Hendrik Anton Lorenz những gì ông đã khám phá ra. Người tạo ra lý thuyết điện tử

Lorenz Hendrik Anton
Sinh: ngày 18 tháng 7 năm 1853.
Chết: ngày 04 tháng 2 năm 1928 (74 tuổi).

Tiểu sử

Hendrik (thường được đánh vần là Hendrik) Anton Lorentz (Hendrik Antoon Lorentz người Hà Lan; 18 tháng 7 năm 1853, Arnhem, Hà Lan - 4 tháng 2 năm 1928, Haarlem, Hà Lan) - nhà vật lý lý thuyết người Hà Lan, người đoạt giải Nobel Vật lý (1902, cùng nhau) với Pieter Zeeman) và các giải thưởng khác, thành viên của Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Hà Lan (1881), một số viện hàn lâm khoa học và hiệp hội khoa học nước ngoài.

Lorentz nổi tiếng với công trình nghiên cứu về lĩnh vực điện động lực học và quang học. Kết hợp khái niệm trường điện từ liên tục với ý tưởng về các điện tích rời rạc tạo nên vật chất, ông đã tạo ra lý thuyết điện tử cổ điển và áp dụng nó để giải quyết nhiều vấn đề cụ thể: ông thu được biểu thức cho lực tác dụng lên một điện tích chuyển động từ trường điện từ (lực Lorentz), công thức dẫn xuất nối chiết suất của một chất với mật độ của nó (công thức Lorentz-Lorentz), phát triển lý thuyết tán sắc ánh sáng, giải thích một số hiện tượng quang từ (cụ thể là hiệu ứng Zeeman) và một số tính chất của kim loại. Dựa trên lý thuyết điện tử, nhà khoa học đã phát triển điện động lực học của môi trường chuyển động, trong đó đưa ra giả thuyết về sự co lại của các vật thể theo hướng chuyển động của chúng (sự co Fitzgerald - Lorentz), đưa ra khái niệm “giờ địa phương”, thu được biểu thức tương đối tính về sự phụ thuộc của khối lượng vào tốc độ và mối quan hệ dẫn xuất giữa tọa độ và thời gian trong các hệ quy chiếu quán tính chuyển động tương đối với nhau (các phép biến đổi Lorentz). Công trình của Lorentz đã góp phần hình thành và phát triển các ý tưởng của thuyết tương đối đặc biệt và vật lý lượng tử. Ngoài ra, ông còn thu được một số kết quả quan trọng trong lý thuyết nhiệt động lực học và động học của chất khí, lý thuyết tương đối tổng quát và lý thuyết bức xạ nhiệt.

Nguồn gốc và tuổi thơ (1853-1870)

Hendrik Anton Lorenz sinh ngày 15 tháng 7 năm 1853 tại Arnhem. Tổ tiên của ông đến từ vùng Rhine của Đức và chủ yếu làm nông nghiệp. Cha của nhà khoa học tương lai, Gerrit Frederik Lorentz (1822-1893), sở hữu một vườn ươm cây ăn quả gần Velp. Mẹ của Hendrik Anton, Gertrude van Ginkel (Geertruida van Ginkel, 1826-1861), lớn lên ở Renswoude thuộc tỉnh Utrecht, đã kết hôn, góa bụa sớm và vào năm thứ ba góa bụa, bà kết hôn lần thứ hai - với Gerrit Frederick. Họ có hai con trai, nhưng người con thứ hai chết khi còn nhỏ; Hendrik Anton được lớn lên cùng với Hendrik Jan Jakob, con trai của Gertrude từ cuộc hôn nhân đầu tiên. Năm 1862, sau cái chết sớm của vợ, người cha của gia đình kết hôn với Luberta Hupkes (1819/1820-1897), người trở thành mẹ kế chăm sóc các con.

Năm sáu tuổi, Hendrik Anton vào trường tiểu học Timmer. Tại đây, trong các bài học của Gert Cornelis Timmer, tác giả sách giáo khoa và sách khoa học phổ thông về vật lý, cậu bé Lorenz đã làm quen với những kiến thức cơ bản về toán học và vật lý. Năm 1866, nhà khoa học tương lai đã vượt qua thành công kỳ thi tuyển sinh vào Trường Dân sự Cao cấp mới mở (Trường Hogereburger của Hà Lan) ở Arnhem, nơi gần giống với một phòng tập thể dục. Việc học tập trở nên dễ dàng đối với Hendrik Anton, nhờ tài năng sư phạm của các giáo viên, chủ yếu là H. Van der Stadt, tác giả của một số sách giáo khoa vật lý nổi tiếng và Jacob Martin van Bemmelen, người dạy hóa học. Như chính Lorenz đã thừa nhận, chính Van der Stadt là người đã truyền cho anh tình yêu vật lý. Một cuộc gặp gỡ quan trọng khác trong cuộc đời của nhà khoa học tương lai là việc ông làm quen với Herman Haga, người học cùng lớp và sau này cũng trở thành nhà vật lý; họ vẫn là bạn thân trong suốt cuộc đời của họ. Ngoài khoa học tự nhiên, Hendrik Anton còn quan tâm đến lịch sử, đọc một số tác phẩm về lịch sử Hà Lan và Anh, đồng thời thích tiểu thuyết lịch sử; về văn học, ông bị thu hút bởi tác phẩm của các nhà văn Anh - Walter Scott, William Thackeray và đặc biệt là Charles Dickens. Nổi bật bởi trí nhớ tốt, Lorenz đã học một số ngoại ngữ (tiếng Anh, tiếng Pháp và tiếng Đức), và trước khi vào đại học, anh đã thông thạo tiếng Hy Lạp và tiếng Latinh một cách độc lập. Mặc dù có tính cách hòa đồng nhưng Hendrik Anton là một người nhút nhát và không thích kể về những trải nghiệm của mình ngay cả với những người thân yêu. Ông xa lạ với bất kỳ chủ nghĩa thần bí nào và, theo con gái ông, “đã bị tước đoạt niềm tin vào ân sủng của Chúa… Niềm tin vào giá trị cao nhất của lý trí… đã thay thế niềm tin tôn giáo của ông”.

Đang học ở trường đại học. Những bước đi đầu tiên trong khoa học (1870-1877)

Năm 1870, Lorenz vào Đại học Leiden, trường đại học lâu đời nhất ở Hà Lan. Tại đây, ông đã tham dự các bài giảng của nhà vật lý Pieter Rijke và nhà toán học Pieter van Geer, người đã dạy một khóa về hình học phân tích, nhưng trở nên thân thiết nhất với giáo sư thiên văn học Frederick Kaiser, người đã biết về một sinh viên tài năng mới từ học trò cũ Van der Stadt. Trong khi học tại trường đại học, nhà khoa học tương lai đã làm quen với các tác phẩm cơ bản của James Clerk Maxwell và, với một số khó khăn, đã có thể hiểu được chúng, điều này được tạo điều kiện thuận lợi nhờ việc nghiên cứu các tác phẩm của Hermann Helmholtz, Augustin Fresnel và Michael Faraday. Vào tháng 11 năm 1871, Lorenz đã vượt qua kỳ thi lấy bằng thạc sĩ một cách xuất sắc và quyết định tự mình chuẩn bị cho kỳ thi tiến sĩ, rời Leiden vào tháng 2 năm 1872. Trở về Arnhem, anh trở thành giáo viên dạy toán ở trường buổi tối và ở trường Timmer, nơi anh từng theo học; công việc này giúp anh có đủ thời gian rảnh để làm khoa học. Hướng nghiên cứu chính của Lorentz là lý thuyết điện từ của Maxwell. Ngoài ra, trong phòng thí nghiệm của trường, ông đã thực hiện các thí nghiệm quang và điện và thậm chí cố gắng chứng minh sự tồn tại của sóng điện từ bằng cách nghiên cứu sự phóng điện của bình Leyden nhưng không thành công. Sau đó, đề cập đến công trình nổi tiếng của nhà vật lý người Anh, Lorentz nói: “Có lẽ “Chuyên luận về Điện và Từ” của ông đã để lại trong tôi một trong những ấn tượng mạnh mẽ nhất trong cuộc đời tôi; việc giải thích ánh sáng như một hiện tượng điện từ đã vượt qua sự táo bạo của nó mọi thứ mà tôi đã biết cho đến nay. Nhưng cuốn sách của Maxwell không phải là một cuốn sách dễ đọc! Được viết vào những năm mà ý tưởng của nhà khoa học vẫn chưa được hình thành cuối cùng, nó không thể hiện một tổng thể hoàn chỉnh và không đưa ra câu trả lời cho nhiều câu hỏi.”

Năm 1873, Lorenz đỗ kỳ thi tiến sĩ, và vào ngày 11 tháng 12 năm 1875 tại Leiden, với bằng danh dự (magna cum laude), ông bảo vệ luận án tiến sĩ “Về lý thuyết phản xạ và khúc xạ ánh sáng” (tiếng Hà Lan: Over de therie der terugkaatsing en breking van het licht), trong đó đưa ra lời giải thích về các quá trình này dựa trên lý thuyết Maxwell. Sau khi bào chữa, vị tiến sĩ khoa học trẻ tuổi quay trở lại cuộc sống trước đây với tư cách là giáo viên Arnhem. Vào mùa hè năm 1876, ông cùng với những người bạn đi bộ xuyên Thụy Sĩ. Vào thời điểm này, ông phải đối mặt với vấn đề chuyển hoàn toàn sang toán học: chính môn học này mà ông đã giảng dạy thành công ở trường và do đó Đại học Utrecht đã đề nghị ông làm giáo sư toán học. Tuy nhiên, Lorenz, với hy vọng trở lại trường cũ của mình, đã từ chối lời đề nghị này và quyết định nhận vị trí giáo viên tại nhà thi đấu cổ điển Leiden như một vị trí tạm thời. Chẳng bao lâu, một sự thay đổi quan trọng đã diễn ra tại Đại học Leiden: khoa vật lý được chia thành hai phần - thực nghiệm và lý thuyết. Vị trí giáo sư vật lý lý thuyết mới lần đầu tiên được đề nghị cho Jan Diederik van der Waals, và khi ông từ chối, Lorentz đã được bổ nhiệm vào vị trí này. Đây là khoa vật lý lý thuyết đầu tiên ở Hà Lan và là một trong những khoa đầu tiên ở Châu Âu; Công trình thành công của Lorentz trong lĩnh vực này đã góp phần hình thành vật lý lý thuyết như một ngành khoa học độc lập.

Giáo sư ở Leiden (1878-1911)

Vào ngày 25 tháng 1 năm 1878, Lorenz chính thức đảm nhận chức danh giáo sư, có bài phát biểu khai mạc và báo cáo “Các lý thuyết phân tử trong Vật lý”. Theo một trong những học trò cũ của ông, vị giáo sư trẻ “có một năng khiếu đặc biệt, bất chấp tất cả lòng tốt và sự giản dị của mình, là duy trì một khoảng cách nhất định giữa mình và học sinh mà không hề cố gắng đạt được điều đó và không hề nhận ra điều đó”. Các bài giảng của Lorenz được sinh viên yêu thích; ông thích dạy học, mặc dù thực tế là hoạt động này chiếm một phần đáng kể thời gian của ông. Hơn nữa, vào năm 1883, ông đã đảm nhận thêm một khối lượng công việc bằng cách thay thế đồng nghiệp Heike Kamerlingh Onnes, người do bệnh tật nên không thể dạy một khóa vật lý đại cương tại Khoa Y; Lorenz tiếp tục giảng những bài giảng này ngay cả sau khi Onnes hồi phục, cho đến năm 1906. Dựa trên các khóa học của ông, một loạt sách giáo khoa nổi tiếng đã được xuất bản, tái bản nhiều lần và được dịch sang nhiều thứ tiếng. Năm 1882, Giáo sư Lorenz bắt đầu các hoạt động phổ biến của mình, các bài phát biểu của ông trước đông đảo khán giả đã thành công nhờ tài năng trình bày các vấn đề khoa học phức tạp một cách dễ hiểu và rõ ràng.

Mùa hè năm 1880, Lorenz gặp Aletta Catharina Kaiser (1858-1931), cháu gái của Giáo sư Kaiser và con gái của thợ khắc nổi tiếng Johann Wilhelm Kaiser, giám đốc Rijksmuseum ở Amsterdam. Lễ đính hôn diễn ra cùng mùa hè năm đó, và đầu năm sau hai người trẻ kết hôn. Năm 1885, con gái của họ là Gertrude Luberta (tiếng Hà Lan: Geertruida de Haas-Lorentz) được sinh ra, người được đặt tên để vinh danh mẹ và mẹ kế của nhà khoa học. Cùng năm đó, Lorenz mua một căn nhà ở số 48 Heugracht, nơi gia đình có một cuộc sống bình lặng và đo lường. Năm 1889, con gái thứ hai, Johanna Wilhelmina, chào đời, năm 1893, con trai đầu lòng sống chưa đầy một năm, và năm 1895, con trai thứ hai, Rudolf. Cô con gái lớn sau đó trở thành học trò của cha, học vật lý và toán học và kết hôn với nhà khoa học nổi tiếng Vander Johannes de Haas, một học sinh của Kamerlingh Onnes.

Lorenz trải qua những năm đầu tiên ở Leiden trong tình trạng tự nguyện cô lập: ông xuất bản rất ít ở nước ngoài và thực tế tránh tiếp xúc với thế giới bên ngoài (điều này có lẽ là do tính nhút nhát của ông). Tác phẩm của ông ít được biết đến bên ngoài Hà Lan cho đến giữa những năm 1890. Chỉ đến năm 1897, ông mới tham dự đại hội các nhà tự nhiên học và bác sĩ người Đức lần đầu tiên được tổ chức tại Düsseldorf, và kể từ đó ông trở thành người thường xuyên tham gia các hội nghị khoa học lớn. Ông đã gặp các nhà vật lý nổi tiếng châu Âu như Ludwig Boltzmann, Wilhelm Wien, Henri Poincaré, Max Planck, Wilhelm Roentgen và những người khác. Sự công nhận của Lorentz với tư cách là một nhà khoa học cũng ngày càng tăng, điều này được tạo điều kiện thuận lợi nhờ sự thành công của lý thuyết điện tử mà ông tạo ra, lý thuyết này bổ sung cho điện động lực học của Maxwell với ý tưởng về “nguyên tử điện”, tức là sự tồn tại của các hạt tích điện tạo nên vật chất. Phiên bản đầu tiên của lý thuyết này được xuất bản vào năm 1892; sau đó nó được tác giả tích cực phát triển và được sử dụng để mô tả các hiện tượng quang học khác nhau (sự tán sắc, tính chất của kim loại, nguyên tắc cơ bản về điện động lực học của môi trường chuyển động, v.v.). Một trong những thành tựu nổi bật nhất của lý thuyết điện tử là dự đoán và giải thích sự phân chia các vạch quang phổ trong từ trường, được phát hiện bởi Pieter Zeeman vào năm 1896. Năm 1902, Zeeman và Lorentz cùng nhận giải Nobel Vật lý; Giáo sư Leiden nhờ đó đã trở thành nhà lý thuyết đầu tiên nhận được giải thưởng này. Thành công của lý thuyết điện tử phần lớn là do sự nhạy cảm của tác giả đối với các ý tưởng và cách tiếp cận khác nhau cũng như khả năng kết hợp các yếu tố của các hệ thống lý thuyết khác nhau. Như nhà sử học Olivier Darrigol đã viết,

Để phù hợp với sự cởi mở của đất nước mình, ông đọc bừa bãi các nguồn tiếng Đức, tiếng Anh và tiếng Pháp. Nguồn cảm hứng chính của ông, Helmholtz, Maxwell và Fresnel, thuộc về những truyền thống rất khác nhau, đôi khi không tương thích với nhau. Trong khi trong suy nghĩ bình thường, chủ nghĩa chiết trung có thể tạo ra sự nhầm lẫn thì Lorenz lại được hưởng lợi từ nó.

Bây giờ Lorenz đã nhận được lời mời từ nhiều nơi trên thế giới để đưa ra những báo cáo đặc biệt: ông đến thăm Berlin (1904) và Paris (1905), và vào mùa xuân năm 1906, ông đã có một loạt bài giảng tại Đại học Columbia ở New York. Chẳng bao lâu sau, các trường đại học khác bắt đầu thu hút anh; Đặc biệt, Đại học Munich năm 1905 đã mang lại cho ông những điều kiện thuận lợi hơn nhiều so với ở Leiden. Tuy nhiên, nhà khoa học đã không vội vã từ bỏ cuộc sống yên tĩnh ở một thị trấn nhỏ, và sau khi Bộ Giáo dục Hà Lan cải thiện đáng kể điều kiện làm việc của ông (số lượng bài giảng giảm bớt, một trợ lý được phân bổ, một văn phòng riêng và một phòng thí nghiệm cá nhân), cuối cùng anh đã từ bỏ ý định chuyển đi. Năm 1909, Lorentz được bổ nhiệm làm chủ nhiệm khoa vật lý của Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Hà Lan, ông giữ chức vụ này trong 12 năm.

Sự xuất hiện của thuyết tương đối và những ý tưởng lượng tử đầu tiên đã đặt ra câu hỏi về tính đúng đắn của lý thuyết điện tử của Lorentz và vật lý cổ điển nói chung. Nhà khoa học Hà Lan đã cố gắng đến cùng để tìm ra lối thoát khỏi tình trạng bế tắc mà vật lý cũ đã tìm ra, nhưng không thành công. Như Torichan Kravets đã viết trong lời tựa cho ấn bản Xô viết cuốn “Lý thuyết về điện tử” của Lorentz, “cuộc đấu tranh cho việc giảng dạy của ông thực sự rất vĩ đại. Sự vô tư về mặt khoa học của tác giả, trân trọng đáp ứng mọi phản đối, mọi khó khăn cũng rất đáng chú ý. Sau khi đọc cuốn sách của anh ấy, bạn sẽ tận mắt thấy rằng mọi thứ đã được thực hiện để cứu vãn những quan điểm truyền thống cũ - và tất cả những điều này đã không mang lại cho họ sự cứu rỗi.” Bất chấp cam kết của mình với những lý tưởng của các tác phẩm kinh điển và cách tiếp cận thận trọng đối với các khái niệm mới, Lorenz vẫn nhận thức rõ ràng về sự không hoàn hảo của các khái niệm khoa học cũ và tính hiệu quả của các khái niệm khoa học mới. Mùa thu năm 1911, Đại hội Solvay đầu tiên diễn ra ở Brussels, quy tụ các nhà vật lý hàng đầu châu Âu để thảo luận về lý thuyết lượng tử của bức xạ. Chủ tịch của đại hội này là Lorenz, người ứng cử rất thành công nhờ quyền lực lớn, kiến thức về một số ngôn ngữ và khả năng chỉ đạo các cuộc thảo luận đi đúng hướng. Các đồng nghiệp ghi nhận công lao tổ chức đại hội mang tính khoa học cao; Vì vậy, trong một lá thư của mình, Albert Einstein đã gọi Lorentz là “điều kỳ diệu của trí thông minh và sự khéo léo”. Nhưng cuộc giao tiếp với nhà khoa học Hà Lan đã gây ấn tượng gì đối với Max Born: “Điều khiến tôi ấn tượng nhất khi nhìn anh ấy là biểu cảm trong mắt anh ấy - sự kết hợp đáng kinh ngạc giữa lòng tốt sâu sắc và sự vượt trội đầy mỉa mai. Bài phát biểu của ông tương ứng với điều này - rõ ràng, nhẹ nhàng và thuyết phục, nhưng đồng thời cũng mang sắc thái mỉa mai. Cách cư xử của Lorenz thật tử tế…”

Haarlem (1912-1928)

Năm 1911, Lorenz nhận được lời đề nghị đảm nhận vị trí người phụ trách Bảo tàng Taylor, nơi có phòng vật lý với một phòng thí nghiệm, và của Hiệp hội Khoa học Hà Lan (tiếng Hà Lan Koninklijke Hollandsche Maatschappij der Wetenschappen) ở Haarlem. Nhà khoa học đồng ý và bắt đầu tìm kiếm người kế nhiệm vị trí giáo sư Leiden. Sau khi Einstein từ chối, người lúc đó đã nhận lời mời từ Zurich, Lorentz quay sang Paul Ehrenfest, người đang làm việc ở St. Vào mùa thu năm 1912, khi ứng cử viên sau này được chính thức chấp thuận, Lorenz cuối cùng đã chuyển đến Haarlem. Tại Bảo tàng Taylor, ông nhận được một phòng thí nghiệm nhỏ để sử dụng cho mục đích cá nhân; Nhiệm vụ của ông bao gồm tổ chức các bài giảng phổ biến cho các giáo viên vật lý, công việc mà ông bắt đầu tự mình thực hiện. Ngoài ra, trong mười năm nữa, ông vẫn là một giáo sư xuất sắc tại Đại học Leiden và vào lúc 11 giờ sáng thứ Hai hàng tuần, ông giảng bài đặc biệt ở đó về những ý tưởng vật lý mới nhất. Hội thảo truyền thống này đã được biết đến rộng rãi trong giới khoa học; nó có sự tham dự của nhiều nhà nghiên cứu nổi tiếng từ các quốc gia khác nhau trên thế giới.

Càng lớn Lorenz càng chú ý hơn đến các hoạt động xã hội, đặc biệt là vấn đề giáo dục và hợp tác khoa học quốc tế. Vì vậy, ông đã trở thành một trong những người sáng lập lyceum Hà Lan đầu tiên ở The Hague và là người tổ chức các thư viện và phòng đọc miễn phí đầu tiên ở Leiden. Ông là một trong những nhà quản lý của Quỹ Solvay, quỹ mà Viện Vật lý Quốc tế được thành lập, và đứng đầu ủy ban chịu trách nhiệm phân phối lợi ích cho nghiên cứu khoa học của các nhà khoa học từ nhiều quốc gia khác nhau. Trong một bài báo năm 1913, Lorenz viết: “Mọi người đều công nhận rằng sự hợp tác và theo đuổi mục tiêu chung cuối cùng sẽ tạo ra cảm giác quý giá về sự tôn trọng lẫn nhau, sự đoàn kết và tình bạn tốt, từ đó củng cố hòa bình”. Tuy nhiên, Chiến tranh thế giới thứ nhất xảy ra sớm đã làm gián đoạn mối quan hệ giữa các nhà khoa học của các nước tham chiến trong một thời gian dài; Lorenz, với tư cách là công dân của một quốc gia trung lập, đã cố gắng hết sức để giải quyết những mâu thuẫn này và khôi phục sự hợp tác giữa các nhà nghiên cứu cá nhân và xã hội khoa học. Do đó, khi tham gia vào vai trò lãnh đạo của Hội đồng Nghiên cứu Quốc tế được thành lập sau chiến tranh (tiền thân của Hội đồng Khoa học Quốc tế), nhà vật lý người Hà Lan và những người cùng chí hướng của ông đã đạt được việc loại trừ khỏi điều lệ của tổ chức này những điều khoản phân biệt đối xử với các đại diện. của các nước bại trận. Năm 1923, Lorenz trở thành thành viên của Ủy ban Quốc tế về Hợp tác Trí tuệ, do Hội Quốc liên thành lập nhằm tăng cường mối quan hệ khoa học giữa các quốc gia châu Âu, và một thời gian sau, ông thay thế triết gia Henri Bergson làm chủ tịch tổ chức này.

Năm 1918, Lorenz được bổ nhiệm làm chủ tịch ủy ban tiểu bang về thoát nước Vịnh Zuiderzee và cho đến cuối đời, ông đã dành nhiều thời gian cho dự án này, trực tiếp giám sát các tính toán kỹ thuật. Sự phức tạp của bài toán đòi hỏi phải tính đến nhiều yếu tố và sự phát triển của các phương pháp toán học nguyên bản; ở đây kiến thức của nhà khoa học trong các lĩnh vực vật lý lý thuyết khác nhau đã trở nên hữu ích. Việc xây dựng con đập đầu tiên bắt đầu vào năm 1920; dự án kết thúc nhiều năm sau đó, sau cái chết của người lãnh đạo đầu tiên. Mối quan tâm sâu sắc đến các vấn đề sư phạm đã đưa Lorenz vào làm việc trong hội đồng giáo dục công vào năm 1919, và vào năm 1921, ông đứng đầu bộ giáo dục đại học ở Hà Lan. Năm sau, theo lời mời của Viện Công nghệ California, nhà khoa học này đến thăm Hoa Kỳ lần thứ hai và giảng dạy tại một số thành phố ở đất nước này. Sau đó, ông đi du lịch nước ngoài hai lần nữa: vào năm 1924 và vào mùa thu đông năm 1926/27, khi ông giảng dạy một khóa ở Pasadena. Năm 1923, khi đã đến giới hạn độ tuổi, Lorenz chính thức nghỉ hưu nhưng vẫn tiếp tục giảng bài vào thứ Hai với tư cách là giáo sư danh dự. Vào tháng 12 năm 1925, lễ kỷ niệm được tổ chức tại Leiden để đánh dấu kỷ niệm 50 năm Lorenz bảo vệ luận án tiến sĩ của mình. Khoảng hai nghìn người từ khắp nơi trên thế giới đã được mời tham dự lễ kỷ niệm này, bao gồm nhiều nhà vật lý lỗi lạc, đại diện của nhà nước Hà Lan, sinh viên và bạn bè của người anh hùng thời đó. Hoàng tử Hendrick đã trao tặng nhà khoa học giải thưởng cao quý nhất của Hà Lan, Grand Cross of the Order of Orange-Nassau, và Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia công bố thành lập Huân chương Lorentz cho những thành tựu trong lĩnh vực vật lý lý thuyết.

Mặc dù năng suất khoa học của ông giảm sút rõ rệt, Lorenz vẫn tiếp tục quan tâm đến sự phát triển của vật lý và tiến hành nghiên cứu của riêng mình cho đến những ngày cuối đời. Vị trí đặc biệt của ông trong thế giới khoa học - vị trí “bậc thầy của khoa học vật lý”, như Ehrenfest đã nói - đã được ông làm chủ tịch các đại hội Solvay thời hậu chiến, nơi đóng vai trò lớn trong việc làm sáng tỏ các vấn đề phức tạp của vật lý mới. . Theo Joseph Larmore, "ông ấy là nhà lãnh đạo lý tưởng của bất kỳ hội nghị quốc tế nào, vì ông ấy là người hiểu biết nhất và nắm bắt bản chất vấn đề nhanh nhất trong số tất cả các nhà vật lý hiện đại." Theo Arnold Sommerfeld, Lorenz “là người lớn tuổi nhất và có đầu óc linh hoạt, linh hoạt nhất”. Vào tháng 10 năm 1927, nhà khoa học người Hà Lan đã chủ trì Đại hội Solvay lần thứ năm lần cuối cùng của ông, tại đó các vấn đề của cơ học lượng tử mới được thảo luận. Cùng năm đó, các phép tính của Zuiderzee đã được hoàn thành và Lorenz, người đã rời khoa giáo dục đại học, hy vọng sẽ dành nhiều thời gian hơn cho khoa học. Tuy nhiên, vào giữa tháng 1 năm 1928, ông bị bệnh viêm quầng và tình trạng của ông ngày càng trở nên tồi tệ hơn. Vào ngày 4 tháng 2, nhà khoa học qua đời. Lễ tang diễn ra tại Haarlem vào ngày 9/2 với rất đông người dân; Để báo hiệu quốc tang trên khắp đất nước, liên lạc bằng điện báo đã bị ngừng trong ba phút vào buổi trưa. Paul Ehrenfest, Ernest Rutherford, Paul Langevin và Albert Einstein đã đọc lễ tang với tư cách là đại diện của đất nước họ. Trong bài phát biểu của mình, sau này lưu ý:

Anh ấy [Lorenz] đã tạo ra cuộc sống của mình đến từng chi tiết nhỏ nhất, giống như người ta tạo ra một tác phẩm nghệ thuật quý giá. Lòng tốt, sự rộng lượng và ý thức công bằng không bao giờ rời bỏ anh, cùng với sự hiểu biết trực quan, sâu sắc về con người và tình huống, đã khiến anh trở thành nhà lãnh đạo ở bất cứ nơi nào anh làm việc. Mọi người đều vui vẻ đi theo anh, cảm thấy rằng anh không tìm cách cai trị mọi người mà để phục vụ họ.

Sáng tạo khoa học

Công trình đầu tiên về lý thuyết điện từ của ánh sáng

Khi bắt đầu sự nghiệp khoa học của Lorentz, điện động lực học của Maxwell chỉ có thể mô tả đầy đủ sự lan truyền của sóng ánh sáng trong không gian trống rỗng, trong khi câu hỏi về sự tương tác của ánh sáng với vật chất vẫn đang chờ lời giải. Ngay trong các tác phẩm đầu tiên của nhà khoa học Hà Lan, một số bước đã được thực hiện nhằm giải thích các tính chất quang học của vật chất trong khuôn khổ lý thuyết điện từ của ánh sáng. Dựa trên lý thuyết này (chính xác hơn là dựa trên cách giải thích nó theo tinh thần tác dụng tầm xa do Hermann Helmholtz đề xuất), trong luận án tiến sĩ (1875) Lorentz đã giải quyết được vấn đề phản xạ và khúc xạ ánh sáng tại mặt phân cách giữa hai môi trường trong suốt. Những nỗ lực trước đây nhằm giải quyết vấn đề này trong khuôn khổ lý thuyết đàn hồi của ánh sáng, trong đó ánh sáng được coi là sóng cơ học truyền trong một ête phát sáng đặc biệt, đã gặp phải những khó khăn cơ bản. Một phương pháp để loại bỏ những khó khăn này đã được Helmholtz đề xuất vào năm 1870; một bằng chứng chặt chẽ về mặt toán học được đưa ra bởi Lorentz, người đã chỉ ra rằng các quá trình phản xạ và khúc xạ ánh sáng được xác định bởi bốn điều kiện biên áp đặt lên các vectơ điện trường và từ trường tại mặt phân cách của môi trường, và từ đó rút ra các công thức Fresnel nổi tiếng. Hơn nữa trong luận án, phản xạ nội toàn phần và tính chất quang học của tinh thể và kim loại đã được xem xét. Vì vậy, công trình của Lorentz chứa đựng nền tảng của quang học điện từ hiện đại. Điều quan trọng không kém, ở đây đã xuất hiện những dấu hiệu đầu tiên về tính đặc thù trong phương pháp sáng tạo của Lorentz, mà Paul Ehrenfest đã diễn đạt bằng những lời sau đây: “sự phân chia rõ ràng về vai trò mà trong mỗi trường hợp nhất định của các hiện tượng quang học hoặc điện từ phát sinh trong một mảnh thủy tinh”. hoặc kim loại, một mặt là “ether” và mặt khác là “vật chất nặng”. Sự khác biệt giữa ether và vật chất đã góp phần hình thành các ý tưởng về trường điện từ như một dạng vật chất độc lập, trái ngược với cách giải thích hiện có trước đây về trường như một trạng thái cơ học của vật chất.

Các kết quả trước đó liên quan đến các định luật chung về truyền ánh sáng. Để rút ra kết luận cụ thể hơn về tính chất quang học của vật thể, Lorentz chuyển sang ý tưởng về cấu trúc phân tử của vật chất. Ông công bố kết quả phân tích đầu tiên của mình vào năm 1879 trong tác phẩm “Về mối quan hệ giữa tốc độ truyền ánh sáng với mật độ và thành phần của môi trường” (tiếng Hà Lan. Over het verband tusschen de voortplantingssnelheid van het licht en de dichtheid en Samenstelling der middenstoffen, một phiên bản viết tắt được xuất bản vào năm sau trên tạp chí Annalen der Physik của Đức). Giả sử rằng ether bên trong một chất có các tính chất giống như trong không gian tự do và trong mỗi phân tử, dưới tác dụng của một lực điện ngoài, một mô men điện tỉ lệ với nó bị kích thích, Lorentz thu được mối liên hệ giữa chiết suất n và mật độ của chất \rho ở dạng \frac( n^2-1)((n^2+2) \rho)=\mathrm(const). Công thức này được nhà vật lý người Đan Mạch Ludwig Valentin Lorentz thu được vào năm 1869 trên cơ sở lý thuyết đàn hồi của ánh sáng và ngày nay được gọi là công thức Lorentz-Lorentz. Điều cốt yếu trong việc rút ra mối quan hệ này của nhà khoa học Hà Lan là còn tính đến (ngoài điện trường của sóng ánh sáng bên ngoài) trường cục bộ gây ra bởi sự phân cực của chất. Để làm điều này, người ta giả định rằng mỗi phân tử nằm trong một khoang chứa đầy ether và chịu ảnh hưởng từ các khoang khác. Hằng số ở vế phải của công thức được xác định bởi độ phân cực của các phân tử và phụ thuộc vào bước sóng, nghĩa là nó đặc trưng cho tính chất phân tán của môi trường. Sự phụ thuộc này thực sự trùng khớp với hệ thức phân tán của Selmayer (1872), thu được trong khuôn khổ lý thuyết ether đàn hồi. Nó được Lorentz tính toán dựa trên ý tưởng về sự có mặt của một điện tích trong phân tử, dao động quanh vị trí cân bằng dưới tác dụng của điện trường. Vì vậy, công trình này đã chứa đựng một mô hình cơ bản của lý thuyết điện tử - một bộ dao động điều hòa tích điện.

Lý thuyết điện tử

Sơ đồ chung của lý thuyết

Đến đầu những năm 1890 Lorenz cuối cùng đã từ bỏ khái niệm lực tầm xa trong điện động lực học để chuyển sang tác dụng tầm ngắn, tức là ý tưởng về tốc độ truyền hữu hạn của tương tác điện từ. Điều này có lẽ được tạo điều kiện thuận lợi nhờ phát hiện của Heinrich Hertz về sóng điện từ do Maxwell tiên đoán, cũng như nhờ các bài giảng của Henri Poincaré (1890), trong đó có phân tích sâu về các hệ quả của lý thuyết Faraday-Maxwell về trường điện từ. Và vào năm 1892, Lorentz đã đưa ra công thức đầu tiên về lý thuyết điện tử của mình.

Lý thuyết điện tử của Lorentz là lý thuyết Maxwell về trường điện từ, được bổ sung bởi ý tưởng về các điện tích rời rạc làm cơ sở cấu trúc của vật chất. Sự tương tác của trường với các điện tích chuyển động là nguồn gốc của các tính chất điện, từ và quang của vật thể. Trong kim loại, sự chuyển động của các hạt tạo ra dòng điện, trong khi trong chất điện môi, sự dịch chuyển của các hạt khỏi vị trí cân bằng gây ra sự phân cực điện, xác định giá trị hằng số điện môi của chất. Sự trình bày nhất quán đầu tiên về lý thuyết điện tử xuất hiện trong tác phẩm lớn “Lý thuyết điện từ của Maxwell và ứng dụng của nó vào các vật chuyển động” (tiếng Pháp: La théorie électromagnétique de Maxwell et son application aux corps mouvants, 1892), trong đó Lorentz, cùng với những tác phẩm khác, thu được công thức ở dạng đơn giản của lực do trường tác dụng lên điện tích (lực Lorentz). Sau đó, nhà khoa học đã cải tiến và cải tiến lý thuyết của mình: vào năm 1895, cuốn sách “Trải nghiệm về lý thuyết hiện tượng điện và quang học trong các vật thể chuyển động” (tiếng Đức: Versuch einer Theorie der electrischen und optischen Erscheinungen in bewegten Körpern) được xuất bản, và vào năm 1909 chuyên khảo nổi tiếng “Lý thuyết về điện tử” đã được xuất bản và ứng dụng của nó vào các hiện tượng ánh sáng và bức xạ nhiệt” (tiếng Anh: Lý thuyết về điện tử và các ứng dụng của nó đối với hiện tượng ánh sáng và bức xạ nhiệt), trong đó trình bày đầy đủ nhất về vấn đề. Ngược lại với những nỗ lực ban đầu (trong công trình năm 1892) nhằm đạt được các mối quan hệ cơ bản của lý thuyết từ các nguyên lý cơ học, ở đây Lorentz đã bắt đầu với các phương trình Maxwell cho không gian trống rỗng (ether) và các phương trình hiện tượng học tương tự có giá trị cho các vật thể vĩ mô, và sau đó đặt ra câu hỏi về cơ chế vi mô của các quá trình điện từ trong vật chất. Theo ông, cơ chế như vậy có liên quan đến chuyển động của các hạt tích điện nhỏ (electron) vốn là một phần của mọi vật thể. Giả sử kích thước hữu hạn của các electron và tính bất động của ether tồn tại cả bên ngoài và bên trong các hạt, Lorentz đã đưa vào các phương trình chân không các thuật ngữ chịu trách nhiệm về sự phân bố và chuyển động (dòng điện) của các electron. Các phương trình vi mô thu được (phương trình Lorentz-Maxwell) được bổ sung biểu thức tính lực Lorentz tác dụng lên các hạt từ trường điện từ. Những mối quan hệ này làm nền tảng cho lý thuyết điện tử và giúp nó có thể mô tả một loạt các hiện tượng một cách thống nhất.

Mặc dù những nỗ lực xây dựng một lý thuyết giải thích các hiện tượng điện động lực bằng sự tương tác của trường điện từ với các điện tích rời rạc chuyển động đã được thực hiện trước đó (trong các tác phẩm của Wilhelm Weber, Bernhard Riemann và Rudolf Clausius), lý thuyết của Lorentz về cơ bản khác với chúng. Nếu trước đây người ta tin rằng các điện tích tác dụng trực tiếp lên nhau thì bây giờ người ta tin rằng các electron tương tác với môi trường chứa chúng - ête điện từ đứng yên, tuân theo các phương trình Maxwell. Ý tưởng về ether này gần với khái niệm hiện đại về trường điện từ. Lorentz đã phân biệt rõ ràng giữa vật chất và ether: chúng không thể truyền chuyển động cơ học cho nhau (“cuốn theo”), sự tương tác của chúng bị giới hạn trong phạm vi điện từ. Lực của sự tương tác này trong trường hợp điện tích điểm được gọi là Lorentz, mặc dù trước đây Clausius và Heaviside đã thu được những biểu thức tương tự từ những xem xét khác. Một trong những hệ quả quan trọng và được thảo luận nhiều về bản chất phi cơ học của tác dụng được mô tả bởi lực Lorentz là nó vi phạm nguyên lý tác dụng và phản lực của Newton. Trong lý thuyết của Lorentz, giả thuyết kéo ether bằng một chất điện môi chuyển động đã được thay thế bằng giả định về sự phân cực của các phân tử cơ thể dưới tác dụng của trường điện từ (điều này được thực hiện bằng cách đưa ra hằng số điện môi tương ứng). Chính trạng thái phân cực này được chuyển giao khi vật thể chuyển động, điều này giúp giải thích sự xuất hiện trong trường hợp này của cái gọi là hệ số cản Fresnel, hệ số này tự bộc lộ, chẳng hạn, trong thí nghiệm Fizeau nổi tiếng. Ngoài ra, các công trình của Lorentz (1904, 1909) chứa đựng công thức rõ ràng và rõ ràng đầu tiên (như được áp dụng cho điện động lực học cổ điển) của vị trí tổng quát mà ngày nay được gọi là bất biến chuẩn và đóng vai trò quan trọng trong các lý thuyết vật lý hiện đại.

Thông tin chi tiết về sự xuất hiện của lý thuyết điện tử của Lorentz, sự phát triển và sự khác biệt của nó so với các lý thuyết do các nhà nghiên cứu khác đưa ra (ví dụ, Larmor) có thể được tìm thấy trong một số công trình đặc biệt.

Ứng dụng: phân tán quang học và độ dẫn điện của kim loại

Áp dụng lý thuyết của mình vào nhiều tình huống vật lý khác nhau, Lorentz đã thu được một số kết quả từng phần có ý nghĩa. Do đó, trong công trình đầu tiên về lý thuyết điện tử (1892), nhà khoa học đã rút ra định luật Coulomb, biểu thức biểu thị lực tác dụng lên một dây dẫn mang dòng điện và định luật cảm ứng điện từ. Tại đây ông đã thu được công thức Lorentz-Lorentz bằng cách sử dụng một kỹ thuật được gọi là quả cầu Lorentz. Để làm điều này, trường được tính toán riêng biệt bên trong và bên ngoài một quả cầu tưởng tượng được mô tả xung quanh phân tử, và lần đầu tiên cái gọi là trường cục bộ liên quan đến cường độ phân cực ở ranh giới của quả cầu đã được giới thiệu một cách rõ ràng. Bài báo “Hiện tượng quang học do điện tích và khối lượng của ion” (Optische verschijnselen die met de lading en de massa der ionen in verband staan, 1898) đã trình bày lý thuyết tán sắc điện tử cổ điển ở dạng hoàn chỉnh gần với lý thuyết hiện đại . Ý tưởng chính là sự phân tán là kết quả của sự tương tác của ánh sáng với các điện tích rời rạc dao động - các electron (theo thuật ngữ ban đầu của Lorentz - “các ion”). Sau khi viết phương trình chuyển động của một electron, chịu tác dụng của lực từ trường điện từ, lực đàn hồi phục hồi và lực ma sát gây ra sự hấp thụ, nhà khoa học đã đi đến công thức phân tán nổi tiếng, trong đó xác định điều đó -được gọi là dạng Lorentzian của sự phụ thuộc của hằng số điện môi vào tần số.

Trong một loạt bài báo xuất bản năm 1905, Lorentz đã phát triển lý thuyết điện tử về độ dẫn điện của kim loại, nền tảng của lý thuyết này được đặt trong các công trình của Paul Drude, Eduard Riecke và J. J. Thomson. Điểm khởi đầu là giả định về sự hiện diện của một số lượng lớn các hạt tích điện tự do (electron) chuyển động trong khoảng trống giữa các nguyên tử đứng yên (ion) của kim loại. tiếng Hà Lan nhà vật lýđã tính đến sự phân bố vận tốc của các electron trong kim loại (phân bố Maxwell) và sử dụng các phương pháp thống kê của lý thuyết động học của chất khí (phương trình động học của hàm phân bố), rút ra công thức tính độ dẫn điện cụ thể, đồng thời đưa ra phân tích về nhiệt điện hiện tượng này và thu được tỷ số giữa độ dẫn nhiệt và độ dẫn điện, nhìn chung phù hợp với định luật Wiedemann-Franz. Lý thuyết của Lorentz có tầm quan trọng lịch sử to lớn đối với sự phát triển của lý thuyết về kim loại, cũng như đối với lý thuyết động học, là giải pháp chính xác đầu tiên cho bài toán động học thuộc loại này. Đồng thời, nó không thể cung cấp sự thống nhất về mặt định lượng chính xác với dữ liệu thực nghiệm; đặc biệt, nó không giải thích được các tính chất từ của kim loại và sự đóng góp nhỏ của các electron tự do vào nhiệt dung riêng của kim loại. Nguyên nhân của điều này không chỉ là do bỏ qua dao động của các ion trong mạng tinh thể mà còn là những thiếu sót cơ bản của lý thuyết, vốn chỉ được khắc phục sau khi cơ học lượng tử ra đời.

Ứng dụng: Quang học từ, hiệu ứng Zeeman và khám phá điện tử

Một lĩnh vực khác mà lý thuyết điện tử đã có ứng dụng thành công là quang học. Lorentz đã đưa ra cách giải thích cho những hiện tượng như hiệu ứng Faraday (sự quay của mặt phẳng phân cực trong từ trường) và hiệu ứng Kerr quang từ (sự thay đổi độ phân cực của ánh sáng phản xạ từ môi trường từ hóa). Tuy nhiên, bằng chứng thuyết phục nhất ủng hộ lý thuyết electron là lời giải thích về sự phân tách từ tính của các vạch quang phổ, được gọi là hiệu ứng Zeeman. Những kết quả thí nghiệm đầu tiên của Pieter Zeeman, người đã quan sát thấy sự mở rộng vạch D của phổ natri trong từ trường, đã được báo cáo cho Viện Hàn lâm Khoa học Hà Lan vào ngày 31 tháng 10 năm 1896. Vài ngày sau, Lorentz, người có mặt tại cuộc họp này, đã đưa ra lời giải thích cho hiện tượng mới và dự đoán một số tính chất của nó. Ông đã chỉ ra bản chất của sự phân cực ở các cạnh của đường mở rộng khi được quan sát dọc và ngang qua từ trường, điều này đã được Zeeman xác nhận trong tháng tới. Một dự đoán khác liên quan đến cấu trúc của đường mở rộng, thực ra nó phải là một đường đôi (hai đường) khi quan sát theo chiều dọc và một đường ba (ba đường) khi quan sát theo chiều ngang. Sử dụng thiết bị tiên tiến hơn, năm sau Zeeman đã xác nhận kết luận này của lý thuyết. Lý luận của Lorentz dựa trên sự phân tích các dao động của một hạt tích điện ("ion" theo thuật ngữ lúc bấy giờ của nhà khoa học) gần vị trí cân bằng thành chuyển động dọc theo hướng của trường và chuyển động trong mặt phẳng vuông góc. Các dao động dọc, không bị ảnh hưởng bởi từ trường, dẫn đến sự xuất hiện của một đường phát xạ không dịch chuyển khi nhìn ngang, trong khi các dao động trong mặt phẳng vuông góc tạo ra hai đường dịch chuyển một eH/2mc, trong đó H là cường độ từ trường, e và m là điện tích và khối lượng của “ion”, c - tốc độ ánh sáng trong chân không.

Từ dữ liệu của mình, Zeeman có thể thu được dấu điện tích của “ion” (âm) và tỷ lệ e/m, hóa ra lớn đến mức không ngờ và không cho phép “ion” liên kết với các ion thông thường. , các tính chất của chúng đã được biết đến từ các thí nghiệm điện phân. Hóa ra sau các thí nghiệm của J. J. Thomson (1897), tỷ lệ này trùng khớp với tỷ lệ của các hạt trong tia âm cực. Vì những hạt sau này nhanh chóng được gọi là electron nên Lorentz bắt đầu sử dụng thuật ngữ này thay cho từ “ion” trong nghiên cứu của ông vào năm 1899. Ngoài ra, ông còn là người đầu tiên ước tính riêng điện tích và khối lượng của electron. Do đó, các kết quả đo sự phân tách vạch phổ và cách giải thích lý thuyết của chúng đã cung cấp ước tính đầu tiên về các thông số cơ bản của electron và góp phần vào việc chấp nhận các ý tưởng về các hạt mới này của cộng đồng khoa học. Đôi khi người ta lập luận, không phải không có lý do, rằng Lorentz đã dự đoán sự tồn tại của electron. Mặc dù việc phát hiện ra hiệu ứng Zeeman là một trong những thành tựu cao nhất của lý thuyết điện tử nhưng nó đã sớm bộc lộ những hạn chế của mình. Ngay trong năm 1898, người ta đã phát hiện ra những sai lệch so với bức tranh đơn giản về hiện tượng do Lorenz xây dựng; tình huống mới được gọi là hiệu ứng Zeeman dị thường (phức tạp). Nhà khoa học đã cố gắng trong nhiều năm để cải thiện lý thuyết của mình để giải thích dữ liệu mới nhưng không thành công. Bí ẩn về hiệu ứng Zeeman dị thường chỉ được giải quyết sau khi phát hiện ra spin của electron và sự ra đời của cơ học lượng tử.

Giải thưởng và tư cách thành viên

Giải Nobel Vật lý (1902)
Huy chương Rumfoord (1908)
Huân chương Franklin (1917)
Huy chương Copley (1918)
Huân chương Bắc đẩu Bội tinh (1923)
Huân chương Orange-Nassau (1925)
Thành viên nước ngoài của Hiệp hội Hoàng gia Luân Đôn (1905), Viện Hàn lâm Khoa học Paris (1910), Hiệp hội Hoàng gia Edinburgh (1920), Viện Hàn lâm Khoa học Liên Xô (1925), v.v.
Các bằng tiến sĩ danh dự của Trường Trung học Kỹ thuật ở Delft (1918), Đại học Cambridge (1923) và Đại học Paris, bằng Tiến sĩ Y khoa của Đại học Leiden (1925), v.v.

Ký ức

Năm 1925, Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Hà Lan đã thành lập Huy chương Vàng Lorentz, được trao bốn năm một lần cho những thành tựu trong lĩnh vực vật lý lý thuyết.
Hệ thống âu thuyền (Lorentzsluizen), là một phần của tổ hợp công trình đập Afsluitdijk, ngăn cách Vịnh Zuiderzee với Biển Bắc, mang tên Lorentz.
Nhiều đồ vật (đường phố, quảng trường, trường học, v.v.) ở Hà Lan được đặt theo tên của Lorenz. Năm 1931, tại Arnhem, trong công viên Sonsbeek, một tượng đài về Lorenz của nhà điêu khắc Oswald Wenckebach đã được khánh thành. Ở Haarlem trên Quảng trường Lorentz và ở Leiden ở lối vào Viện Vật lý Lý thuyết có tượng bán thân của nhà khoa học. Có những tấm bia tưởng niệm trên các tòa nhà gắn liền với cuộc đời và công việc của ông.
Năm 1953, nhân dịp kỷ niệm 100 năm ngày sinh của nhà vật lý nổi tiếng, Học bổng Lorenz được thành lập dành cho sinh viên Arnhem đang theo học tại các trường đại học Hà Lan. Tại Đại học Leiden, Viện Vật lý Lý thuyết (Instituut-Lorentz), chiếc ghế danh dự (Chủ tịch Lorentz), do một trong những nhà vật lý lý thuyết nổi tiếng đảm nhận hàng năm và là trung tâm quốc tế tổ chức các hội nghị khoa học, được đặt theo tên của Lorentz.
Một trong những miệng núi lửa mặt trăng được đặt theo tên của Lorentz.

LORENZ HENDRIK ANTON

(1853 – 1928)

Nhà vật lý lý thuyết xuất sắc người Hà Lan Hendrik Anton Lorenz sinh ngày 18 tháng 7 năm 1853 tại Arnhem (Hà Lan) trong gia đình Gerrit Frederick Lorenz và Gertrude Lorenz (nhũ danh van Ginkel).

Cha của nhà khoa học tương lai điều hành một trường mẫu giáo. Mẹ anh mất khi cậu bé mới 4 tuổi, và 5 năm sau cha anh kết hôn với Luberta Hupkes.

Khi còn nhỏ, Hendrik Anton là một cậu bé mong manh và bất an. Năm sáu tuổi, anh được gửi đến học tại một trong những trường tiểu học tốt nhất ở Arnhem, và sau một thời gian, anh trở thành học sinh giỏi nhất lớp.

Năm 1966, Trường Dân sự Cao cấp được mở ở Arnhem, và Hendrik Lorenz, với tư cách là một đứa trẻ có năng khiếu, ngay lập tức được đưa vào lớp ba.

Ở trường, cậu bé có sức khỏe không tốt nên đã nắm bắt được mọi thứ một cách nhanh chóng. Nhà khoa học tương lai đặc biệt say mê nghiên cứu vật lý và toán học. Được thừa hưởng trí nhớ tuyệt vời từ ông nội, Hendrik Anton học tiếng Anh, tiếng Pháp, tiếng Đức, tiếng Hy Lạp và tiếng Latin. Lorenz đã viết những bài thơ hay bằng tiếng Latinh cho đến khi qua đời.

Thành công trong học tập đã khơi dậy niềm khao khát học tập của chàng trai trẻ hơn nữa. Sau khi tốt nghiệp lớp 5 của Trường Dân sự Cao cấp, Hendrik đã dành một năm để nghiên cứu các tác phẩm kinh điển. Và vào năm 1870, nhà khoa học tương lai đã vào Đại học Leiden danh tiếng. Tại đây, ông quan tâm nhất đến các bài giảng về lý thuyết thiên văn học của Giáo sư Frederick Kaiser, nhưng trí tưởng tượng của ông đã bị sốc trước các tác phẩm của James Clerk Maxwell vừa được đưa vào thư viện trường đại học.

Chuyên luận nổi tiếng về Điện của Maxwell rất khó hiểu ngay cả đối với các nhà vật lý nổi tiếng vào thời điểm đó. Khi Hendrik Anton yêu cầu dịch giả chuyên luận người Paris giải thích cho ông ý nghĩa vật lý của một số phương trình Maxwell, ông nghe nói rằng những phương trình này không có ý nghĩa vật lý và chỉ nên được xem xét từ quan điểm toán học.

Việc học tại Đại học Leiden thật dễ dàng đối với Lorentz, và ngay năm sau (1871), ông bảo vệ luận án của mình một cách xuất sắc và trở thành cử nhân khoa học vật lý và toán học.

Trong thời gian này ông tiếp tục nghiên cứu các tác phẩm của Maxwell. Ngoài việc nghiên cứu các phương trình trường, nhà khoa học tương lai, hai mươi năm trước khi phát hiện ra electron, còn cho rằng các hạt mang điện cực nhỏ là nhân tố chính ảnh hưởng đến tính chất của môi trường.

Để chuẩn bị cho kỳ thi tiến sĩ năm 1872, Hendrik Anton tạm thời rời trường đại học và quay trở lại Arnhem, nơi ông dạy tại một trường học buổi tối ở địa phương. Năm 1873, nhà khoa học tương lai trở lại Leiden và vượt qua kỳ thi tiến sĩ với số điểm xuất sắc.

Vào ngày 11 tháng 12 năm 1875, ở tuổi 22, Lorenz đã bảo vệ xuất sắc luận án của mình về lý thuyết phản xạ và khúc xạ ánh sáng theo quan điểm điện từ của Maxwell tại Đại học Leiden và được trao bằng Tiến sĩ Khoa học.

Trong luận văn của mình, Hendrik Anton đã nghiên cứu tính chất của sóng ánh sáng phát sinh từ lý thuyết điện từ của Maxwell và cố gắng chứng minh sự thay đổi tốc độ truyền ánh sáng trong môi trường do tác động của các hạt mang điện của vật thể. Và mặc dù vào thời đó, một số nhà vật lý đã bày tỏ ý tưởng về sự tồn tại của những hạt như vậy, nhưng cấu trúc của nguyên tử vẫn chưa được biết đến và rất ít người coi trọng những giả định thuộc loại này.

Sau khi Lorenz nhận bằng tiến sĩ, Đại học Utrecht đề nghị nhà khoa học trẻ này làm giáo sư toán học, nhưng anh từ chối, thích làm giáo viên trong một phòng tập thể dục. Sự lựa chọn của Lorenz được giải thích là do ông hy vọng có được chức giáo sư tại Đại học Leiden.

Ông không phải đợi lâu, và vào ngày 25 tháng 1 năm 1878, Hendrik Anton Lorenz, 25 tuổi, đã trở thành giáo sư tại khoa vật lý lý thuyết đầu tiên trong lịch sử của tất cả các trường đại học, được thành lập đặc biệt cho ông, đã đưa ra bài phát biểu khai mạc của ông “Các lý thuyết phân tử trong vật lý”. Cho đến khi nghỉ hưu vào năm 1913, Lorenz, mặc dù có rất nhiều lời mời từ nước ngoài, vẫn là một hiệp sĩ trung thành với trường aima của mình.

Năm 1878, Hendrik Anton Lorenz xuất bản bài báo nổi tiếng “Về mối quan hệ giữa tốc độ truyền ánh sáng với mật độ và thành phần của môi trường”, trong đó ông rút ra mối quan hệ giữa mật độ của một chất trong suốt và chiết suất của nó. Công thức tương tự cũng được nhà vật lý người Đan Mạch Ludwig Lorentz đề xuất đồng thời nên được gọi là công thức Lorentz-Lorentz.

Công trình của Hendrik Anton dựa trên giả định rằng một vật thể vật chất chứa các hạt tích điện dao động tương tác với sóng ánh sáng. Nó trở thành một lập luận khác ủng hộ thực tế rằng vật chất bao gồm các nguyên tử và phân tử.

Vào đầu những năm 1880, một nhà vật lý người Hà Lan bắt đầu quan tâm đến lý thuyết động học của chất khí, lý thuyết mô tả chuyển động của các phân tử và mối quan hệ giữa nhiệt độ của chúng và động năng trung bình.

Trong những năm tiếp theo, khi đã là một nhà khoa học nổi tiếng, Lorenz quay lại nghiên cứu sinh viên của mình. Ngay từ năm 1892, ông đã xây dựng lý thuyết nổi tiếng về điện tử. Theo Lorentz, điện phát sinh từ sự chuyển động của các hạt tích điện âm và dương rất nhỏ có khối lượng nhất định và tuân theo các định luật cổ điển. Chỉ những khám phá sau đó mới xác nhận rằng mọi electron đều tích điện âm và tuân theo các định luật vật lý lượng tử.

Ngoài ra, nhà khoa học còn kết luận rằng sự dao động của các hạt tích điện nhỏ (electron), ít trơ hơn các hạt tích điện khác của vật chất, tạo ra sóng điện từ, bao gồm cả ánh sáng và sóng vô tuyến, được phát hiện vào năm 1888 bởi nhà vật lý lỗi lạc Heinrich Hertz.

Lý thuyết của Lorentz giải thích các tính chất điện, từ và quang khác nhau của vật chất, cũng như một số hiện tượng điện từ, bao gồm cả hiệu ứng Zeeman.

Cùng năm 1892, nhà khoa học này xuất bản công trình cơ bản “Lý thuyết điện từ của Maxwell và ứng dụng của nó đối với các vật thể chuyển động”. Trong tác phẩm này, ông đã xác định các định đề cơ bản của lý thuyết điện tử và rút ra biểu thức cho lực do điện trường tác dụng lên một điện tích chuyển động (lực Lorentz).

Vào thời điểm này, nhà vật lý người Hà Lan đã làm việc rất nhiều và hiệu quả. Từ ngòi bút của ông đã cho ra đời những công trình đáng chú ý về nhiều vấn đề vật lý khác nhau thời bấy giờ.

Tiếp tục nghiên cứu lý thuyết về electron, Lorentz đã đơn giản hóa đáng kể lý thuyết điện từ của Maxwell.

Năm 1892, ông xuất bản một bài báo nổi tiếng về sự phân tách các vạch quang phổ trong từ trường. Một chùm ánh sáng từ một chất khí nóng đi qua một khe được phân chia bằng máy quang phổ thành các tần số thành phần của nó. Kết quả là một phổ vạch - một chuỗi các vạch màu trên nền đen, vị trí của mỗi vạch tương ứng với một tần số nhất định. Mỗi loại khí có quang phổ riêng.

Hendrik Anton Lorenz đề xuất rằng tần số trong chùm ánh sáng phát ra từ chất khí được xác định bởi tần số của các electron dao động. Ngoài ra, nhà khoa học còn đưa ra ý tưởng rằng từ trường ảnh hưởng đến chuyển động của các electron, do đó tần số dao động thay đổi và quang phổ bị chia thành nhiều vạch.

Năm 1896, học trò của Lorentz (và sau này là cộng tác viên) Peter Zeeman đã tiến hành một thí nghiệm xác nhận hiệu ứng mà Lorentz dự đoán. Ông đặt một ngọn lửa natri giữa hai cực của một nam châm điện, làm cho hai vạch sáng nhất trong quang phổ của natri giãn ra. Trong các thí nghiệm tiếp theo của mình, Zeeman đã sử dụng nhiều chất khác nhau và bị thuyết phục về tính đúng đắn của giả định của Lorentz rằng các vạch quang phổ mở rộng thực ra là các nhóm gồm các thành phần riêng lẻ gần nhau.

Hiện tượng phân tách các vạch quang phổ trong từ trường được gọi là hiệu ứng Zeeman. Peter Zeeman cũng đã xác nhận bằng thực nghiệm giả định của Lorentz về sự phân cực của ánh sáng phát ra. Năm sau, Hendrik Anton Lorenz phát triển lý thuyết về hiệu ứng Zeeman dựa trên hiện tượng dao động điện tử. Hiệu ứng Zeeman sau đó được giải thích đầy đủ bằng lý thuyết lượng tử.

Giống như những người tiền nhiệm lỗi lạc Michael Faraday và James Clerk Maxwell, Lorenz tin rằng toàn bộ không gian đều chứa đầy ether - một môi trường đặc biệt trong đó sóng điện từ lan truyền. Mặc dù các nhà vật lý không thể xác định được các tính chất của ête, nhưng họ không thể chứng minh được sự tồn tại hay vắng mặt của nó.

Nhưng vào năm 1887, Albert Michelson và Edward Morley đã tiến hành một thí nghiệm nổi tiếng trong đó họ cố gắng xác định tốc độ của Trái đất so với ether bằng giao thoa kế có độ chính xác cao. Trong thí nghiệm này, các tia sáng phải truyền đi một khoảng cách nhất định theo hướng chuyển động của Trái đất, và sau đó cũng quãng đường đó theo hướng ngược lại. Về mặt lý thuyết, các kết quả đo khác nhau sẽ thu được khi chùm tia di chuyển theo hướng này và hướng khác. Tuy nhiên, các thí nghiệm không tiết lộ bất kỳ sự khác biệt nào về tốc độ ánh sáng, điều đó có nghĩa là ether không ảnh hưởng đến chuyển động theo bất kỳ cách nào hoặc không tồn tại.

Năm 1892, nhà vật lý người Ireland George Fitzgerald đã chỉ ra rằng kết quả tiêu cực của các thí nghiệm về sự tồn tại của ether có thể được giải thích nếu kích thước của các vật thể chuyển động với tốc độ v, bị giảm theo hướng chuyển động của chúng theo hệ số ( Với- tốc độ ánh sáng). Cùng năm đó, độc lập với Fitzgerald, Lorenz đã đề xuất cơ sở lý luận của riêng mình cho vấn đề này. Nhà khoa học người Hà Lan còn đề xuất rằng chuyển động trong ether dẫn đến việc giảm kích thước của bất kỳ vật thể chuyển động nào một lượng giải thích cho tốc độ của các tia sáng giống như trong thí nghiệm của Michelson và Morley. Giả thuyết về sự giảm kích thước của cơ thể theo hướng chuyển động của chúng được gọi là “sự co lại Lorentz-Fitzgerald”.

Sau đó, các vấn đề được các nhà vật lý nổi tiếng xem xét đã dẫn đến việc phân tích và sửa đổi nhiều ý tưởng cổ điển về thời gian và không gian, và cuối cùng là sự phát triển của lý thuyết tương đối và lý thuyết lượng tử.

Năm 1895, công trình cơ bản mới của Lorentz, “Nỗ lực về lý thuyết hiện tượng điện và quang trong các vật thể chuyển động,” được xuất bản trên tạp chí Leiden. Nó đã trở thành một cuốn sách tham khảo về điện động lực học cho tất cả các nhà vật lý trong những năm đó. Einstein, Heaviside, Poincaré ca ngợi và nghiên cứu nó từ đoạn đầu đến đoạn cuối. Trong tác phẩm này, Lorentz đã trình bày một cách có hệ thống đầy đủ lý thuyết về điện tử của mình. Ngoài ra, Hendrick còn cho rằng ether không tham gia vào chuyển động của các electron, nghĩa là nó bất động. Lorentz nhận thấy rằng chúng ta không nói về phần còn lại tuyệt đối của ether, mà nói về thực tế là bất kỳ chuyển động thực sự nào của các thiên thể đều là chuyển động tương đối với ether.

Nhà khoa học người Hà Lan đã đưa ra khái niệm về giờ địa phương, ngụ ý rằng thời gian trôi đi khác nhau đối với vật chuyển động so với thời gian đối với vật đứng yên. Dựa trên ý tưởng của mình về electron, Lorentz đã mô tả nhiều hiện tượng khác nhau - từ hiện tượng tán sắc đến hiện tượng dẫn điện. Ngoài ra, ông còn xem xét các hiện tượng điện từ trong môi trường chuyển động.

Năm 1899, Lorenz xuất bản bài báo “Lý thuyết đơn giản hóa về hiện tượng điện và quang trong các vật chuyển động”, đơn giản hóa đáng kể công trình năm 1895 của ông.

Năm 1897, giám đốc Phòng thí nghiệm Cavendish, J. J. Thomson, đã phát hiện ra electron, một hạt chuyển động tự do, có những tính chất hóa ra giống với những gì Lorentz đã đưa ra giả thuyết về các electron dao động trong nguyên tử.

Vào cuối thế kỷ 19 và đầu thế kỷ 20, Lorentz trở thành một trong những nhà vật lý lý thuyết hàng đầu thế giới. Nhiều nhà khoa học đã tìm đến ông khi gặp khó khăn bất ngờ. Nhà khoa học người Hà Lan nhận thức rõ ràng về tình hình trong các lĩnh vực vật lý khác nhau. Các tác phẩm của ông liên quan đến các lĩnh vực vật lý như lý thuyết điện và từ, quang học, động học, nhiệt động lực học, cơ học, v.v.

Lorentz đã tiến gần đến việc tạo ra thuyết tương đối, nhưng chưa bao giờ thực hiện bước đi cần thiết khỏi các định luật vật lý cổ điển.

Nhà khoa học đã viết gần như tất cả các tác phẩm xuất sắc của mình khi làm việc ở Leiden. Năm 1900, ông lần đầu tiên ra nước ngoài với một báo cáo khoa học cho Đại hội các nhà vật lý quốc tế ở Paris.

“Để ghi nhận công trình xuất sắc mà họ đã thực hiện qua các nghiên cứu về tác động của từ tính lên hiện tượng bức xạ”, các nhà vật lý người Hà Lan Hendrik Anton Lorenz và Pieter Zeeman đã được trao giải Nobel Vật lý năm 1902.

Trong bài phát biểu thuyết trình vào ngày 10 tháng 12 năm 1902, Giáo sư Hjalmar Thiel, Chủ tịch Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển, đã nói: “Đóng góp lớn nhất cho sự phát triển hơn nữa của lý thuyết điện từ về ánh sáng là của Giáo sư Lorentz, người có công trình lý thuyết về vấn đề này. chủ đề đã mang lại những thành quả phong phú nhất. Hơn nữa, Học viện cũng ghi nhớ vai trò to lớn của Giáo sư Lorentz trong những khám phá nói trên thông qua sự phát triển bậc thầy của ông về lý thuyết điện tử, lý thuyết đã trở thành định luật cơ bản trong các lĩnh vực vật lý khác.”

Vào ngày 11 tháng 12 năm 1902, Lorentz có bài giảng Nobel nổi tiếng “Lý thuyết về điện tử và sự truyền ánh sáng”.

Năm 1904, nhà khoa học người Hà Lan xuất bản bài báo nổi tiếng “Hiện tượng điện từ trong một hệ chuyển động với tốc độ nhỏ hơn tốc độ ánh sáng”. Ông đã rút ra các công thức kết nối tọa độ không gian và khoảnh khắc thời gian của cùng một sự kiện trong hai hệ quy chiếu quán tính khác nhau. Những biểu thức này được gọi là “các phép biến đổi Lorentz”. Ngoài ra, người đoạt giải Nobel còn đề xuất một công thức về sự phụ thuộc của khối lượng electron vào tốc độ của nó. Các hiệu ứng mà Lorentz xem xét xảy ra trong trường hợp tốc độ của vật gần bằng tốc độ ánh sáng.

Dựa trên công trình của Lorentz và Poincaré, năm 1905 Albert Einstein đã tạo ra thuyết tương đối đặc biệt, lý thuyết này xem xét các vấn đề về không gian và thời gian theo một cách mới. Trên thực tế, các công thức của Lorentz đã giải thích tất cả các hiệu ứng động học của lý thuyết này.

Hendrik Anton đã đóng góp cho nhiều khám phá vật lý. Ông là một trong những người đầu tiên ủng hộ thuyết tương đối của Einstein và thuyết lượng tử của Max Planck.

Trong số các công trình nổi tiếng của Lorentz, người ta cũng cần nêu bật việc tạo ra lý thuyết tán sắc ánh sáng, giải thích sự phụ thuộc của độ dẫn điện của một chất vào độ dẫn nhiệt của nó, và rút ra công thức liên quan đến tính thấm của chất điện môi với mật độ.

Năm 1911, Đại hội vật lý Solvay quốc tế lần thứ nhất “Bức xạ và lượng tử” được tổ chức tại Brussels, trong đó Hendrik Anton Lorentz được bầu làm chủ tịch. Sự khiêm tốn và quyến rũ, kiến thức tuyệt vời về vật lý và nhiều ngôn ngữ khác nhau đã khiến ông được nhiều nhà khoa học tôn trọng. Lorenz là người lãnh đạo nhiều hội nghị quốc tế khác nhau. Đặc biệt đáng chú ý là các đại hội Solvay nổi tiếng, tại đó vật lý lượng tử và vật lý tương đối mới đã được hình thành. Nhà khoa học người Hà Lan là một trong những người tổ chức và chủ trì các cuộc họp nổi tiếng này của các nhà vật lý trên khắp thế giới.

Năm 1912 Lorenz nghỉ hưu ở Đại học Leiden. Năm sau, ông đảm nhận vị trí giám đốc khoa vật lý uy tín của Bảo tàng Taylor ở Haarlem, ngang hàng với chủ tịch Hiệp hội Hoàng gia Luân Đôn.

Trong suốt cuộc đời của mình, Hendrik Anton Lorenz được công nhận là bậc lão thành của khoa học vật lý, một trong những tác phẩm kinh điển của vật lý lý thuyết.

Năm 1919, Lorenz được mời tham gia một trong những dự án kỹ thuật thủy lực lớn nhất trong lịch sử - phòng chống lũ lụt. Ông được bầu làm người đứng đầu ủy ban nghiên cứu sự chuyển động của nước biển trong và sau quá trình thoát nước của Zuider Zee (Vịnh Biển Bắc). Những tính toán lý thuyết của ông - kết quả của tám năm làm việc - đã được xác nhận bằng thực tiễn và từ đó được sử dụng liên tục trong thủy lực.

Trong và sau khi Chiến tranh thế giới thứ nhất kết thúc, nhà khoa học Hà Lan đã tích cực ủng hộ sự đoàn kết của các nhà khoa học từ các quốc gia khác nhau. Lorenz đã thành công trong việc mở thư viện miễn phí ở Leiden và dành nhiều thời gian cho các vấn đề giảng dạy.

Năm 1923, Lorenz trở thành thành viên của Ủy ban Hợp tác Trí tuệ Quốc tế của Liên đoàn các Quốc gia và năm 1925 là chủ tịch của nó.

Đầu năm 1881, nhà khoa học nổi tiếng người Hà Lan kết hôn với Alletta Katherine Kaiser, cháu gái giáo sư thiên văn học của Kaiser. Vợ ông sinh được bốn người con nhưng một trong số đó đã chết khi còn nhỏ. Cô con gái lớn, Gertrude Luberta Lorenz, nối bước cha mình và trở thành nhà vật lý. Nhờ vợ đảm nhận toàn bộ việc nuôi dạy các con, Hendrik Anton có thể cống hiến hết mình cho công việc yêu thích của mình - khoa học.

Trong một trong những bức thư năm 1927 gửi cho con gái mình, nhà khoa học viết rằng ông dự định hoàn thành một số dự án khoa học, nhưng những gì ông đã làm cũng rất tốt, vì ông đã sống một cuộc đời dài và tuyệt vời.

Ngoài giải Nobel, nhà khoa học nổi tiếng còn được trao nhiều huy chương và giải thưởng khác nhau, trong đó có huy chương Copley (1918) và Rumford (1908) của Hiệp hội Hoàng gia Luân Đôn.

Lorenz là thành viên của nhiều viện hàn lâm khoa học và hiệp hội khoa học. Năm 1912, ông trở thành thư ký của Hiệp hội Khoa học Hà Lan, năm 1910, ông được bầu làm thành viên tương ứng nước ngoài của Viện Hàn lâm Khoa học St. Petersburg, và năm 1925 - thành viên danh dự nước ngoài của Viện Hàn lâm Khoa học Liên Xô. Năm 1881 Lorenz trở thành thành viên của Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia ở Amsterdam. Ngoài ra, Hendrik Anton còn là bác sĩ danh dự của Đại học Paris và Cambridge, thành viên của Hiệp hội Vật lý Hoàng gia và Đức ở London.

Vào ngày 4 tháng 2 năm 1928, ở tuổi 75, Hendrik Anton Lorenz qua đời tại Haarlem. Quốc tang được tuyên bố ở Hà Lan.

Trong suốt cuộc đời của mình, Lorentz đã trở thành một tác giả kinh điển sống của vật lý học. Sau khi ông qua đời, một trong những miệng núi lửa trên mặt trăng được đặt theo tên ông.

quyền công dân Hà Lan Lĩnh vực quan tâm khoa học vật lý Tổ chức Đại học Leiden trường cũ Đại học Leiden Được biết đến với: Lực Lorentz Giải thưởng Giải Nobel Vật lý
Huy chương Copley

Bốn năm sau, ông xuất bản một bài báo có uy tín, “Hiện tượng điện từ trong một hệ chuyển động với tốc độ nhỏ hơn tốc độ ánh sáng”. Công thức dẫn xuất Lorentz kết nối tọa độ không gian và khoảnh khắc thời gian trong hai hệ quy chiếu quán tính khác nhau (Biến đổi Lorentz). Nhà khoa học đã tìm được công thức cho sự phụ thuộc của khối lượng electron vào tốc độ.

Đặc biệt đáng chú ý là sự tham gia của Hendrik Lorentz trong việc chuẩn bị và tổ chức “Đại hội quốc tế lần thứ nhất của các nhà vật lý Solvay”. Lorentz chủ trì, nó diễn ra vào năm nay tại Brussels và được dành riêng cho vấn đề “Bức xạ và lượng tử”.

"	Chúng ta không thể không cảm thấy mình đang đi vào ngõ cụt; những lý thuyết cũ ngày càng ít có khả năng xuyên thủng bóng tối bao quanh chúng ta từ mọi phía	"
Hendrik Anton Lorenz, từ phần giới thiệu

Ông đặt ra nhiệm vụ cho các nhà vật lý là tạo ra cơ học mới: “Chúng tôi sẽ rất vui nếu tiến gần hơn một chút đến cơ học tương lai đang được đề cập”.

Năm nay, Lorenz từ chức tại Đại học Leiden, nhưng giảng dạy mỗi tuần một lần và làm thư ký của Hiệp hội Khoa học Hà Lan. Một năm sau, ông chuyển đến Harlem, nơi ông làm giám đốc văn phòng vật chất của Bảo tàng Teiler. Kể từ đó, ông là thành viên của ủy ban quốc tế về hợp tác trí tuệ của Hội Quốc Liên và từ đó ông đứng đầu ủy ban này.

Lorenz yêu đất nước của mình và viết.

100 nhà khoa học nổi tiếng Sklyarenko Valentina Markovna

LORENZ HENDRIK ANTON (1853 – 1928)

LORENZ HENDRIK ANTON

(1853 – 1928)

Cha của nhà khoa học tương lai điều hành một trường mẫu giáo. Mẹ anh mất khi cậu bé mới 4 tuổi, và 5 năm sau cha anh kết hôn với Luberta Hupkes.

Năm 1966, Trường Dân sự Cao cấp được mở ở Arnhem, và Hendrik Lorenz, với tư cách là một đứa trẻ có năng khiếu, ngay lập tức được đưa vào lớp ba.

Tiếp tục nghiên cứu lý thuyết về electron, Lorentz đã đơn giản hóa đáng kể lý thuyết điện từ của Maxwell.

Một lần ( Với- tốc độ ánh sáng). Cùng năm đó, độc lập với Fitzgerald, Lorenz đã đề xuất cơ sở lý luận của riêng mình cho vấn đề này. Nhà khoa học người Hà Lan còn đề xuất rằng chuyển động trong ether dẫn đến việc giảm kích thước của bất kỳ vật thể chuyển động nào một lượng giải thích cho tốc độ của các tia sáng giống như trong thí nghiệm của Michelson và Morley. Giả thuyết về sự giảm kích thước của cơ thể theo hướng chuyển động của chúng được gọi là “sự co lại Lorentz-Fitzgerald”.

Lorentz đã tiến gần đến việc tạo ra thuyết tương đối, nhưng chưa bao giờ thực hiện bước đi cần thiết khỏi các định luật vật lý cổ điển.

Vào ngày 11 tháng 12 năm 1902, Lorentz có bài giảng Nobel nổi tiếng “Lý thuyết về điện tử và sự truyền ánh sáng”.

Năm 1923, Lorenz trở thành thành viên của Ủy ban Hợp tác Trí tuệ Quốc tế của Liên đoàn các Quốc gia và năm 1925 là chủ tịch của nó.

Vào ngày 4 tháng 2 năm 1928, ở tuổi 75, Hendrik Anton Lorenz qua đời tại Haarlem. Quốc tang được tuyên bố ở Hà Lan.

Từ cuốn sách Lịch sử cướp biển thế giới tác giả Blagoveshchensky Gleb

Hendrik Jacobszoon Lucifer (1583–1627), Hà Lan Chiếc corsair Hà Lan này với cái tên đáng nhớ hoạt động ở Caribe. Hoàn toàn sống đúng với tên gọi của mình, Lucifer thích làm choáng váng các thủy thủ đoàn trên những con tàu bị cướp bằng một cơn bão lửa tấn công, tương tự như địa ngục.

Từ cuốn sách 100 nhà khoa học nổi tiếng tác giả

BOR NIELS HENDRIK DAVID (1885 - 1962) “Bohr không chỉ là người sáng lập thuyết lượng tử, lý thuyết này đã mở đường cho nhân loại hiểu biết về một thế giới mới - thế giới của nguyên tử và các hạt cơ bản - và từ đó mở đường cho thời đại nguyên tử và khiến người ta có thể làm chủ được năng lượng nguyên tử, –

Từ cuốn sách Bóng Nga thế kỷ 18 - đầu thế kỷ 20. Điệu múa, trang phục, biểu tượng tác giả Zakharova Oksana Yuryevna

Từ cuốn sách Bách khoa toàn thư về Đế chế thứ ba tác giả Voropaev Sergey

"Anton" (ban đầu là "Attila"), mật danh cho hoạt động của quân Đức trong Thế chiến thứ 2 với mục đích chiếm đóng lãnh thổ Pháp do chính phủ Vichy kiểm soát, bắt giữ hạm đội Pháp, giải giáp tàn quân của quân đội Pháp và Từ cuốn sách Bách khoa toàn thư về Đế chế thứ ba tác giả Voropaev Sergey

Lorenz, Konrad (Lorenz), chuyên gia người Áo về hành vi động vật. Sinh ngày 7 tháng 11 năm 1903 tại Vienna trong một gia đình bác sĩ phẫu thuật. Sau khi tốt nghiệp trung học ở Schotten, ông chuyên ngành y học, triết học và khoa học chính trị tại Đại học Vienna. Năm 1937, ông được bổ nhiệm làm chuyên gia tư nhân.

Trích sách Văn học cuối thế kỷ XIX - đầu thế kỷ XX tác giả Prutskov N I

Anton Chekhov

Từ cuốn sách Đồi Vàng tác giả Tarasov Konstantin Ivanovich

5. ANTON Sau khi rời quảng trường, Anton đi thẳng đến Nhà thờ Peter và Paul, đi vòng quanh nó, đứng ở trạm xe điện, đây là một biện pháp phòng ngừa không cần thiết, và tin chắc rằng không có sự giám sát, bước vào tòa nhà của tỉnh tòa án. Ở tiền sảnh anh rẽ trái và bước đi

Từ cuốn sách Huyền thoại và bí ẩn trong lịch sử của chúng ta tác giả Vladimir Malyshev

Anton Denikin Anton Ivanovich Denikin bắt đầu phục vụ sau khi tốt nghiệp trường thiếu sinh quân Kyiv. Ông cũng không có tài sản lớn, không có họ hàng tài chính, không có tước vị. Giống như Kornilov, ông tốt nghiệp Học viện Bộ Tổng tham mưu, và ngay từ những ngày đầu của cuộc chiến, ông đã giữ chức Tư lệnh Sư đoàn 4 Bộ binh.

Từ cuốn sách Quý tộc, quyền lực và xã hội ở tỉnh Nga thế kỷ 18 tác giả Đội ngũ tác giả

Lorenz Erren. Giới quý tộc Nga nửa đầu thế kỷ 18 trong lĩnh vực phục vụ và điền trang Giới thiệu Nếu chúng ta bỏ qua tầng lớp quý tộc cao nhất và những người được yêu thích tại triều đình và cai trị chính trị, thì ngược lại, giới quý tộc Nga đầu thế kỷ 18 hiếm khi bị thu hút

Từ cuốn sách Những người phụ nữ đã thay đổi thế giới tác giả Sklyarenko Valentina Markovna

Ermolova Maria Nikolaevna (sinh năm 1853 - mất năm 1928) Một nữ diễn viên bi kịch xuất sắc người Nga. Trong số những người ngưỡng mộ tài năng của Ermolova có những người hoàn toàn khác - thành viên hoàng gia, nhân vật văn hóa nổi tiếng, nhà cách mạng. Mọi người đều hiểu trò chơi của cô ấy theo cách riêng của họ, nhưng

Từ cuốn sách Otaman Zeleny tác giả Koval Roman Nikolaevich

Từ cuốn sách Kiến trúc sư Moscow thế kỷ XV - XIX. Quyển 1 tác giả Yaralov Yu.

Anton Fryazin Người ta biết rất ít về kiến trúc sư người Ý này. Một số nguồn gọi quê hương ông là thành phố Bigenza của Ý. Ông đến Mátxcơva vào năm 1469 với tư cách là thành viên đại sứ quán Hy Lạp của Hy Lạp từ Hồng y Vissarion, người sau đó bắt đầu đàm phán về cuộc hôn nhân của Ivan III với

Từ cuốn sách Vũ điệu tự do tác giả Pashkevich Ales

Từ cuốn sách Lịch sử thế giới trong những câu nói và trích dẫn tác giả Dushenko Konstantin Vasilievich

Nhà vật lý người Hà Lan Hendrik Anton Lorenz sinh ra ở Arnhem với Gerrit Frederick Lorenz và Gertrude (van Ginkel) Lorenz. Cha của L. điều hành một nhà trẻ. Mẹ của cậu bé qua đời khi cậu mới bốn tuổi. Năm năm sau, cha tôi tái hôn với Luberta Hupkes. L. học tại trường trung học Arnhem và đạt điểm xuất sắc ở tất cả các môn.

Năm 1870, ông vào Đại học Leiden, nơi ông gặp giáo sư thiên văn học Frederick Kaiser, người có những bài giảng về thiên văn học lý thuyết khiến ông quan tâm. Trong vòng chưa đầy hai năm, L. đã trở thành Cử nhân Khoa học vật lý và toán học. Trở về Arnhem, ông dạy học tại một trường trung học địa phương, đồng thời chuẩn bị cho kỳ thi lấy bằng tiến sĩ mà ông đã đậu thành công vào năm 1873. Hai năm sau, L. bảo vệ thành công luận án Tiến sĩ Khoa học. tại Đại học Leiden. Luận án tập trung vào lý thuyết phản xạ và khúc xạ ánh sáng. Trong đó, L. khám phá một số hệ quả từ lý thuyết điện từ của James Clerk Maxwell đối với sóng ánh sáng. Luận án được công nhận là một công trình xuất sắc.

L. tiếp tục sống tại nhà mình và giảng dạy tại một trường trung học địa phương cho đến năm 1878, khi ông được bổ nhiệm vào khoa vật lý lý thuyết tại Đại học Leiden. Vào thời điểm đó, vật lý lý thuyết với tư cách là một ngành khoa học độc lập chỉ mới bước những bước đầu tiên. Khoa ở Leiden là một trong những khoa đầu tiên ở Châu Âu. Việc bổ nhiệm mới hoàn toàn phù hợp với sở thích và khuynh hướng của L., người có năng khiếu đặc biệt trong việc xây dựng lý thuyết và áp dụng bộ máy toán học phức tạp để giải các bài toán vật lý.

Tiếp tục nghiên cứu các hiện tượng quang học, L. vào năm 1878 đã công bố một công trình trong đó về mặt lý thuyết, ông rút ra mối quan hệ giữa mật độ của một vật thể và chiết suất của nó (tỷ lệ tốc độ ánh sáng trong chân không với tốc độ ánh sáng trong vật thể - một giá trị đặc trưng cho mức độ lệch của chùm tia so với ánh sáng hướng ban đầu trong quá trình chuyển từ chân không sang vật thể). Tình cờ là sớm hơn một chút, công thức tương tự đã được nhà vật lý người Đan Mạch Ludwig Lorentz công bố, nên nó được gọi là công thức Lorentz–Lorentz. Tuy nhiên, công trình của Hendrik L. được đặc biệt quan tâm vì nó dựa trên giả định rằng một vật thể chứa các hạt tích điện dao động tương tác với sóng ánh sáng. Nó củng cố quan điểm không hề được chấp nhận rộng rãi vào thời điểm đó rằng vật chất bao gồm các nguyên tử và phân tử.

Năm 1880, mối quan tâm khoa học của L. chủ yếu gắn liền với lý thuyết động học của chất khí, lý thuyết này mô tả chuyển động của các phân tử và thiết lập mối quan hệ giữa nhiệt độ của chúng và động năng trung bình. Năm 1892, L. bắt đầu xây dựng một lý thuyết mà sau này ông và những người khác gọi là lý thuyết về điện tử. L. lập luận rằng điện phát sinh từ sự chuyển động của các hạt tích điện nhỏ - các electron dương và âm. Sau đó người ta phát hiện ra rằng tất cả các electron đều mang điện tích âm. L. kết luận rằng sự dao động của những hạt tích điện cực nhỏ này tạo ra sóng điện từ, trong đó có ánh sáng và sóng vô tuyến, được Maxwell dự đoán và được Heinrich Hertz phát hiện vào năm 1888. Vào những năm 1890. L. tiếp tục nghiên cứu lý thuyết về điện tử. Ông đã sử dụng nó để thống nhất và đơn giản hóa lý thuyết điện từ của Maxwell, đồng thời xuất bản các công trình nghiêm túc về nhiều vấn đề trong vật lý, bao gồm cả sự phân tách các vạch quang phổ trong từ trường.

Khi ánh sáng từ khí nóng đi qua một khe và được máy quang phổ phân tách thành các tần số thành phần hoặc màu thuần túy, nó tạo ra quang phổ vạch - một chuỗi vạch sáng trên nền đen, vị trí của chúng biểu thị tần số tương ứng. Mỗi phổ như vậy là đặc trưng của một loại khí rất cụ thể. L. cho rằng tần số của các electron dao động quyết định tần số của ánh sáng do chất khí phát ra. Ngoài ra, ông còn đưa ra giả thuyết rằng từ trường sẽ ảnh hưởng đến chuyển động của các electron và làm thay đổi một chút tần số dao động, chia quang phổ thành nhiều vạch. Năm 1896, đồng nghiệp của L. tại Đại học Leiden, Peter Zeeman, đặt ngọn lửa natri giữa các cực của một nam châm điện và phát hiện ra rằng hai vạch sáng nhất trong quang phổ natri giãn nở. Sau khi quan sát cẩn thận hơn về ngọn lửa của nhiều chất khác nhau, Zeeman đã xác nhận kết luận của lý thuyết của L., chứng minh rằng các vạch quang phổ mở rộng thực sự là các nhóm gồm các thành phần riêng lẻ gần nhau. Sự phân tách các vạch quang phổ trong từ trường được gọi là hiệu ứng Zeeman. Zeeman cũng xác nhận giả định của L. về sự phân cực của ánh sáng phát ra.

Mặc dù hiệu ứng Zeeman không thể được giải thích đầy đủ cho đến khi nó xuất hiện vào thế kỷ 20. lý thuyết lượng tử, lời giải thích do L. đề xuất dựa trên sự dao động của điện tử đã giúp người ta có thể hiểu được những đặc điểm đơn giản nhất của hiệu ứng này. Vào cuối thế kỷ 19. nhiều nhà vật lý đã tin (một cách chính xác, sau này người ta mới biết) rằng quang phổ sẽ là chìa khóa để làm sáng tỏ cấu trúc của nguyên tử. Vì vậy, việc sử dụng lý thuyết laser của electron để giải thích các hiện tượng quang phổ có thể coi là một bước cực kỳ quan trọng hướng tới việc làm sáng tỏ cấu trúc của vật chất. Năm 1897 J.J. Thomson phát hiện ra electron ở dạng hạt chuyển động tự do phát sinh trong quá trình phóng điện trong ống chân không. Các tính chất của hạt mở hóa ra giống với các tính chất được L. đặt ra của các electron dao động trong nguyên tử.

Zeeman và L. được trao giải Nobel Vật lý năm 1902 “để ghi nhận những đóng góp nổi bật của họ trong nghiên cứu về ảnh hưởng của từ tính lên bức xạ”. Hjalmar Theel từ Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển phát biểu tại lễ trao giải: “Chúng tôi có đóng góp đáng kể nhất cho sự phát triển hơn nữa của lý thuyết điện từ về ánh sáng cho Giáo sư L.”. “Nếu lý thuyết của Maxwell không có bất kỳ giả định nào về bản chất nguyên tử, thì L. bắt đầu với giả thuyết rằng vật chất bao gồm các hạt cực nhỏ gọi là electron, là hạt mang điện tích được xác định rõ ràng.”

Vào cuối thế kỷ 19 - đầu thế kỷ 20. L. được coi là nhà vật lý lý thuyết hàng đầu thế giới. Các công trình của L. không chỉ đề cập đến điện, từ và quang học mà còn cả động học, nhiệt động lực học, cơ học, vật lý thống kê và thủy động lực học. Thông qua những nỗ lực của ông, lý thuyết vật lý đã đạt đến những giới hạn có thể có trong vật lý cổ điển. Ý tưởng của L. ảnh hưởng đến sự phát triển của thuyết tương đối hiện đại và lý thuyết lượng tử.

Năm 1904, L. công bố công thức nổi tiếng nhất mà ông rút ra được, gọi là phép biến đổi Lorentz. Chúng mô tả sự giảm kích thước của một vật chuyển động theo hướng chuyển động và sự thay đổi theo thời gian. Cả hai hiệu ứng đều nhỏ nhưng tăng lên khi tốc độ đạt tới tốc độ ánh sáng. Ông thực hiện công việc này với hy vọng giải thích được những thất bại xảy ra với mọi nỗ lực phát hiện ảnh hưởng của ether - một chất giả thuyết bí ẩn được cho là lấp đầy mọi không gian.

Người ta tin rằng ether cần thiết như một môi trường trong đó các sóng điện từ, chẳng hạn như ánh sáng, được truyền đi, giống như các phân tử không khí cần thiết cho sự lan truyền của sóng âm. Bất chấp vô số khó khăn mà những người cố gắng xác định các tính chất của ether có mặt khắp nơi, thách thức sự quan sát một cách ngoan cố, các nhà vật lý vẫn tin rằng nó tồn tại. Một trong những hệ quả của sự tồn tại của ether sẽ phải được quan sát: nếu tốc độ ánh sáng được đo bằng một thiết bị chuyển động, thì tốc độ ánh sáng sẽ lớn hơn khi di chuyển về phía nguồn sáng và nhỏ hơn khi di chuyển theo hướng khác. Ether có thể được coi là gió, mang theo ánh sáng và khiến nó truyền đi nhanh hơn khi người quan sát di chuyển ngược chiều gió và chậm hơn khi người quan sát di chuyển theo chiều gió.

Trong một thí nghiệm nổi tiếng được thực hiện vào năm 1887 bởi Albert A. Michelson và Edward W. Morley sử dụng một thiết bị có độ chính xác cao gọi là giao thoa kế, các tia sáng cần phải truyền đi một khoảng cách nhất định theo hướng chuyển động của Trái đất và sau đó là khoảng cách tương tự theo hướng chuyển động của Trái đất. hướng ngược lại. Kết quả đo được so sánh với phép đo thực hiện trên các tia truyền qua lại vuông góc với phương chuyển động của Trái đất. Nếu ether bằng cách nào đó ảnh hưởng đến chuyển động, thì thời gian truyền tia sáng dọc theo hướng chuyển động của Trái đất và vuông góc với nó, do sự khác biệt về tốc độ, sẽ đủ khác nhau để chúng có thể được đo bằng giao thoa kế. Trước sự ngạc nhiên của các nhà lý thuyết ether, không có sự khác biệt nào được tìm thấy.

Nhiều lời giải thích (ví dụ, việc đề cập đến thực tế là Trái đất mang theo ether và do đó nó đứng yên so với nó) là rất không thỏa đáng. Để giải quyết vấn đề này, L. (và độc lập với ông, nhà vật lý người Ireland J.F. Fitzgerald) đã đề xuất rằng sự chuyển động trong ether dẫn đến sự giảm kích thước của giao thoa kế (và, do đó, của bất kỳ vật thể chuyển động nào) một lượng giải thích được biểu kiến không có sự khác biệt có thể đo được về tốc độ của tia sáng trong thí nghiệm Michelson–Morley.

Những phép biến đổi của L. đã có ảnh hưởng lớn đến sự phát triển hơn nữa của vật lý lý thuyết nói chung và nói riêng đến việc tạo ra thuyết tương đối đặc biệt của Albert Einstein vào năm sau. Einstein có sự tôn trọng sâu sắc đối với L. Nhưng nếu L. tin rằng sự biến dạng của các vật thể chuyển động là do một loại lực phân tử nào đó gây ra, thì sự thay đổi thời gian không gì khác hơn là một thủ thuật toán học, và sự bất biến của tốc độ ánh sáng đối với tất cả những người quan sát sẽ tuân theo lý thuyết của anh ta, sau đó Einstein tiếp cận tính tương đối và tính không đổi của tốc độ ánh sáng như những nguyên lý cơ bản hơn là các vấn đề. Sau khi áp dụng một quan điểm hoàn toàn mới về không gian, thời gian và một số định đề cơ bản, Einstein đã rút ra được sự biến đổi của ánh sáng và loại bỏ sự cần thiết phải đưa vào ête.

L. đồng tình với những ý tưởng đổi mới và là một trong những người đầu tiên ủng hộ thuyết tương đối đặc biệt của Einstein và lý thuyết lượng tử của Max Planck. Trong gần ba thập kỷ của thế kỷ mới, L. tỏ ra rất quan tâm đến sự phát triển của vật lý hiện đại, nhận ra rằng những ý tưởng mới về thời gian, không gian, vật chất và năng lượng có thể giải quyết được nhiều vấn đề mà chính ông phải đối mặt. nghiên cứu. Quyền lực cao của L. trong số các đồng nghiệp của ông được chứng minh bằng sự thật sau: theo yêu cầu của họ, vào năm 1911, ông trở thành chủ tịch Hội nghị Vật lý Solvay đầu tiên - một diễn đàn quốc tế của các nhà khoa học nổi tiếng nhất - và thực hiện những nhiệm vụ này hàng năm cho đến khi cái chết của anh ấy.

Năm 1912, L. từ chức tại Đại học Leiden để dành phần lớn thời gian cho nghiên cứu khoa học, nhưng ông vẫn tiếp tục giảng dạy mỗi tuần một lần. Sau khi chuyển đến Harlem, L. đảm nhận nhiệm vụ phụ trách bộ sưu tập vật lý của Bảo tàng In ấn Taylor. Điều này đã cho anh cơ hội làm việc trong phòng thí nghiệm. Năm 1919, L. tham gia một trong những dự án phòng chống lũ lụt lớn nhất thế giới. Ông đứng đầu một ủy ban theo dõi chuyển động của nước biển trong và sau khi thoát nước của Zuiderzee (vịnh Biển Bắc). Sau khi Chiến tranh thế giới thứ nhất kết thúc, L. đã tích cực góp phần khôi phục hợp tác khoa học, nỗ lực khôi phục tư cách thành viên của công dân các nước Trung Âu trong các tổ chức khoa học quốc tế. Năm 1923, ông được bầu vào ủy ban quốc tế về hợp tác trí tuệ của Hội Quốc Liên. Ủy ban này bao gồm bảy nhà khoa học nổi tiếng thế giới. Hai năm sau, L. trở thành chủ tịch của nó. L. vẫn hoạt động trí tuệ cho đến khi qua đời vào ngày 4 tháng 2 năm 1928 tại Harlem.

Năm 1881, L. kết hôn với Alletta Katherine Kaiser, cháu gái của giáo sư thiên văn học Kaiser. Cặp vợ chồng Lorenz có bốn người con, một trong số đó chết khi còn nhỏ. L. là một người duyên dáng và khiêm tốn lạ thường. Những phẩm chất này, cũng như khả năng ngôn ngữ tuyệt vời của ông đã giúp ông lãnh đạo thành công các tổ chức và hội nghị quốc tế.

Ngoài giải Nobel, L. còn được trao tặng huy chương Copley và Rumford của Hiệp hội Hoàng gia Luân Đôn. Ông là tiến sĩ danh dự của Đại học Paris và Cambridge, đồng thời là thành viên của Hiệp hội Vật lý Hoàng gia và Đức ở London. Năm 1912, L. trở thành thư ký của Hội khoa học Hà Lan.