Hendrik Antoon Lorentz: biographie et contributions de ce physicien néerlandais

Hendrik Antoon Lorentz est l'un des scientifiques les plus importants de l'histoire néerlandaise récente, avec des découvertes qui ont contribué à faire de la physique telle que nous la connaissons aujourd'hui et à influencer d'illustres personnalités comme Albert Einstein ou Ernest Rutherford.

Très attaché à la fois aux sciences et aux langues, Lorentz a contribué au panorama scientifique de son temps en publiant divers ouvrages sur ses découvertes scientifiques non seulement dans son néerlandais natal, mais aussi en français, allemand et Anglais.

Décrit comme polyvalent, amical et charismatique par ses pairs, Lorentz est entré dans l'histoire comme celui qui a donné la force à l'idée que l'électromagnétisme et la lumière étaient liés à des particules subatomiques chargées négativement, le électrons. Aujourd'hui, nous allons découvrir ce qui est arrivé à sa vie à travers cette biographie de Hendrik Antoon Lorentz sous forme de résumé.

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Brève biographie de Hendrik Antoon Lorentz

Hendrik Antoon Lorentz était un physicien néerlandais qui a remporté le prix Nobel de physique en 1902. Les découvertes de Lorentz ont été une étape immense dans le développement de la théorie électromagnétique, et elles ont donné un coup de pouce théorique et pratique à plusieurs des découvertes importantes du siècle dernier, parmi lesquelles la théorie de la relativité d'Albert Einstein.

Son enfance

Hendrik Antoon Lorentz est né le 18 juillet 1853 à Arnhem, aux Pays-Bas. Ses parents étaient Gerrit Frederik Lorentz, un riche horticulteur, et Geertruida van Ginkel, décédée alors que Lorentz n'avait que quatre ans. Lorsque sa femme est décédée, Gerrit Lorentz a de nouveau épousé Luberta Hupkes.

Enfant, Hendrik Antoon a assisté à deux des trois quarts de travail quotidiens de l'école locale. Lorsque le premier institut a été ouvert dans sa ville natale en 1866, le jeune Lorentz était prêt à commencer la troisième année. C'était un étudiant exceptionnel, avec des résultats spectaculaires non seulement pour des sciences comme les mathématiques et la physique, mais aussi pour le français, l'allemand et l'anglais.

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Formation universitaire et vie académique

A la fin de la cinquième et dernière année de l'institut, Hendrik Antoon Lorentz a étudié les langues classiques, ce qui était nécessaire à son époque pour pouvoir étudier à l'université. Il s'est inscrit en 1870 à l'Université de Leyde et, juste un an plus tard, il a obtenu un diplôme d'études supérieures en mathématiques et en physique.. En 1872, il retourna dans son Arnhem natal pour travailler l'après-midi comme professeur de mathématiques à l'institut local.

À cette époque, il préparait sa thèse de doctorat sur la réflexion et la réfraction de la lumière, intitulée en néerlandais « Over de theorie der terugkaatsing en breking van het licht ». Dans cette thèse, il a expliqué avec une grande clarté un concept qui n'avait pas encore été traduit en néerlandais, et il osa aussi perfectionner ainsi la théorie électromagnétique par James C. Maxwell. Il soutient sa thèse en 1875 et obtient avec elle son doctorat alors qu'il n'a que 22 ans.

En 1878, il est nommé professeur à l'Université de Leyde, prenant en charge le nouveau département de physique théorique de l'institution. Dans sa leçon inaugurale, il a parlé des théories moléculaires en physique, un texte important pour l'histoire de Physique néerlandaise et intitulé "De moleculaire theoriën in de natuurkunde" (Théories moléculaires dans physique).

En 1880, Henrik Lorentz établit la relation entre la polarisation d'une molécule et l'indice de réfraction d'une substance composée de molécules ayant cette polarisation. Cette découverte a été faite de la même manière que le physicien danois Ludwig Valentin Lorenz, travaillant de manière indépendante. Pour cette raison, cette relation est connue sous le nom de formule de Lorenz-Lorentz.

En 1881, Lorentz est admis comme membre de l'Académie royale des arts et des sciences des Pays-Bas. Cette même année marié Aletta Catharina Kaiser, fille de J. W. Kaiser, professeur à l'Académie des beaux-arts, qui deviendra directeur du Rijksmuseum d'Amsterdam. Kaiser était une personne illustre, qui allait devenir le créateur des premiers timbres-poste néerlandais.

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Théorie électromagnétique

Au cours des vingt premières années à Leyde, Henrik Antoon Lorentz les a consacrés à l'étude de la théorie électromagnétique de l'électricité, du magnétisme et de la lumière. Après un certain temps, il a fini par étendre ses recherches à divers sujets, dont l'hydrodynamique et la relativité générale. Ses principales contributions ont été l'électromagnétisme, la théorie des électrons et la relativité..

À cette époque, l'intention de Lorentz était de proposer une théorie unique qui expliquerait la relation entre l'électricité, le magnétisme et la lumière. C'est pourquoi, en 1892, il publie « La théorie électromagnétique de Maxwell et son application aux corps mouvants » qui, comme son titre l'indique, se fonde sur les études de Maxwell et a affirmé que les phénomènes de l'électricité sont dus aux mouvements de particules électriques élémentaires, les électrons, un terme qui a été créé à l'origine par George Johnstone Stoney.

À cette époque, on savait que le rayonnement électromagnétique était produit par l'oscillation de charges électriques, mais les charges qui généraient la lumière étaient encore inconnues. On supposait qu'un courant électrique était composé de particules chargées, Hendrik Antoon Lorentz déduit que les atomes de matière doivent être des particules chargées et prédit, en 1892, que les oscillations de ces particules doivent être la source de lumière.

Lorentz a déclaré que, si au lieu d'utiliser les transformations de Galileo d'autres ont été utilisés, les équations de Maxwell sur la propagation de la lumière étaient invariables, donc l'éther ne doit pas être utilisé comme un système de référence. Sa proposition, qui finira par s'appeler les transformations de Lorentz, mettait en rapport les coordonnées de l'espace et du temps, permettant la description des phénomènes électromagnétiques lorsqu'ils passent d'un système fixe à un autre à vitesse constante.

Avec cela, il a non seulement expliqué l'absence perçue de mouvement relatif de la Terre par rapport à l'éther, comme les expériences l'ont indiqué d'Albert Abraham Michelson et d'Edward Morley, mais a également servi à Albert Einstein plus tard pour proposer la théorie de relativité.

Les transformations de Lorentz sont si importantes en physique parce que fait des variables les équations de la mécanique, qui jusque-là paraissaient même absurdes. Ces formules décrivent l'augmentation de la masse, le raccourcissement de la longueur et la dilatation du temps qui sont caractéristiques d'un objet en mouvement. Ces idées ont jeté les bases de la théorie spéciale d'Einstein, et en fait, il y a ceux qui croient que le précurseur de celle-ci était Hendrik Antoon Lorentz.

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Découverte de l'effet Zeeman et prix Nobel

Au cours des années 1880, Lorentz a chargé son étudiant et assistant personnel Pieter Zeeman d'étudier si un champ magnétique puissant pouvait affecter les oscillations et les longueurs d'onde de la lumière. Ce que Zeeman a observé en 1986, c'est que les raies du sodium D dans une flamme se décomposent sous un fort champ magnétique, ce qui l'a incité à formuler ce que l'on appelle aujourd'hui l'effet Zeeman. Ceci postule que si une source lumineuse est soumise à un champ magnétique, les raies spectrales de différentes longueurs d'onde se décomposent en plusieurs composants, avec des fréquences légèrement différent.

Avec cette découverte, Hendrik Antoon Lorentz et Pieter Zeeman ont reçu le prix Nobel de physique en 1902. Ils ont été reconnus pour leurs grands travaux sur l'influence du magnétisme sur les phénomènes de rayonnement, contribution qui sera cruciale pour la physique du début du vingtième siècle, à tel point qu'il servirait à Einstein de continuer à développer sa théorie de la relativité et de la formuler telle que nous la connaissons aujourd'hui dans jour.

En 1907, alors qu'il se trouve à Leipzig, en Allemagne, il publie divers mémoires rassemblés sous le titre « Abhandlungen über theoretische Physik » (Traités de physique théorique). En 1909, il publie son livre "Théorie des électrons". Entre 1919 et 1920, il publie cinq volumes dans lesquels il rassemble ses cours de physique théorique à l'Université de Leyde.

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Les dernières années et la mort

En 1908, Hendrik Antoon Lorentz a reçu la médaille Rumford et la médaille Copley., décerné par la Royal Society de Londres en l'honneur de ses travaux scientifiques et de ses réalisations exceptionnelles en physique. En 1912, Lorentz est nommé directeur de recherche à l'Institut Teyler de Haarlem et secrétaire de la Société néerlandaise des sciences. Malgré ses nouvelles fonctions, il a continué à travailler comme professeur honoraire à l'Université de Leyde, donnant un cours tous les lundis matins.

En 1919 Lorentz est nommé président du comité d'étude des mouvements de l'eau de mer pour organiser pendant et après la récupération du barrage Zuiderzee, l'un des plus grands travaux d'ingénierie de tous les temps hydraulique. Ses calculs théoriques, qui étaient le résultat d'une enquête ardue de huit ans, ont été confirmés dans la pratique. et depuis lors, ils sont devenus un classique de la science hydraulique.

Malgré de nombreuses propositions de chaires pour exercer à l'étranger, Hendrik Antoon Lorentz Il préféra rester dans sa Hollande natale, travaillant à l'Université de Leyde jusqu'à sa retraite en 1923. Il continuera comme professeur émérite de l'institution jusqu'à sa mort.

En 1923, Lorentz a été élu membre du Comité international de coopération intellectuelle, un organe de la Société des Nations (l'ONU d'avant la Seconde Guerre mondiale). Ce comité était composé exclusivement des universitaires les plus illustres et les plus doués. Lorentz en devient le président en 1925. De plus, il a été président de tous les Congrès Solvay, conférences où se réunissaient les scientifiques les plus éminents de l'époque.

En janvier 1928, Hendrik Antoon Lorentz tombe gravement malade et meurt le 4 février de la même année à Haarlem., à l'âge de 74 ans. Les funérailles ont eu lieu le 10 février, présidées par Sir Ernest Rutherford au nom de la Royal Society. Au dernier coup de cloche pour indiquer qu'il était midi, tous les services télégraphiques et Les compagnies de téléphone néerlandaises ont tenu trois minutes en hommage au plus grand citoyen néerlandais du monde. époque.