencadangkan bahawa pergerakan melalui eter mengurangkan saiz interferometer (dan oleh itu mana-mana jasad bergerak) dengan jumlah yang menjelaskan ketiadaan ketara perbezaan yang boleh diukur dalam kelajuan sinaran cahaya dalam eksperimen Michelson-Morley.

Transformasi Lorentz mempunyai pengaruh yang besar terhadap perkembangan lanjut fizik teori secara umum dan khususnya pada penciptaan teori relativiti khas oleh Albert Einstein pada tahun berikutnya. Einstein sangat menghormati Lorentz. Tetapi jika Lorentz percaya bahawa ubah bentuk badan yang bergerak harus disebabkan oleh beberapa daya molekul, perubahan masa tidak lebih daripada helah matematik, dan keteguhan kelajuan cahaya untuk semua pemerhati harus mengikuti dari teorinya, maka Einstein mendekati relativiti dan ketekalan kelajuan cahaya sebagai prinsip asas, bukan masalah. Dengan menerima pakai pandangan ruang, masa dan beberapa postulat asas yang sangat baru, Einstein memperoleh transformasi Lorentz dan menghapuskan keperluan untuk pengenalan eter.

Lorentz bersimpati kepada idea-idea inovatif dan merupakan penyokong awal teori relativiti khas Einstein dan teori kuantum Max Planck. Selama hampir tiga dekad abad baru, Lorentz menunjukkan minat yang besar dalam pembangunan fizik moden, menyedari bahawa idea-idea baru tentang masa, ruang, jirim dan tenaga boleh menyelesaikan banyak masalah yang terpaksa dihadapinya dalam penyelidikannya sendiri. Kuasa tinggi Lorentz di kalangan rakan-rakannya dibuktikan oleh fakta berikut: atas permintaan mereka, pada tahun 1911 dia menjadi pengerusi Persidangan Solvay pertama mengenai Fizik - forum antarabangsa saintis paling terkenal - dan menjalankan tugas ini setiap tahun sehingga kematiannya.

Pada tahun 1912, Lorenz bersara dari Universiti Leiden untuk menumpukan sebahagian besar masanya untuk penyelidikan saintifik, tetapi dia meneruskan kuliah sekali seminggu. Selepas berpindah ke Harlem, Lorenz memikul tanggungjawab sebagai kurator koleksi fizikal Muzium Cetak Taylor. Ini memberinya peluang untuk bekerja di makmal. Pada tahun 1919, Lorenz mengambil bahagian dalam salah satu projek pencegahan dan kawalan banjir terbesar di dunia. Beliau mengetuai jawatankuasa untuk memantau pergerakan air laut semasa dan selepas saliran Zuiderzee (teluk Laut Utara). Selepas berakhirnya Perang Dunia Pertama, Lorenz secara aktif mempromosikan pemulihan kerjasama saintifik, berusaha untuk memulihkan keahlian warga negara Eropah Tengah dalam organisasi saintifik antarabangsa. Pada tahun 1923, beliau telah dipilih ke suruhanjaya antarabangsa untuk kerjasama intelektual Liga Bangsa-Bangsa. Suruhanjaya ini termasuk tujuh saintis terkenal dunia. Dua tahun kemudian, Lorenz menjadi pengerusinya. Lorenz kekal aktif secara intelektual sehingga kematiannya pada 4 Februari 1928 di Harlem.

Pada tahun 1881, Lorenz berkahwin dengan Alletta Katherine Kaiser, anak saudara kepada profesor astronomi Kaiser. Pasangan Lorenz mempunyai empat orang anak, seorang daripadanya meninggal dunia ketika masih bayi. Lorenz adalah seorang yang luar biasa menawan dan sederhana. Kualiti ini, serta kebolehannya yang luar biasa dengan bahasa, telah membolehkan beliau berjaya memimpin organisasi dan persidangan antarabangsa.

Sebagai tambahan kepada Hadiah Nobel, Lorenz telah dianugerahkan pingat Copley dan Rumford dari Royal Society of London. Beliau adalah doktor kehormat Universiti Paris dan Cambridge, dan ahli Persatuan Fizikal Diraja dan Jerman London. Pada tahun 1912, Lorenz menjadi setiausaha Persatuan Saintifik Belanda.

Hendrik Antoon Lorentz ialah seorang saintis Belanda terkemuka dalam bidang penyelidikan fizikal, pemenang Hadiah Nobel Alfred yang dianugerahkan pada tahun 1902.

Hendrik Lorenz dilahirkan pada 15 Julai 1853 di bandar Arnhem. Banyak generasi saudara sebelah bapanya berasal dari Jerman, tinggal di lembah Sungai Rhine dan merupakan petani. Bapa Gerrit Frederik menanam pokok buah-buahan berhampiran bandar Velp. Ibu kepada bakal doktor sains fizikal, Geertruida van Ginkel, berasal dari bandar Renswoude di wilayah Utrecht. Sebelum menjadi isteri Gerrit Lorenz, dia telah berkahwin, kehilangan suaminya dan membesarkan seorang anak lelaki. Keluarga Lorents mempunyai dua anak lelaki, tetapi yang bongsu mati sangat muda. Pada tahun 1862, ibu Lorenz meninggal dunia, dan dia kemudiannya dibesarkan oleh ibu tirinya Luberta Hupkes.

Pada usia 6 tahun, Hendrik Lorenz mula bersekolah di sekolah guru terkenal pada masa itu, Gert Cornelis Van Timer, yang menulis beberapa buku teks mengenai fizik. Sejak itu, Lorentz jatuh cinta dengan sains fizikal dan matematik.

Pada usia 13 tahun, Lorenz memasuki Sekolah Awam Tinggi (Hogereburgerschool), di mana tahap pendidikan yang diterima sepadan dengan gimnasium. Pembelajaran adalah mudah berkat kemahiran guru yang luar biasa:

  • Van Der Stadt, yang menulis buku teks fizik;
  • Jacob Martin van Bemmelen, guru kimia.

Lorentz menyukai fizik dengan sepenuh hati, tetapi seorang yang serba boleh:

  • Berminat dalam sains sejarah;
  • Saya banyak membaca, lebih suka karya sejarah Walter Scott, novel Charles Dickens, William Thackeray;
  • Saya secara bebas belajar bercakap dan membaca bahasa Inggeris, Jerman, Perancis, Yunani dan Latin.

Lorenz telah dibantu oleh keupayaannya untuk mengingati sejumlah besar maklumat dengan cepat dan dengan ketepatan yang menakjubkan dan minatnya yang mendalam untuk belajar.

Alma Mater

Sejak 1870, Lorenz belajar di Universiti Leiden. Dia bertuah kerana gurunya adalah saintis yang hebat:

  • Ahli fizik Peter Rijke;
  • Ahli matematik Pieter van Geer;
  • Ahli astronomi Frederick Kaiser.

Lorenz secara bebas mengkaji karya saintifik James Maxwell, Michael Faraday, Hermann Helmholtz dan lain-lain.

Setahun selepas kemasukan, pada tahun 1871, Henrik Lorenz mempertahankan tesis sarjananya. Selepas ini, dia pulang ke rumah dan mengambil pekerjaan sebagai guru matematik di Sekolah Timmer dan pada masa yang sama di sekolah petang untuk orang dewasa. Pada masa lapang, dia melibatkan diri dalam sains.

Minat Lorentz tertumpu kepada teori medan elektromagnet Maxwell. Eksperimen Lorentz bertujuan untuk membuktikan kewujudan gelombang elektromagnet. Lagi 2 tahun kemudian, pada tahun 1873, Lorenz mempertahankan disertasinya mengenai sifat sinar cahaya dan menerima gelaran Doktor Sains. Dan dia pulang semula ke rumah dan terus bekerja sebagai guru sekolah.

Pada tahun 1876, Lorenz ditawarkan jawatan mengajar tetap di Utrecht, tetapi menolak, dengan harapan akhirnya mendapat jawatan di Leiden. Dan begitulah ia berlaku: pada tahun 1878, ahli sains semula jadi yang hebat telah dimasukkan ke dalam jabatan teori fizik.

Lorentz ternyata menjadi salah seorang perintis dalam pembangunan arah teori sains ini dan mencapai kejayaan besar dalam pembangunan teori optik, medan elektromagnet, dan teori elektronik.

Salah satu arahan ialah kajian tentang hubungan antara kelajuan pergerakan dan tenaga kinetik badan fizikal, yang meletakkan asas bagi banyak prinsip mekanik. Kerja Lorentz mempengaruhi pembangun teori relativiti, termasuk Albert Einstein.

Mengajar

Lorenz memberikan syarahan mengenai pelbagai cabang fizik di Leiden dengan penuh keseronokan, dan para pelajar sangat menyayanginya. Sesi kuliah sangat popular sehinggakan ia direkodkan dan buku teks berdasarkannya diterbitkan.

Beliau terus memberikan kuliahnya pada hari Isnin di Universiti Leiden sehingga akhir hayatnya.

Sejak tahun 1882, Lorenz mula terlibat dalam aktiviti pendidikan di kalangan penduduk yang luas, mula memberi syarahan umum, dan aktiviti ini menjadi kerja hidupnya - untuk membawa pengetahuan kepada orang ramai.

Keluarga

Pada tahun 1881, Lorenz berkahwin dengan Aletta Kaiser (1858-1931), pada tahun 1885 mereka mempunyai seorang anak perempuan, Gertrude Luberta, yang diberi nama ganda untuk mengenang ibu kandung dan angkat Henrik.

Isteri Lorenz menjaganya dan cuba memberikannya ketenangan dan keselesaan di dalam rumah, persekitaran yang ideal yang tidak mengganggu kerja saintifiknya.
Pada tahun 1889, seorang lagi anak perempuan, Johanna Wilhelmina, dilahirkan; pada tahun 1893, pasangan itu mempunyai seorang anak lelaki, yang tidak lama kemudian meninggal dunia, dan pada tahun 1895, seorang lelaki, Rudolf.

Anak perempuan pertama, seperti bapanya, menjadi berminat dalam penyelidikan fizikal dan matematik dan menumpukan seluruh hidupnya untuk itu.

Secara semula jadi, Lorenz adalah seorang yang sangat peramah, peramah, dengan rasa humor yang halus. Dia sentiasa dikelilingi oleh rakan dan rakan sekerja, pelajar dan pengikut. Orang sezaman bercakap tentang bakat diplomatiknya, keupayaannya membina komunikasi dalam apa jua keadaan, dan hadiah pedagogi hebat ahli fizik yang hebat.

Sumbangan kepada sains dunia

Teori Lorentz menggabungkan konsep dan undang-undang dua sains - optik dan elektrodinamik. Dalam disertasinya bertajuk Doktor Sains, Lorenz menggariskan pandangannya bahawa medan elektromagnet mempengaruhi kelajuan perambatan cahaya. Hakikatnya ialah gelombang cahaya yang melalui medan elektromagnet dibiaskan di bawah pengaruh zarah bercas kecil dalam medium. Lorentz membuktikan andaiannya dengan membentangkan eksperimen di mana penyebaran spektrum diperhatikan.

Kesimpulan Lorentz seterusnya ialah jumlah pembiasan sinar cahaya ditentukan oleh ketumpatan medium yang dilaluinya.
Teori elektronik Lorentz adalah berdasarkan idea pendahulunya Maxwell. Ahli sains mengenal pasti zarah jirim dengan cas positif dan negatif dan memanggilnya sebagai ion. Pergerakan zarah tersebut adalah punca kemunculan arus elektrik dan fenomena elektromagnet. Bukti diberikan melalui eksperimen ke atas elektrolit dan gas.

Zarah bercas, memasuki medan elektromagnet, berada di bawah pengaruhnya dan menyimpang daripada trajektori asalnya. Akibat kedua pengaruh medan elektromagnet pada jasad yang bergerak ialah penurunan dalam isipadu jasad tersebut.

Kesimpulan sedemikian telah dianugerahkan Hadiah Nobel, kerana ia ternyata menjadi asas untuk menjelaskan banyak proses fizikal dan kimia.
Langkah seterusnya dalam pembangunan teori elektron ialah kesimpulan tentang pergantungan jisim elektron pada kelajuan pergerakannya. Kesimpulan ini berfungsi sebagai dorongan untuk perkembangan teori relativiti dan kajian sifat graviti.

Lorentz mencadangkan formula untuk daya yang bertindak ke atas zarah bercas dalam medan elektromagnet. Daya ini dipelajari dalam kursus fizik sekolah dan dipanggil daya Lorentz.

Ahli sains membuat sumbangannya kepada termodinamik dan pembangunan teori gas, membangunkan masalah hubungan antara kekonduksian haba dan kekonduksian elektrik, dan elektrodinamik jasad bergerak.

Lorentz memahami bahawa perkembangan fizik selanjutnya akan bergerak ke arah teori kuantum dan teori relativiti. Walau bagaimanapun, ahli sains klasik, yang biasa mengkaji semua fenomena melalui banyak eksperimen yang teliti dan dengan itu mewakili fizik tradisional, tidak dapat menyusun semula pemikirannya untuk beralih daripada generalisasi yang luas kepada pembuktiannya. Lorenz menyokong hala tuju baharu dalam kajian jirim dan ruang, dan mempromosikannya ke seluruh dunia dalam kuliahnya.

Kemasyhuran dunia

Sehingga tahun 1897, Lorenz hanya terkenal di Leiden dan di universiti-universiti Belanda. Pada tahun 1897, dia mengembara ke luar Belanda buat kali pertama dalam hidupnya. dan membentangkan hasil penyelidikannya sendiri selama bertahun-tahun di simposium di Dusseldorf, di mana penyelidik sains semula jadi dan doktor bercakap.

Sejak tahun ini, dia sentiasa mengambil bahagian dalam persidangan saintifik, di mana dia dapat bertemu Wilhelm Roentgen, Ludwig Boltzmann, Max Planck dan lain-lain.

Pandangan beliau tentang struktur atom dan teori elektron menjadi popular di seluruh dunia, pada masa yang sama dia membentangkan teorinya tentang penyebaran cahaya dan gelombang lain, sifat logam, aruhan elektromagnet, kekonduksian elektrik, dll. Dia mempelajari fenomena fizikal "dari bawah dan dari dalam," menjalankan banyak eksperimen dan pemerhatian pada elemen terkecil dan, berdasarkan analisis yang teliti, mengemukakan hipotesis dan membuat generalisasi.

Pada tahun 1902, bersama Peter Seemann, Lorenz telah dianugerahkan Hadiah Nobel. Dalam ucapan tentang kebaikan Lorentz, peranannya dalam kajian struktur atom dan dalam penciptaan teori elektronik telah diperhatikan.

Selepas itu, beliau bertindak sebagai pensyarah masalah sains fizikal di Berlin, Paris, New York, dll. Sejak 1909, Lorenz mengetuai jabatan penyelidikan fizikal di Akademi Sains Diraja Belanda.

Pada tahun 1911, dia berpindah ke Haarlem dan menjadi ketua Muzium Taylor, di mana dia mempunyai peluang untuk melakukan sains di makmalnya sendiri. Pada masa yang sama, beliau tidak boleh berputus asa menjadi pensyarah dan terus mempopularkan penemuan semasa dalam dunia fizik. Lorenz yakin bahawa sains diperlukan oleh pelbagai populasi. Beliau terlibat dengan penuh semangat dalam kerja jawatankuasa untuk perlindungan Amsterdam daripada banjir, dan mengambil bahagian dalam projek yang bertujuan untuk memantau secara kekal air yang mengancam banjir.

Dia bertindak sebagai enjin pendidikan yang tidak mementingkan diri sendiri: dia berusaha untuk membuka koleksi perpustakaan awam dan bilik bacaan di Leiden, sebuah lyceum di bandar The Hague, dan Institut Fizik Antarabangsa. Terima kasih kepada Lorenz, Solvay Stichting menyediakan biasiswa dan faedah lain kepada saintis muda yang berbakat.

Selepas Perang Dunia I, Lorenz menganjurkan perpaduan semua wakil sains.

Lorenz menggabungkan seorang ahli teori yang berpandangan jauh dan seorang guru yang bijak dengan huruf besar T. sebab tu Sejak 1921 beliau telah mengetuai Pejabat Pendidikan Tinggi Belanda. Sejak 1923, beliau telah mengambil bahagian dalam pelaksanaan program Jawatankuasa Antarabangsa untuk interaksi wakil-wakil pengetahuan saintifik dari negara yang berbeza. Malah di Kesatuan Soviet pada tahun 1925, beliau telah dipilih sebagai ahli kehormat Akademi Sains USSR.

Pada tahun 1925, Lorenz telah dianugerahkan Grand Cross of the Order of the Princes of Orange-Nassau (Van Oranje-Nassau), anugerah paling penting di Belanda.

Lorenz meninggal dunia pada tahun 1928 akibat penyakit yang serius; pada hari pengebumian seluruh negeri berkabung., saintis terkenal datang untuk mengucapkan selamat tinggal kepadanya sebelum perjalanan terakhirnya; Albert Einstein memberikan ucapan perpisahan. Seorang saintis yang luar biasa, seorang guru yang berbakat, seorang hamba yang tidak mementingkan diri sendiri untuk tujuan pendidikan awam - itulah Hendrik Anton Lorenz.

Hendrik(sering ditulis Hendrik) Anton Lorenzo(Belanda Hendrik Antoon Lorentz; 18 Julai 1853, Arnhem, Belanda - 4 Februari 1928, Haarlem, Belanda) - Ahli fizik teori Belanda, pemenang Hadiah Nobel dalam Fizik (1902, bersama Pieter Zeeman) dan anugerah lain, ahli Akademi Sains Diraja Belanda (1881), beberapa akademi sains dan masyarakat saintifik asing.

Lorentz terkenal dengan kerjanya dalam bidang elektrodinamik dan optik. Menggabungkan konsep medan elektromagnet berterusan dengan idea cas elektrik diskret yang membentuk jirim, dia mencipta teori elektronik klasik dan menggunakannya untuk menyelesaikan banyak masalah tertentu: dia memperoleh ungkapan untuk daya yang bertindak pada cas bergerak daripada medan elektromagnet (daya Lorentz), dan formula terbitan yang menghubungkan indeks biasan bahan dengan ketumpatannya (formula Lorentz-Lorentz), membangunkan teori penyebaran cahaya, menjelaskan beberapa fenomena magneto-optik (khususnya, kesan Zeeman ) dan beberapa sifat logam. Berdasarkan teori elektronik, saintis membangunkan elektrodinamik media bergerak, termasuk mengemukakan hipotesis tentang penguncupan badan ke arah pergerakan mereka (Fitzgerald - Lorentz penguncupan), memperkenalkan konsep "masa tempatan", memperoleh ungkapan relativistik untuk pergantungan jisim pada kelajuan, dan perhubungan yang diperoleh antara koordinat dan masa dalam sistem rujukan inersia yang bergerak relatif antara satu sama lain (transformasi Lorentz). Kerja Lorentz menyumbang kepada pembentukan dan perkembangan idea-idea teori khas relativiti dan fizik kuantum. Di samping itu, beliau memperoleh beberapa keputusan penting dalam termodinamik dan teori kinetik gas, teori relativiti umum, dan teori sinaran haba.

Biografi

Asal dan zaman kanak-kanak (1853-1870)

Hendrik Anton Lorenz dilahirkan pada 15 Julai 1853 di Arnhem. Nenek moyangnya berasal dari wilayah Rhine di Jerman dan kebanyakannya terlibat dalam pertanian. Bapa kepada saintis masa depan, Gerrit Frederik Lorentz (1822-1893), memiliki tapak semaian pokok buah-buahan berhampiran Velp. Ibu Hendrik Anton, Gertrude van Ginkel (Geertruida van Ginkel, 1826-1861), dibesarkan di Renswoude di wilayah Utrecht, telah berkahwin, janda awal, dan pada tahun ketiga janda dia berkahwin kali kedua - dengan Gerrit Frederick. Mereka mempunyai dua anak lelaki, tetapi yang kedua meninggal semasa bayi; Hendrik Anton dibesarkan bersama Hendrik Jan Jakob, anak Gertrude daripada perkahwinan pertamanya. Pada tahun 1862, selepas kematian awal isterinya, bapa keluarga itu berkahwin dengan Luberta Hupkes (1819/1820-1897), yang menjadi ibu tiri yang penyayang untuk anak-anak.

Pada usia enam tahun, Hendrik Anton memasuki Sekolah Rendah Timmer. Di sini, dalam pelajaran Gert Cornelis Timmer, pengarang buku teks dan buku sains popular mengenai fizik, Lorenz muda mengenali asas-asas matematik dan fizik. Pada tahun 1866, saintis masa depan berjaya lulus peperiksaan kemasukan ke Sekolah Awam Tinggi yang baru dibuka (Hogereburgerschool Belanda) di Arnhem, yang secara kasarnya sepadan dengan gimnasium. Belajar adalah mudah untuk Hendrik Anton, yang difasilitasi oleh bakat pedagogi guru, terutamanya H. Van der Stadt, pengarang beberapa buku teks terkenal tentang fizik, dan Jacob Martin van Bemmelen, yang mengajar kimia. Seperti yang diakui oleh Lorenz sendiri, Van der Stadtlah yang menanamkan dalam dirinya cinta fizik. Satu lagi pertemuan penting dalam kehidupan saintis masa depan ialah kenalannya dengan Herman Haga, yang belajar di kelas yang sama dan kemudiannya juga menjadi ahli fizik; mereka tetap berkawan rapat sepanjang hayat mereka. Sebagai tambahan kepada sains semula jadi, Hendrik Anton berminat dalam sejarah, membaca beberapa karya mengenai sejarah Belanda dan England, dan menggemari novel sejarah; dalam kesusasteraan dia tertarik dengan karya penulis Inggeris - Walter Scott, William Thackeray dan terutamanya Charles Dickens. Dibezakan oleh ingatan yang baik, Lorenz mempelajari beberapa bahasa asing (Bahasa Inggeris, Perancis dan Jerman), dan sebelum memasuki universiti dia menguasai bahasa Yunani dan Latin secara bebas. Di sebalik perwatakannya yang suka bergaul, Hendrik Anton seorang yang pemalu dan tidak suka bercerita tentang pengalamannya walaupun bersama orang tersayang. Dia asing dengan mana-mana mistik dan, menurut anak perempuannya, "telah dilucutkan iman dalam rahmat Tuhan... Kepercayaan pada nilai tertinggi akal... menggantikan kepercayaan agamanya."