Хендрик Антон Лоренц: биография и приноси на този холандски физик

Хендрик Антон Лоренц е един от най-важните учени в най-новата холандска история, с открития, че са допринесли за създаването на физика, каквато я познаваме днес, и са повлияли на известни личности като Алберт Айнщайн или Ърнест Ръдърфорд.

Много отдаден както на науката, така и на езиците, Лоренц допринася за научната панорама на своето време чрез публикуване различни трудове върху неговите научни открития не само на родния му холандски, но и на френски, немски и Английски.

Описван като многостранен, приятелски настроен и харизматичен от своите връстници, Лоренц е влязъл в историята като този, който е дал сила на идеята, че електромагнетизмът и светлината са свързани с отрицателно заредени субатомни частици, електрони. Днес ще разберем какво се е случило с живота му тази биография на Хендрик Антон Лоренц в обобщен формат.

• Свързана статия: "10-те клона на физиката и техните области на познание"

Кратка биография на Хендрик Антон Лоренц

Хендрик Антон Лоренц е холандски физик, носител на Нобелова награда по физика през 1902 г. Откритията на Лоренц бяха огромна стъпка в развитието на електромагнитната теория и дадоха тласък теоретични и практически за няколко от важните открития от миналия век, сред които и теорията на относителността на Алберт Айнщайн.

Неговото детство

Хендрик Антон Лоренц е роден на 18 юли 1853 г. в Арнем, Холандия. Родителите му са Герит Фредерик Лоренц, богат градинар, и Гертруида ван Гинкел, която почина, когато Лоренц беше само на четири години. Когато съпругата му почина, Герит Лоренц се жени отново за Люберта Хупкес.

Като дете Хендрик Антон посещава две от трите ежедневни смени в местното училище. Когато първият институт е открит в родния му град през 1866 г., младият Лоренц е готов да започне трети клас. Той беше изключителен ученик, с грандиозни резултати не само за науки като математика и физика, но и за френски, немски и английски език.

• Може да се интересувате от: "Херман фон Хелмхолц: биография на този немски лекар и физик"

Университетско образование и академичен живот

В края на петата и последна година на института Хендрик Антон Лоренц изучава класически езици, нещо, което е необходимо по негово време, за да може да учи в университет. Той се записва през 1870 г. в университета в Лайден и само година по-късно получава диплома по математика и физика.. През 1872 г. той се завръща в родния си Арнем, за да работи като учител по математика следобед в местния институт.

По това време той подготвя докторската си дисертация за отражението и пречупването на светлината, озаглавена на холандски „Over de theorie der terugkaatsing en breking van het licht“. В тази теза той обяснява с голяма яснота концепция, която все още не е била преведена Холандски, а той също се осмели да усъвършенства по този начин електромагнитната теория от Джеймс С. Максуел. Той защитава дисертацията си през 1875 г., като с нея получава докторска степен, когато е само на 22 години.

През 1878 г. той е назначен за професор в университета в Лайден, като отговаря за новата катедра по теоретична физика на институцията. В своята встъпителна лекция той говори за молекулярните теории във физиката, важен текст за историята на Холандска физика и озаглавен „De moleculaire theoriën in de natuurkunde“ (Молекулярни теории в физически).

През 1880 г. Хенрик Лоренц установява връзката между поляризацията на молекула и индекса на пречупване на вещество, съставено от молекули с тази поляризация. Това откритие е направено по същия начин като датския физик Лудвиг Валентин Лоренц, работещ самостоятелно. Поради тази причина тази връзка е известна като формулата на Лоренц-Лоренц.

През 1881 г. Лоренц е приет за член на Кралската нидерландска академия на изкуствата и науките. През същата година се жени за Алета Катарина Кайзер, дъщеря на Дж. У. Кайзер, професор в Академията за изящни изкуства, който ще стане директор на Rijksmuseum в Амстердам. Кайзер беше известен човек, който ще продължи да бъде дизайнер на първите холандски пощенски марки.

• Свързана статия: "Рудолф Клаузиус: биография и приноси на този немски физик и математик"

Електромагнитна теория

През първите двадесет години, живеещи в Лайден, Хенрик Антон Лоренц ги посвещава на изучаването на електромагнитната теория на електричеството, магнетизма и светлината. След известно време той разшири изследванията си до различни теми, включително хидродинамика и обща теория на относителността. Основният му принос е към електромагнетизма, електронната теория и теорията на относителността..

Приблизително по това време намерението на Лоренц е да излезе с уникална теория, която да обясни връзката между електричество, магнетизъм и светлина. Поради тази причина през 1892 г. той публикува "La théorie électromagnétique de Maxwell et son application aux corps mouvants", която, както показва заглавието му, се основава на изследванията на Максуел и потвърди, че явленията на електричеството се дължат на движението на елементарни електрически частици, електрони, термин, който първоначално е създаден от Джордж Джонстоун Стоуни.

По това време беше известно, че електромагнитното излъчване се произвежда от трептене на електрически заряди, но зарядите, генериращи светлина, все още не бяха известни. Предполагаше се, че електрическият ток е съставен от заредени частици, Хендрик Антон Лоренц заключи, че атомите на материята трябва да бъдат заредени частици и предсказа през 1892 г., че трептенията на тези частици трябва да са източник на светлина.

Лоренц заяви, че ако вместо да се използват трансформациите на Галилей се използват други, уравненията на Максуел относно разпространението на светлината са неизменни, така че етерът не трябва да се използва като система от справка. Неговото предложение, което в крайна сметка ще бъде наречено трансформациите на Лоренц, свързваше координатите на пространството и времето, позволявайки описанието на електромагнитни явления, когато те преминават от фиксирана система към друга с постоянна скорост.

С това той не само обясни възприеманото отсъствие на относително движение на Земята по отношение на етера, както показват експериментите на Алберт Ейбрахам Майкълсън и Едуард Морли, но също така послужи на Алберт Айнщайн по-късно, за да предложи теорията за относителността.

Трансформациите на Лоренц са толкова важни за физиката, защото направи променливите уравнения на механиката, което дотогава изглеждаше дори абсурдно. Тези формули описват увеличаването на масата, скъсяването на дължината и забавянето на времето, които са характерни за движещ се обект. Тези идеи положиха основите на специалната теория на Айнщайн и всъщност има хора, които смятат, че предшественикът на нея е Хендрик Антон Лоренц.

• Може да се интересувате от: "Нилс Бор: биография и приноси на този датски физик"

Откриване на ефекта на Зееман и Нобелова награда

През 1880-те години Лоренц възлага на своя ученик и личен асистент Питер Зееман да проучи дали силно магнитно поле може да повлияе на трептенията и дължините на вълната на светлината. Това, което Зееман наблюдава през 1986 г., е, че натриевите D линии в пламък се разлагат под силно магнитно поле, което го кара да формулира това, което днес е известно като ефекта на Зееман. Това постулира, че ако източник на светлина е подложен на магнитно поле, спектралните линии на различни дължини на вълните се разпадат на повече компоненти, с леко честоти различно.

С това откритие, Хендрик Антон Лоренц и Питер Зееман са наградени с Нобелова награда по физика през 1902 г.. Те бяха признати за голямата си работа върху влиянието на магнетизма върху радиационните явления, принос, който би бил от решаващо значение за физика от началото на двадесети век, дотолкова, че ще послужи на Айнщайн да продължи да развива своята теория на относителността и да я формулира така, както я познаваме днес в ден.

През 1907 г., докато е в Лайпциг, Германия, той публикува различни мемоари, събрани под заглавието „Abhandlungen über theoretische Physik“ (Трактати по теоретична физика). През 1909 г. издава книгата си „Теория на електроните”. Между 1919 и 1920 г. той публикува пет тома, в които събира лекциите си по теоретична физика в университета в Лайден.

• Свързана статия: "5-те епохи на историята (и техните характеристики)"

Последните години и смъртта

През 1908 г. Хендрик Антон Лоренц е награден с медала Ръмфорд и медала на Копли., награден от Лондонското кралско общество в чест на научната му работа и изключителни постижения във физиката. През 1912 г. Лоренц е назначен за директор на изследванията в института Тейлер в Харлем и секретар на Холандското общество за науки. Въпреки новите си позиции, той продължава да работи като почетен професор в университета в Лайден, като преподава час всеки понеделник сутрин.

През 1919 г. Лоренц е назначен за президент на комитета за изследване на движението на морската вода, за да организира по време и след възстановяването на язовир Zuiderzee, един от най-големите инженерни работи на всички времена хидравлика. Неговите теоретични изчисления, които са резултат от упорито осемгодишно разследване, се потвърждават на практика. и оттогава те са класика в науката за хидравликата.

Въпреки че получи множество предложения за столове, които да практикува в чужбина, Хендрик Антон Лоренц Той предпочита да остане в родната си Холандия, като работи в университета в Лайден до пенсионирането си през 1923 г. Той ще продължи като почетен професор в институцията до смъртта си.

През 1923 г. Лоренц е избран за член на Международния комитет за интелектуално сътрудничество, орган на Обществото на нациите (ООН преди Втората световна война). Тази комисия беше съставена изключително от най-известните и надарени учени. Лоренц става негов президент през 1925 г. Освен това той беше президент на всички конгреси на Solvay, конференции, на които се срещаха най-изтъкнатите учени от онова време.

През януари 1928 г. Хендрик Антон Лоренц се разболява тежко, като умира на 4 февруари същата година в Харлем., на 74 години. Погребението се проведе на 10 февруари, председателствано от сър Ърнест Ръдърфорд от името на Кралското общество. При последното биене на звънеца, за да покаже, че е 12 часа на обяд, всички телеграфни служби и Холандските телефонни компании стояха три минути в знак на почит към най-големия холандски гражданин в света. епоха.