Tin nhắn ngắn của Hendrik Anton Lorenz. Người đã tạo ra lý thuyết điện tử

Nhà vật lý người Hà Lan Hendrik Anton Lorenz sinh ra ở Arnhem với Gerrit Frederick Lorenz và Gertrude (van Ginkel) Lorenz. Cha của Lorenz điều hành một vườn ươm. Mẹ của cậu bé qua đời khi cậu mới bốn tuổi. Năm năm sau, cha tôi tái hôn với Luberta Hupkes. Lorenz theo 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, Lorenz đã trở thành Cử nhân Khoa học về vật lý và toán học. Trở về Arnhem, ông giảng dạy 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, Lorenz bảo vệ thành công luận án Tiến sĩ Khoa học tại trường. Đại học Leiden. Luận án tập trung vào lý thuyết phản xạ và khúc xạ ánh sáng. Trong đó, Lorentz khám phá một số ý nghĩa của lý thuyết điện từ của James Clerk Maxwell liên quan đến sóng ánh sáng. Luận án được công nhận là một công trình xuất sắc.

Lorentz tiếp tục sống tại nhà mình và giảng dạy tại 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 Lorentz, 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, Lorentz xuất bản một bài báo vào năm 1878, trong đó ông rút ra về mặt lý thuyết mối quan hệ giữa mật độ của một vật và chiết suất của nó (tỷ lệ giữa tốc độ ánh sáng trong chân không với tốc độ ánh sáng trong vật - a giá trị đặc trưng cho mức độ lệch của tia sáng so với hướng ban đầu của nó 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 Lorentz được đặc biệt quan tâm vì nó dựa trên giả định rằng một vật thể vật chất 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 Lorentz chủ yếu liên quan đến lý thuyết động học của chất khí, lý thuyết 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, Lorentz bắt đầu xây dựng một lý thuyết mà sau này ông và những người khác gọi là lý thuyết về điện tử. Lorenz 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. Lorentz kết luận rằng sự dao động của những hạt tích điện cực nhỏ này tạo ra sóng điện từ, bao gồm cả sóng ánh sáng và sóng vô tuyến, được Maxwell dự đoán và được Heinrich Hertz phát hiện vào năm 1888. Vào những năm 1890. Lorentz 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. Lorentz đề xuất rằng tần số của các electron dao động xác định tần số ánh sáng phát ra từ chất khí. 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 Lorentz 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 của natri mở rộng. Sau khi quan sát cẩn thận hơn về ngọn lửa của nhiều chất khác nhau, Zeeman đã xác nhận kết luận của lý thuyết Lorentz, xác định rằng các vạch quang phổ mở rộng thực ra là các nhóm gồm các thành phần riêng lẻ có liên quan chặt chẽ với nhau. Sự phân tách các vạch quang phổ trong từ trường được gọi là hiệu ứng Zeeman. Zeeman cũng xác nhận giả định của Lorentz 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 Lorentz 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 (chính xác là 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 Lorentz sử dụng lý thuyết 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 là một hạt chuyển động tự do được tạo ra bởi sự phóng điện trong ống chân không. Các tính chất của hạt mở hóa ra giống như các tính chất của các electron dao động trong nguyên tử do Lorentz đưa ra.

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

Vào cuối thế kỷ 19 - đầu thế kỷ 20. Lorentz được coi là nhà vật lý lý thuyết hàng đầu thế giới. Công trình của Lorentz 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 Lorentz ảnh hưởng đến sự phát triển của thuyết tương đối hiện đại và lý thuyết lượng tử.

Năm 1904, Lorentz công bố công thức nổi tiếng nhất của ông, 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 tính chất của ête có mặt khắp nơi gặp phải, 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, Lorentz (và độc lập với ông là nhà vật lý người Ireland J. F. Fitzgerald) đã đề xuất rằng chuyển động trong ether làm giảm kích thước của giao thoa kế (và do đó làm giảm kích thước của bất kỳ vật thể chuyển động nào) một lượng giải thích được sự vắng mặt rõ ràng của sự khác biệt có thể đo được trong tốc độ của tia sáng trong thí nghiệm Michelson–Morley.

Những phép biến đổi của Lorentz 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 Lorentz. Nhưng nếu Lorentz tin rằng sự biến dạng của các vật thể chuyển động là do một số lực phân tử 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 mọi người quan sát phải tuân theo lý thuyết của ông, thì Einstein đã tiếp cận thuyết tương đối và tính không đổi của tốc độ ánh sáng là những nguyên lý cơ bản chứ không phải là vấn đề. Bằng cách áp dụng một quan điểm hoàn toàn mới về không gian, thời gian và một số định đề cơ bản, Einstein đã rút ra các phép biến đổi Lorentz và loại bỏ sự cần thiết phải đưa ra ether.

Lorentz đồng cảm với những ý tưởng đổi mới và là người sớm 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, Lorentz 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 nhiều vấn đề mà ông phải đối mặt trong nghiên cứu của riêng mình. Quyền lực cao của Lorentz trong số các đồng nghiệp của ông được chứng minh bằng thực tế 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 ông qua đời.

Năm 1912, Lorenz nghỉ hưu ở 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, Lorenz đảm nhận trách nhiệm quản lý bộ sưu tập vật lý của Bảo tàng In Taylor. Điều này đã cho anh cơ hội làm việc trong phòng thí nghiệm. Năm 1919, Lorenz tham gia vào một trong những dự án phòng chống và kiểm soát 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, Lorenz tích cực thúc đẩy 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, Lorenz trở thành chủ tịch của nó. Lorenz vẫn hoạt động trí tuệ cho đến khi qua đời vào ngày 4 tháng 2 năm 1928 tại Harlem.

Năm 1881, Lorenz kết hôn với Alletta Katherine Kaiser, cháu gái giáo sư thiên văn học của Kaiser. Cặp vợ chồng Lorenz có bốn người con, một trong số đó chết khi còn nhỏ. Lorenz là một người khiêm tốn và duyên dáng 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, Lorenz còn được trao 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, Lorenz trở thành thư ký của Hiệp hội Khoa học Hà Lan.

Mô tả bài thuyết trình theo từng slide:

1 slide

Mô tả slide:

2 cầu trượt

Mô tả slide:

Ảnh chân dung của 1902 Hendrik (thường được đánh vần là Hendrik) Anton Lorentz (Hà Lan. Hendrik Antoon Lorentz; 18 tháng 7 năm 1853, Arnhem, Hà Lan - 4 tháng 2 năm 1928, Haarlem, Hà Lan) - nhà vật lý lý thuyết người Hà Lan, đoạt giải Nobel về Vật lý (1902, cùng 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 xã 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) và 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. Thông tin chung 

3 cầu trượt

Mô tả slide:

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 ( Renswoude của Hà Lan) thuộc tỉnh Utrecht, đã kết hôn, góa chồng 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 nuôi dưỡng 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 nổi tiếng về vật lý, 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 mất 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”. Nguồn gốc và tuổi thơ 

4 cầu trượt

Mô tả slide:

Một trong những tòa nhà của Đại học Leiden (1875) 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 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 trả lời được nhiều câu hỏi.” Đang học ở trường đại học. Những bước đầu tiên trong khoa học 

5 cầu trượt

Mô tả slide:

Ảnh chân dung của Lorenz năm 1902 Vào ngày 25 tháng 1 năm 1878, Lorenz chính thức đảm nhận chức danh giáo sư, có bài phát biểu giới thiệu “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 ông sống một cuộc sống bình yên và đo lường ở Leiden.

6 cầu trượt

Mô tả slide:

mạng sống. 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 tự 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. Giáo sư ở Leiden (tiếp theo) 

7 cầu trượt

Mô tả slide:

Bảo tàng Taylor ở Haarlem (góc nhìn hiện đại) Năm 1911, Lorenz nhận được lời đề nghị đảm nhận vị trí người phụ trách Bảo tàng Taylor, nơi có một phòng vật lý với một phòng thí nghiệm, và Hiệp hội Khoa học 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 việc tổ chức các bài giảng phổ biến cho các giáo viên vật lý 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 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 thừa nhận rằng sự hợp tác và theo đuổi mục tiêu chung cuối cùng sẽ dẫn đến Haarlem 

8 trượt

Mô tả slide:

một cảm giác quý giá về sự tôn trọng lẫn nhau, sự gắn 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 bước vào vị trí lãnh đạo của Hội đồng Nghiên cứu Quốc tế (tiền thân của Hội đồng Khoa học Quốc tế), được thành lập sau chiến tranh, 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. 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 ở 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. Ngày 4 tháng 2 năm 1928, nhà khoa học qua đời. Haarlem (tiếp theo) 

Trang trình bày 9

Mô tả slide:

James Clerk Maxwell 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 chân không, 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 phân biệt giữa ether và vật chất đã góp phần vào công trình ban đầu về lý thuyết điện từ của ánh sáng 

10 slide

Mô tả slide:

11 slide

Mô tả slide:

Trang tiêu đề của ấn bản đầu tiên của Lý thuyết điện tử (1909) Đến đầu những năm 1890, Lorentz 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 một tốc độ lan truyền tương tác điện từ hữu hạn. 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 công trình nghiên cứu lớn “Lý thuyết điện từ của Maxwell và ứng dụng của nó vào các vật chuyển động” (La théorie électromagnétique de Maxwell et son application aux corps mouvants, 1892), trong đó Lorentz, cùng với những nghiên cứu khác, đã đạt 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 Lý thuyết điện tử. Sơ đồ chung của lý thuyết

12 trượt

Mô tả slide:

đến hiện tượng ánh sáng và bức xạ nhiệt" (tiếng Anh: Lý thuyết về điện tử và ứng dụng của nó đối với hiện tượng ánh sáng và bức xạ nhiệt), bao gồm sự 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 các thuật ngữ vào phương trình chân không chịu trách nhiệm cho 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 với nhau (“bị cuốn đi”), sự tương tác của chúng bị giới hạn trong phạm vi điện từ. Lực của 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 sự 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). Lý thuyết điện tử. Sơ đồ chung (tiếp theo) 

Trang trình bày 13

Mô tả slide:

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. Nhà vật lý người Hà Lan đã 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, và cũng đưa ra một phân tích các hiện tượng nhiệt điện và thu được tỷ số giữa độ dẫn nhiệt và độ dẫn điện, nói 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. Lý thuyết điện tử. Ứng dụng: độ phân tán quang học và độ dẫn điện của kim loại 

Trang trình bày 14

Mô tả slide:

Lý thuyết điện tử. Ứng dụng: quang học từ, hiệu ứng Zeeman, khám phá electron 

15 trượt

Mô tả slide:

16 trượt

Mô tả slide:

Trang trình bày 17

Mô tả slide:

điện. Điều này có nghĩa là lý thuyết và các phép biến đổi của nó không chỉ có thể áp dụng cho các hạt tích điện (electron), mà còn cho bất kỳ loại vật chất nặng nào. Như vậy, hệ quả của lý thuyết Lorentzian, được xây dựng dựa trên sự tổng hợp các ý tưởng về trường điện từ và chuyển động của các hạt, rõ ràng đã vượt quá giới hạn của cơ học Newton. Khi giải các bài toán điện động lực học của môi trường chuyển động, mong muốn của Lorentz nhằm vẽ ra một ranh giới rõ ràng giữa các tính chất của ether và vật chất có trọng lượng một lần nữa lại được thể hiện, và do đó từ bỏ mọi suy đoán về tính chất cơ học của ether. Vào năm 1920, Albert Einstein đã viết về điều này: “Về bản chất cơ học của ether Lorentz, chúng ta có thể nói đùa rằng Lorentz chỉ để lại cho nó một đặc tính cơ học - tính bất động. Về vấn đề này, chúng ta có thể nói thêm rằng toàn bộ sự thay đổi mà thuyết tương đối đặc biệt đưa vào khái niệm ether bao gồm việc tước đi ête và tính chất cơ học cuối cùng của nó.” Tác phẩm cuối cùng của Lorentz trước khi thuyết tương đối đặc biệt (SRT) ra đời là bài báo “Hiện tượng điện từ trong một hệ chuyển động với tốc độ bất kỳ nhỏ hơn tốc độ ánh sáng” (tiếng Hà Lan: Electromagnetische verschijnselen in een stelsel dat zich met wille-keurige snelheid , Kleiner dan die van het licht, beweegt., 1904). Công việc này nhằm mục đích loại bỏ những thiếu sót tồn tại trong lý thuyết lúc bấy giờ: yêu cầu đưa ra lời giải thích thống nhất cho việc không có ảnh hưởng của chuyển động Trái đất trong các thí nghiệm theo bất kỳ trật tự nào liên quan đến v/c và giải thích kết quả. của các thí nghiệm mới (chẳng hạn như thí nghiệm Troughton-Noble và Rayleigh-Brace. Thí nghiệm của Rayleigh và Brace)). Bắt đầu từ các phương trình cơ bản của lý thuyết điện tử và đưa ra các giả thuyết về sự co lại của độ dài và thời gian cục bộ, nhà khoa học đã đưa ra yêu cầu rằng dạng của các phương trình phải được bảo toàn trong quá trình chuyển đổi giữa các hệ quy chiếu chuyển động thẳng đều và thẳng đối với nhau. Nói cách khác, chúng ta đang nói về tính bất biến của lý thuyết đối với một số phép biến đổi nhất định được Lorentz tìm ra và sử dụng để ghi lại các vectơ của điện trường và từ trường trong một hệ quy chiếu chuyển động. Tuy nhiên, Lorentz đã không đạt được tính bất biến hoàn toàn trong công trình này: các số hạng bậc hai bổ sung vẫn còn trong các phương trình của lý thuyết điện tử. Hạn chế này đã được loại bỏ trong cùng năm bởi Henri Poincaré, người đã đặt tên cho các phép biến đổi thu được là phép biến đổi Lorentz. Dạng cuối cùng của SRT được Einstein xây dựng vào năm sau. Điện động lực học của phương tiện chuyển động. Kết quả chính (tiếp theo) 

18 trượt

Mô tả slide:

Lorentz (khoảng năm 1916) Cần đặc biệt chú ý đến sự khác biệt giữa lý thuyết của Lorentz và lý thuyết tương đối đặc biệt. Do đó, lý thuyết điện tử không hề chú ý đến nguyên lý tương đối và không chứa đựng bất kỳ công thức nào của nó; việc không có bằng chứng quan sát được về chuyển động của Trái đất so với ether (và sự không đổi của tốc độ ánh sáng) chỉ là một là kết quả của sự bù đắp lẫn nhau của một số hiệu ứng. Đối với Lorentz, sự biến đổi thời gian chỉ xuất hiện như một kỹ thuật toán học tiện lợi, trong khi sự giảm độ dài có bản chất động (chứ không phải động học) và được giải thích bằng sự thay đổi thực sự trong tương tác giữa các phân tử của một chất. Sau đó, nhà vật lý người Hà Lan đã hoàn toàn tiếp thu chủ nghĩa hình thức của STR và trình bày nó trong các bài giảng của mình, nhưng cho đến cuối đời, ông không bao giờ chấp nhận cách giải thích của nó: ông sẽ không từ bỏ những ý tưởng về ether (“bản chất thừa”, theo theo Einstein) và thời gian “thực” (tuyệt đối), được xác định trong hệ quy chiếu của ether ở trạng thái nghỉ (mặc dù không thể phát hiện được bằng thực nghiệm). Sự tồn tại của một hệ quy chiếu đặc quyền gắn liền với ether dẫn đến tính không tương hỗ của các phép biến đổi tọa độ và thời gian trong lý thuyết của Lorentz. Theo Lorenz, từ chối ether hay không là vấn đề sở thích cá nhân. Các cách tiếp cận chung để thống nhất cơ học và điện động lực học, được thực hiện trong các công trình của Lorentz và Einstein, cũng khác nhau đáng kể. Một mặt, lý thuyết điện tử là trung tâm của “thế giới quan điện từ”, một chương trình nghiên cứu dự tính sự thống nhất của toàn bộ vật lý trên cơ sở điện từ, từ đó cơ học cổ điển phải tuân theo như một trường hợp đặc biệt. Lorentz và thuyết tương đối hẹp 

Trang trình bày 19

Mô tả slide:

Einstein và Lorentz trước cửa nhà Ehrenfest ở Leiden (ảnh do chủ nhà chụp, 1921) Ban đầu, vấn đề hấp dẫn khiến Lorentz quan tâm đến những nỗ lực chứng minh nguồn gốc điện từ của khối lượng (“bức tranh điện từ của thế giới” ), mà anh ấy rất chú ý. Năm 1900, nhà khoa học này đã nỗ lực kết hợp lực hấp dẫn với lực điện từ. Bắt đầu từ ý tưởng của Ottaviano Mossotti, Wilhelm Weber và Johann Zöllner, Lorentz đã tưởng tượng ra các hạt vật chất gồm có hai electron (dương và âm). Theo giả thuyết chính của lý thuyết, sự tương tác hấp dẫn của các hạt được giải thích là do lực hút của các điện tích khác loại có phần mạnh hơn lực đẩy của các điện tích cùng loại. Lý thuyết này có những hệ quả quan trọng: a) cách giải thích tự nhiên về sự bằng nhau của khối lượng quán tính và khối lượng hấp dẫn là đạo hàm của số lượng hạt (electron); b) tốc độ truyền trọng lực, được hiểu là trạng thái của ête điện từ, phải hữu hạn và bằng tốc độ ánh sáng. Lorentz hiểu rằng chủ nghĩa hình thức được xây dựng có thể được hiểu không phải theo nghĩa giảm trọng lực thành điện từ, mà theo nghĩa tạo ra một lý thuyết về lực hấp dẫn bằng cách tương tự với điện động lực học. Các kết quả thu được và kết luận từ chúng là không bình thường đối với truyền thống cơ học, trong đó lực hấp dẫn được biểu diễn như một lực có tầm xa. Mặc dù các tính toán về chuyển động liên tục của điểm cận nhật của Sao Thủy sử dụng lý thuyết của Lorentz không đưa ra lời giải thích thỏa đáng cho các quan sát, sơ đồ khái niệm này đã khơi dậy sự quan tâm đáng kể trong thế giới khoa học. Vào những năm 1910, Lorentz theo dõi sự phát triển của thuyết tương đối rộng (GR) với sự quan tâm sâu sắc, nghiên cứu cẩn thận hình thức luận và các hệ quả vật lý của nó, đồng thời viết một số công trình quan trọng về chủ đề này. Vì vậy, vào năm 1913 ông đã đưa ra thuyết hấp dẫn và thuyết tương đối rộng 

20 trượt

Mô tả slide:

đã nghiên cứu chi tiết về phiên bản đầu tiên của thuyết tương đối rộng, có trong bài báo của Einstein và Grossman “Dự án cho một lý thuyết tương đối tổng quát và lý thuyết hấp dẫn” (tiếng Đức: Entwurf einer verallgemeinerten Relativitatstheorie und Theorie der Gravitation), và phát hiện ra rằng các phương trình trường của lý thuyết này là hiệp biến đối với các phép biến đổi tọa độ tùy ý chỉ trong trường hợp tenxơ năng lượng-động lượng đối xứng. Ông đã báo cáo kết quả này trong một bức thư gửi cho Einstein, người đồng ý với kết luận của đồng nghiệp người Hà Lan. Một năm sau, vào tháng 11 năm 1914, Lorentz lại quay sang lý thuyết hấp dẫn liên quan đến việc xuất bản tác phẩm “Những nền tảng hình thức của Thuyết tương đối rộng” của Einstein (tiếng Đức: Die formale Grundlage der allgemeinen Relativitatstheorie). Nhà vật lý người Hà Lan đã thực hiện một lượng lớn các phép tính (vài trăm trang bản nháp) và đầu năm sau đã xuất bản một bài báo trong đó ông rút ra các phương trình trường từ nguyên lý biến phân (nguyên lý Hamilton). Đồng thời, trong thư từ của hai nhà khoa học, vấn đề hiệp phương sai tổng quát đã được thảo luận: trong khi Einstein cố gắng chứng minh tính không hiệp phương sai của các phương trình thu được đối với các phép biến đổi tọa độ tùy ý bằng cách sử dụng cái gọi là “đối số lỗ” (lỗ trống). lập luận, theo đó sự vi phạm hiệp phương sai là hệ quả của yêu cầu về tính duy nhất của lời giải), Lorentz không thấy rằng không có gì sai với sự tồn tại của các hệ quy chiếu chuyên dụng. Lực hấp dẫn và thuyết tương đối rộng (tiếp theo) 

21 slide

Mô tả slide:

Paul Ehrenfest, Hendrik Anton Lorenz, Niels Bohr và Heike Kamerlingh Onnes tại Phòng thí nghiệm đông lạnh Leiden (1919) Lorenz bắt đầu nghiên cứu vấn đề bức xạ nhiệt vào khoảng năm 1900. Mục tiêu chính của ông là giải thích các tính chất của bức xạ này trên cơ sở các khái niệm điện tử, đặc biệt là thu được từ lý thuyết điện tử công thức Planck cho phổ của bức xạ nhiệt cân bằng. Trong bài báo “Về sự phát xạ và hấp thụ của kim loại các tia nhiệt có bước sóng lớn” (1903), Lorentz đã xét chuyển động nhiệt của các electron trong kim loại và thu được biểu thức phân bố bức xạ do chúng phát ra. trùng với giới hạn sóng dài của công thức Planck, ngày nay được gọi là định luật Rayleigh-Jeans. Rõ ràng, công trình này cũng chứa đựng phân tích nghiêm túc đầu tiên về lý thuyết của Planck trong tài liệu khoa học, mà theo Lorentz, không trả lời được câu hỏi về cơ chế của các hiện tượng và lý do xuất hiện các lượng tử năng lượng bí ẩn. Trong những năm tiếp theo, nhà khoa học này đã cố gắng khái quát hóa cách tiếp cận của mình đối với trường hợp bước sóng tùy ý và tìm ra cơ chế phát xạ và hấp thụ bức xạ của các electron thỏa mãn dữ liệu thực nghiệm. Tuy nhiên, mọi nỗ lực để đạt được điều này đều vô ích. Năm 1908, trong báo cáo “Sự phân bố năng lượng giữa vật chất có trọng lượng và ether” (tiếng Pháp: Le partage de l'énergie entre la matière Pondérable et l'éther), đọc tại Đại hội các nhà toán học quốc tế ở Rome, Lorentz đã chỉ ra rằng Cơ học cổ điển và điện động lực học dẫn đến định lý về sự phân bố đều năng lượng theo bậc tự do, từ đó người ta chỉ có thể thu được công thức Rayleigh-Jeans. Để kết luận, ông đề xuất rằng các phép đo trong tương lai sẽ giúp đưa ra lựa chọn giữa lý thuyết Planck và giả thuyết Jeans, theo đó sự sai lệch so với định luật Rayleigh-Jeans là hệ quả của việc hệ thống không có khả năng đạt được trạng thái cân bằng. Kết luận này đã thu hút sự chỉ trích từ Wilhelm Wien và các nhà thí nghiệm khác, những người đã đưa ra những lập luận bổ sung chống lại công thức Rayleigh-Jeans. Sau này cũng trong bức xạ nhiệt và lượng tử 

22 trượt

Mô tả slide:

năm sau, Lorenz buộc phải thừa nhận: “Bây giờ tôi thấy rõ chúng tôi gặp phải những khó khăn to lớn nào trên con đường này; Tôi có thể kết luận rằng việc rút ra các định luật bức xạ từ lý thuyết điện tử khó có thể thực hiện được nếu không có những thay đổi sâu sắc về nền tảng của nó, và tôi phải coi lý thuyết của Planck là lý thuyết duy nhất có thể thực hiện được.” Bài giảng ở La Mã của nhà vật lý người Hà Lan, chứa đựng những kết quả có tính tổng quát cao, đã thu hút sự chú ý của cộng đồng khoa học về các vấn đề của lý thuyết lượng tử mới nổi. Điều này được tạo điều kiện thuận lợi bởi quyền lực của Lorenz với tư cách là một nhà khoa học. Một phân tích chi tiết về các khả năng mà điện động lực học cổ điển mang lại để mô tả bức xạ nhiệt có trong báo cáo “Ứng dụng định lý về sự phân bố đều năng lượng thành bức xạ” (tiếng Pháp: Sur l'application au rayonnement du théorème de l'équipartition de l 'énergie), mà Lorentz đã đưa ra tại Đại hội Solvay đầu tiên (1911). Kết quả của việc xem xét (“tất cả các cơ chế có thể nghĩ ra sẽ dẫn đến công thức Rayleigh, nếu bản chất của chúng sao cho các phương trình Hamilton có thể áp dụng được cho chúng”) đã chỉ ra sự cần thiết phải xem lại các ý tưởng cơ bản về sự tương tác của ánh sáng và vấn đề. Mặc dù Lorentz chấp nhận giả thuyết của Planck về lượng tử năng lượng và đề xuất cách dẫn xuất tổ hợp nổi tiếng của công thức Planck vào năm 1909, nhưng ông không thể chấp nhận đề xuất cấp tiến hơn của Einstein về sự tồn tại của lượng tử ánh sáng. Phản đối chính mà nhà khoa học Hà Lan đưa ra là khó khăn trong việc dung hòa giả thuyết này với hiện tượng quang học giao thoa. Năm 1921, sau khi thảo luận với Einstein, ông đã đưa ra một ý tưởng mà ông coi là có thể dung hòa được giữa tính chất lượng tử và tính chất sóng của ánh sáng. Theo ý tưởng này, bức xạ bao gồm hai phần - phần năng lượng và phần sóng, không truyền năng lượng mà tham gia vào việc tạo ra mô hình giao thoa. Độ lớn “cường độ” của phần sóng xác định số lượng tử năng lượng rơi vào một vùng không gian nhất định. Mặc dù ý tưởng này chưa thu hút được sự chú ý của cộng đồng khoa học nhưng nội dung của nó gần giống với cái gọi là lý thuyết sóng thí điểm, được phát triển vài năm sau đó bởi Louis de Broglie. Bức xạ nhiệt và lượng tử (tiếp theo) 

Trang trình bày 23

Mô tả slide:

Ludwig Boltzmann (1875) Ngay từ khi bắt đầu sự nghiệp khoa học của mình, Lorentz đã là một nhà nguyên tử học đầy thuyết phục, điều này được phản ánh không chỉ trong lý thuyết điện tử mà ông xây dựng mà còn trong mối quan tâm sâu sắc của ông đối với lý thuyết động học phân tử của chất khí. Nhà khoa học này đã bày tỏ quan điểm của mình về cấu trúc nguyên tử của vật chất vào năm 1878, trong bài phát biểu “Các lý thuyết phân tử trong vật lý” (tiếng Hà Lan: De moleculaire theorien in de natuurkunde), khi nhậm chức giáo sư tại Đại học Leiden. Sau đó, ông đã hơn một lần chuyển sang giải quyết các vấn đề cụ thể của lý thuyết động học của chất khí, theo Lorentz, lý thuyết này không chỉ có khả năng chứng minh các kết quả thu được trong khuôn khổ nhiệt động lực học mà còn cho phép vượt qua những giới hạn này. Công trình đầu tiên của Lorentz về lý thuyết động học của chất khí được xuất bản vào năm 1880 với tựa đề “Các phương trình chuyển động của chất khí và sự truyền âm thanh theo lý thuyết động học của chất khí” (tiếng Hà Lan: De bewegingsvergelijkingen der gassen en de voortplanting van het geluid volgens de kinetische gastheorie). Sau khi xem xét một chất khí gồm các phân tử có bậc tự do bên trong (phân tử đa nguyên tử), nhà khoa học đã thu được một phương trình cho hàm phân bố hạt đơn, tương tự như phương trình động học của Boltzmann (1872). Lorentz là người đầu tiên chỉ ra cách thu được các phương trình thủy động lực học từ phương trình này: ở phép tính gần đúng thấp nhất, đạo hàm đưa ra phương trình Euler, trong khi ở phép tính gần đúng cao hơn, các phương trình Navier-Stokes. Phương pháp được trình bày trong bài viết rất tổng quát nên có thể xác định các giả định tối thiểu cần thiết để rút ra các phương trình thủy động lực. Ngoài ra, trong bài viết này, lần đầu tiên, dựa trên lý thuyết động học của chất khí, người ta đã thu được biểu thức Laplace cho tốc độ âm thanh và một đại lượng mới liên quan đến bậc tự do bên trong của Nhiệt động lực học và lý thuyết động học của chất khí đã được giới thiệu. 

24 trượt

Mô tả slide:

phân tử và ngày nay được gọi là hệ số nhớt thể tích. Lorentz đã sớm áp dụng các kết quả thu được trong công trình này vào nghiên cứu tính chất của chất khí khi có gradient nhiệt độ và lực hấp dẫn. Năm 1887, nhà vật lý người Hà Lan xuất bản một bài báo trong đó ông chỉ trích cách dẫn xuất ban đầu của định lý H của Boltzmann (1872) và chỉ ra rằng cách dẫn xuất này không áp dụng được cho trường hợp chất khí gồm các phân tử đa nguyên tử (không phải hình cầu). Boltzmann thừa nhận sai lầm của mình và nhanh chóng trình bày một phiên bản cải tiến của chứng minh của mình. Ngoài ra, trong cùng một bài báo, Lorentz đã đề xuất một cách dẫn xuất đơn giản hóa định lý H cho các khí đơn nguyên tử, gần giống với định lý được sử dụng trong sách giáo khoa hiện đại, và một bằng chứng mới về sự bảo toàn thể tích cơ bản trong không gian vận tốc khi va chạm; những kết quả này cũng nhận được sự chấp thuận từ Boltzmann. Một vấn đề khác trong lý thuyết động học mà Lorentz quan tâm liên quan đến việc áp dụng định lý virial để thu được phương trình trạng thái của chất khí. Năm 1881, ông khảo sát chất khí gồm các quả bóng đàn hồi và sử dụng định lý virus, ông có thể tính đến lực đẩy giữa các hạt trong quá trình va chạm. Phương trình trạng thái thu được chứa một số hạng chịu trách nhiệm về hiệu ứng thể tích bị loại trừ trong phương trình van der Waals (thuật ngữ này trước đây chỉ được đưa ra vì lý do định tính). Năm 1904, Lorentz chứng tỏ rằng có thể đạt được phương trình trạng thái tương tự mà không cần sử dụng định lý virus. Năm 1891, ông xuất bản bài báo về lý thuyết phân tử của dung dịch loãng. Nó đã cố gắng mô tả các tính chất của dung dịch (bao gồm cả áp suất thẩm thấu) dưới dạng cân bằng lực tác dụng giữa các thành phần khác nhau của dung dịch, đồng thời cũng chỉ ra những phản đối đối với nỗ lực tương tự của Boltzmann trong việc áp dụng lý thuyết động học để tính toán áp suất thẩm thấu. Ngoài ra, bắt đầu từ năm 1885, Lorenz đã viết một số bài báo về hiện tượng nhiệt điện, và vào những năm 1900, ông đã sử dụng các phương pháp của lý thuyết động học của chất khí để mô tả chuyển động của các electron trong kim loại. Nhiệt động lực học và lý thuyết động học của chất khí (tiếp theo) 

26 trượt

Mô tả slide:

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. Đài tưởng niệm Lorenz ở Arnhem Tấm bảng tưởng niệm ở Ký ức Eindhoven 

Trang trình bày 27

Mô tả slide:

Sách của H. A. Lorentz. Những ấn tượng về cuộc đời và công việc của ông / ed. G. L. De Haas-Lorentz.. - Amsterdam, 1957. Frankfurt W. I. Lý thuyết tương đối rộng và đặc biệt (tiểu luận lịch sử). - M.: Nauka, 1968. Klyaus E. M., Frankfurt W. I., Frank A. M. Gendrik Anton Lorenz. - M.: Nauka, 1974. Darrigol O. Điện động lực học từ Ampe đến Einstein. - Nhà xuất bản Đại học Oxford, 2000. Whittaker E. Lịch sử lý thuyết về ether và điện. - Izhevsk: Trung tâm nghiên cứu khoa học RHD, 2001. Các bài báo De Broglie L. Cuộc đời và các tác phẩm của Hendrik Anton Lorentz // De Broglie L. Trên con đường khoa học. - M.: Nhà xuất bản nước ngoài. Văn học, 1962. - Tr. 9-39. Hirosige T. Nguồn gốc lý thuyết điện tử của Lorentz và khái niệm trường điện từ // Nghiên cứu lịch sử trong khoa học vật lý. - 1969. - Tập. 1. - Tr. 151-209. Schaffner K. F. Lý thuyết tương đối điện tử Lorentz // Tạp chí Vật lý Hoa Kỳ. - 1969. - Tập. 37. - P. 498-513. Lý thuyết điện tử của Goldberg S. Lorentz và thuyết tương đối của Einstein // Phys. - 1970. - Tập. 102. - P. 261-278. McCormmach R. H. A. Lorentz và Quan điểm điện từ về tự nhiên // Isis. - 1970. - Tập. 61. - P. 459-497. McCormmach R. Einstein, Lorentz và Lý thuyết điện tử // Nghiên cứu lịch sử trong khoa học vật lý. - 1970. - Tập. 2. - Tr. 41-87. Văn học 

28 trượt

Mô tả slide:

Hendrik Antoon Lorentz là nhà khoa học hàng đầu người Hà Lan trong lĩnh vực nghiên cứu vật lý, đoạt giải Alfred Nobel năm 1902.

Hendrik Lorenz sinh ngày 15 tháng 7 năm 1853 tại thành phố Arnhem. Nhiều thế hệ họ hàng bên nội của ông đều là người gốc Đức, sống ở thung lũng sông Rhine và là nông dân. Cha Gerrit Frederik trồng cây ăn quả gần thị trấn Velp. Mẹ của bác sĩ khoa học vật lý tương lai, Geertruida van Ginkel, đến từ thành phố Renswoude thuộc tỉnh Utrecht. Trước khi trở thành vợ của Gerrit Lorenz, cô đã kết hôn, mất chồng và nuôi một đứa con trai. Nhà Lorents có hai cậu con trai, nhưng cậu út chết rất trẻ. Năm 1862, mẹ của Lorenz qua đời và sau đó ông được mẹ kế Luberta Hupkes nuôi dưỡng.

Năm 6 tuổi, Hendrik Lorenz bắt đầu theo học tại trường của giáo viên nổi tiếng thời bấy giờ, Gert Cornelis Van Time, người đã viết một số sách giáo khoa về vật lý. Từ đó trở đi, Lorenz yêu thích khoa học vật lý và toán học.

Năm 13 tuổi, Lorenz vào trường Dân sự cấp cao (Hogereburgerschool), nơi trình độ học vấn nhận được tương ứng với trình độ của một phòng tập thể dục. Việc học trở nên dễ dàng nhờ kỹ năng của các giáo viên đặc biệt:

Van Der Stadt, người viết sách giáo khoa vật lý;
Jacob Martin van Bemmelen, giáo viên hóa học.

Lorentz yêu vật lý bằng cả trái tim nhưng lại là một người đa năng:

Quan tâm đến khoa học lịch sử;
Tôi đọc rất nhiều, thích các tác phẩm lịch sử của Walter Scott, tiểu thuyết của Charles Dickens, William Thackeray;
Tôi đã tự học nói và đọc tiếng Anh, tiếng Đức, tiếng Pháp, tiếng Hy Lạp và tiếng Latin.

Lorenz đã được giúp đỡ nhờ khả năng ghi nhớ một lượng thông tin đáng kể một cách nhanh chóng và chính xác đáng kinh ngạc cũng như niềm đam mê học tập nhiệt thành của anh ấy.

Trường cũ

Từ năm 1870, Lorenz đã theo học tại Đại học Leiden. Anh thật may mắn khi giáo viên của anh là những nhà khoa học vĩ đại:

Nhà vật lý Peter Rijke;
Nhà toán học Pieter van Geer;
Nhà thiên văn Frederick Kaiser.

Lorenz nghiên cứu độc lập các công trình khoa học của James Maxwell, Michael Faraday, Hermann Helmholtz và những người khác.

Một năm sau khi nhập học, năm 1871, Henrik Lorenz bảo vệ luận án thạc sĩ của mình. Sau đó, anh trở về nhà và nhận công việc giáo viên dạy toán tại trường Timmer, đồng thời tại một trường học buổi tối dành cho người lớn. Trong thời gian rảnh rỗi, anh đắm mình vào khoa học.

Mối quan tâm của Lorentz tập trung vào lý thuyết trường điện từ của Maxwell. Các thí nghiệm của Lorentz nhằm mục đích chứng minh sự tồn tại của sóng điện từ. 2 năm sau, vào năm 1873, Lorenz bảo vệ luận án về tính chất của tia sáng và nhận danh hiệu Tiến sĩ Khoa học. Và anh trở về nhà một lần nữa và tiếp tục làm giáo viên ở trường.

Năm 1876, Lorenz được mời làm giảng viên lâu dài ở Utrecht, nhưng ông từ chối với hy vọng cuối cùng sẽ có được một vị trí ở Leiden. Và điều đó đã xảy ra: vào năm 1878, nhà khoa học tự nhiên vĩ đại được đưa vào khoa lý thuyết vật lý.

Lorentz hóa ra là một trong những người tiên phong trong việc phát triển hướng lý thuyết của ngành khoa học này và đạt được thành công lớn trong việc phát triển các lý thuyết về quang học, trường điện từ và lý thuyết điện tử.

Một trong những hướng đó là nghiên cứu mối quan hệ giữa tốc độ chuyển động và động năng của các vật thể vật chất, đặt nền móng cho nhiều nguyên lý cơ học. Công trình của Lorentz đã ảnh hưởng đến những người phát triển thuyết tương đối, trong đó có Albert Einstein.

Giảng dạy

Lorentz thích giảng dạy các môn vật lý khác nhau ở Leiden, và sinh viên rất yêu quý ông. Các buổi giảng phổ biến đến mức chúng được ghi âm và sách giáo khoa dựa trên chúng đã được xuất bản.

Ông tiếp tục giảng bài vào thứ Hai tại Đại học Leiden cho đến cuối đời.

Từ năm 1882, Lorenz bắt đầu tham gia vào các hoạt động giáo dục cho nhiều tầng lớp dân chúng, bắt đầu thuyết trình trước công chúng và hoạt động này đã trở thành công việc cả đời của ông - mang kiến thức đến cho mọi người.

Gia đình

Năm 1881, Lorenz kết hôn với Aletta Kaiser (1858-1931), năm 1885 họ có một cô con gái, Gertrude Luberta, người được đặt một cái tên kép để tưởng nhớ mẹ ruột và mẹ nuôi của Henrik.

Vợ của Lorenz đã chăm sóc anh và cố gắng mang lại cho anh sự bình yên và thoải mái trong nhà, một môi trường lý tưởng không cản trở công việc khoa học của anh.
Năm 1889, một cô con gái khác, Johanna Wilhelmina, chào đời; năm 1893, cặp vợ chồng có một cậu con trai, cậu bé sớm qua đời và vào năm 1895, một cậu bé, Rudolf.

Cô con gái đầu lòng, giống như cha mình, bắt đầu quan tâm đến nghiên cứu vật lý và toán học và cống hiến cả cuộc đời mình cho nó.

Về bản chất, Lorenz là một người rất hòa đồng, thân thiện và có khiếu hài hước tinh tế. Xung quanh anh luôn có bạn bè, cộng sự, học trò và những người theo dõi. Người đương thời nói về tài năng ngoại giao, khả năng xây dựng khả năng giao tiếp trong mọi tình huống và năng khiếu sư phạm tuyệt vời của nhà vật lý vĩ đại.

Đóng góp cho khoa học thế giới

Lý thuyết của Lorentz kết hợp các khái niệm và định luật của hai ngành khoa học - quang học và điện động lực học. Trong luận án Tiến sĩ Khoa học, Lorenz đã nêu quan điểm của mình rằng trường điện từ ảnh hưởng đến tốc độ truyền ánh sáng. Thực tế là sóng ánh sáng truyền qua trường điện từ bị khúc xạ dưới tác dụng của các hạt tích điện nhỏ trong môi trường. Lorentz đã chứng minh giả định của mình bằng cách trình bày một thí nghiệm trong đó quan sát thấy sự phân tán phổ.

Kết luận tiếp theo của Lorentz là lượng khúc xạ của chùm ánh sáng được xác định bởi mật độ của môi trường mà nó đi qua.
Lý thuyết điện tử của Lorentz dựa trên ý tưởng của người tiền nhiệm Maxwell. Nhà khoa học xác định các hạt vật chất mang điện tích dương và âm và gọi chúng là ion. Sự chuyển động của các hạt như vậy là nguyên nhân xuất hiện dòng điện và hiện tượng điện từ. Bằng chứng được cung cấp thông qua các thí nghiệm về chất điện giải và chất khí.

Một hạt tích điện khi đi vào một trường điện từ sẽ chịu ảnh hưởng của nó và lệch khỏi quỹ đạo ban đầu. Hậu quả thứ hai của tác động của trường điện từ lên một vật chuyển động là thể tích của vật đó giảm đi.

Những kết luận như vậy đã được trao giải Nobel vì chúng trở thành cơ sở để giải thích nhiều quá trình vật lý và hóa học.
Bước tiếp theo trong sự phát triển của lý thuyết điện tử là kết luận về sự phụ thuộc của khối lượng electron vào tốc độ chuyển động của nó.

Kết luận này đóng vai trò là động lực cho sự phát triển của thuyết tương đối và nghiên cứu bản chất của lực hấp dẫn.

Lorentz đề xuất một công thức tính lực tác dụng lên một hạt tích điện trong trường điện từ. Lực này được học trong môn vật lý ở trường và được gọi là lực Lorentz.

Nhà khoa học này đóng góp cả vào nhiệt động lực học và sự phát triển lý thuyết về chất khí, phát triển các vấn đề về mối quan hệ giữa độ dẫn nhiệt và độ dẫn điện cũng như điện động lực học của các vật thể chuyển động.

Lorentz hiểu rằng sự phát triển hơn nữa của vật lý sẽ hướng tới lý thuyết lượng tử và thuyết tương đối. Tuy nhiên, nhà khoa học cổ điển, đã quen với việc nghiên cứu mọi hiện tượng thông qua vô số thí nghiệm tỉ mỉ và do đó trình bày vật lý truyền thống, không thể tái cấu trúc tư duy của mình để chuyển từ khái quát hóa rộng rãi sang chứng minh chúng. Lorenz ủng hộ những hướng đi mới trong nghiên cứu vật chất và không gian, đồng thời quảng bá chúng trên toàn thế giới trong các bài giảng của mình.

Danh tiếng thế giới Cho đến năm 1897, Lorenz chỉ nổi tiếng ở Leiden và các trường đại học ở Hà Lan. Năm 1897, ông đi du lịch bên ngoài Hà Lan lần đầu tiên trong đời.

và trình bày kết quả nghiên cứu kéo dài nhiều năm của chính mình tại một hội nghị chuyên đề ở Dusseldorf, nơi các nhà nghiên cứu khoa học tự nhiên và bác sĩ phát biểu.

Kể từ năm nay, anh liên tục tham gia các hội nghị khoa học, nơi anh có thể gặp Wilhelm Roentgen, Ludwig Boltzmann, Max Planck và những người khác., đồng thời ông trình bày lý thuyết của mình về sự phân tán ánh sáng và các sóng khác, về tính chất của kim loại, về cảm ứng điện từ, độ dẫn điện, v.v. Ông đã học các hiện tượng vật lý “từ bên dưới và từ bên trong”, tiến hành nhiều thí nghiệm và quan sát các yếu tố nhỏ nhất và dựa trên sự phân tích tỉ mỉ, đưa ra các giả thuyết và đưa ra những khái quát hóa.

Năm 1902, cùng với Peter Seemann, Lorenz được trao giải Nobel. Trong bài phát biểu về công lao của Lorentz, người ta đã ghi nhận vai trò của ông trong việc nghiên cứu cấu trúc nguyên tử và trong việc tạo ra lý thuyết điện tử.

Sau đó, ông làm giảng viên về các vấn đề khoa học vật lý ở Berlin, Paris, New York, v.v. Từ năm 1909, Lorenz đứng đầu khoa nghiên cứu vật lý tại Học viện Khoa học Hoàng gia Hà Lan.

Năm 1911, ông chuyển đến Haarlem và trở thành người đứng đầu Bảo tàng Taylor, nơi ông có cơ hội nghiên cứu khoa học trong phòng thí nghiệm của riêng mình. Đồng thời, ông không thể từ bỏ vai trò giảng viên và tiếp tục phổ biến những khám phá hiện tại trong thế giới vật lý. Lorenz tin chắc rằng đa số người dân đều cần đến khoa học. Anh ấy nhiệt tình tham gia vào công việc của ủy ban bảo vệ Amsterdam khỏi lũ lụt và tham gia vào một dự án nhằm theo dõi thường xuyên nguồn nước có nguy cơ gây lũ lụt.

Anh ấy hoạt động như một động cơ giáo dục vị tha: anh ấy nỗ lực mở các bộ sưu tập thư viện công cộng và phòng đọc ở Leiden, một trường trung học ở thành phố The Hague, và Viện Vật lý Quốc tế. Nhờ Lorenz, Solvay Stichting cung cấp học bổng và các lợi ích khác cho các nhà khoa học trẻ tài năng.

Sau Thế chiến thứ nhất, Lorenz ủng hộ sự đoàn kết của tất cả các đại diện khoa học.

Lorenz kết hợp một nhà lý luận có tầm nhìn xa và một giáo viên thông thái với chữ T viết hoa. Đó là lý do tại sao Từ năm 1921, ông đứng đầu Văn phòng Giáo dục Đại học Hà Lan. Từ năm 1923, ông đã tham gia thực hiện các chương trình của Ủy ban Quốc tế về tương tác giữa các đại diện tri thức khoa học từ các quốc gia khác nhau. Ngay ở Liên Xô năm 1925, ông đã được bầu làm thành viên danh dự của Viện Hàn lâm Khoa học Liên Xô.

Năm 1925, Lorenz được trao tặng Huân chương Hoàng tử Orange-Nassau (Van Oranje-Nassau), giải thưởng quan trọng nhất ở Hà Lan.

Lorenz qua đời năm 1928 vì một căn bệnh hiểm nghèo, vào ngày tang lễ, cả bang chìm trong tang lễ;, các nhà khoa học nổi tiếng đã đến chào tạm biệt ông trước chuyến hành trình cuối cùng của ông; Albert Einstein đã có bài phát biểu chia tay; Một nhà khoa học xuất sắc, một giáo viên tài năng, một người phục vụ vị tha cho sự nghiệp giáo dục công cộng - đó là Hendrik Anton Lorenz.

Hendrik(thường viết Hendrik) Anton Lorenz(Hà Lan Hendrik Antoon Lorentz; 18 tháng 7 năm 1853, Arnhem, Hà Lan - 4 tháng 2 năm 1928, Haarlem, Hà Lan) - Nhà vật lý lý thuyết người Hà Lan, đoạt giải Nobel Vật lý (1902, cùng với Pieter Zeeman) và các giải thưởng khác, thành viên của Học viện Khoa học Hoàng gia Hà Lan (1881), một số học viện khoa học và xã 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) và 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.

Tiểu sử

Nguồn gốc và tuổi thơ (1853-1870)

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 nổi tiếng về vật lý, 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”.