Hendrik Antoon Lorentz: biografia e contributi di questo fisico olandese

Hendrik Antoon Lorentz è uno degli scienziati più importanti della recente storia olandese, con scoperte che hanno contribuito a fare la fisica come la conosciamo oggi e ad influenzare personaggi illustri come Albert Einstein o Ernest Rutherford.

Molto portato sia per la scienza che per le lingue, Lorentz contribuì al panorama scientifico del suo tempo pubblicando vari lavori sulle sue scoperte scientifiche non solo nella sua nativa olandese, ma anche in francese, tedesco e Inglese.

Descritto come versatile, amichevole e carismatico dai suoi coetanei, Lorentz è passato alla storia come colui che ha dato forza a l'idea che l'elettromagnetismo e la luce fossero correlati a particelle subatomiche caricate negativamente, il elettroni. Oggi scopriremo cosa è successo alla sua vita attraverso questa biografia di Hendrik Antoon Lorentz in formato riassuntivo.

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Breve biografia di Hendrik Antoon Lorentz

Hendrik Antoon Lorentz era un fisico olandese che vinse il Premio Nobel per la Fisica nel 1902. Le scoperte di Lorentz furono un passo immenso nello sviluppo della teoria elettromagnetica e diedero una spinta teorico e pratico ad alcune delle importanti scoperte del secolo scorso, tra cui la Teoria della Relatività di Albert Einstein.

La sua infanzia

Hendrik Antoon Lorentz è nato il 18 luglio 1853 ad Arnhem, nei Paesi Bassi. I suoi genitori erano Gerrit Frederik Lorentz, un ricco orticoltore, e Geertruida van Ginkel, che morì quando Lorentz aveva solo quattro anni. Quando sua moglie morì, Gerrit Lorentz sposò di nuovo Luberta Hupkes.

Da bambino, Hendrik Antoon frequentava due dei tre turni giornalieri della scuola locale. Quando nel 1866 fu aperto il primo istituto nella sua città natale, il giovane Lorentz era pronto per iniziare la terza elementare. Era uno studente eccezionale, con risultati spettacolari non solo per scienze come matematica e fisica, ma anche per francese, tedesco e inglese.

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Istruzione universitaria e vita accademica

Alla fine del quinto e ultimo anno di istituto, Hendrik Antoon Lorentz studiò le lingue classiche, cosa necessaria ai suoi tempi per poter studiare all'università. Si iscrisse nel 1870 all'Università di Leida e, appena un anno dopo, conseguì una laurea in matematica e fisica.. Nel 1872 tornò nella natia Arnhem per lavorare nel pomeriggio come insegnante di matematica presso l'istituto locale.

In questo periodo stava preparando la sua tesi di dottorato sulla riflessione e rifrazione della luce, intitolata in olandese "Over de theorie der terugkaatsing en breking van het licht". In questa tesi ha spiegato con grande chiarezza un concetto che non era ancora stato tradotto in olandese, e ha anche osato perfezionare in questo modo la teoria elettromagnetica di James C. Maxwell. Difese la sua tesi nel 1875, ottenendo con essa il dottorato a soli 22 anni.

Nel 1878 fu nominato professore all'Università di Leida, assumendo la responsabilità del nuovo dipartimento di fisica teorica dell'istituto. Nella sua lezione inaugurale ha parlato delle teorie molecolari in fisica, un testo importante per la storia del fisica olandese e dal titolo "De moleculaire theoriën in de natuurkunde" (Teorie molecolari in fisico).

Nel 1880 Henrik Lorentz stabilì la relazione tra la polarizzazione di una molecola e l'indice di rifrazione di una sostanza composta da molecole con questa polarizzazione. Questa scoperta è stata fatta allo stesso modo del fisico danese Ludwig Valentin Lorenz, che lavorava in modo indipendente. Per questo motivo questa relazione è nota come formula di Lorenz-Lorentz.

Nel 1881 Lorentz fu ammesso come membro dell'Accademia reale olandese delle arti e delle scienze. In quello stesso anno sposato Aletta Catharina Kaiser, figlia di J. W. Kaiser, professore all'Accademia di Belle Arti, che sarebbe diventato il direttore del Rijksmuseum di Amsterdam. Kaiser era una persona illustre, che sarebbe poi stata l'ideatore dei primi francobolli olandesi.

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Teoria elettromagnetica

Durante i primi vent'anni di vita a Leida, Henrik Antoon Lorentz li dedicò allo studio della teoria elettromagnetica dell'elettricità, del magnetismo e della luce. Dopo un po' ha finito per espandere la sua ricerca a vari argomenti, tra cui l'idrodinamica e la relatività generale. I suoi maggiori contributi furono l'elettromagnetismo, la teoria degli elettroni e la relatività..

In questo periodo, l'intenzione di Lorentz era quella di elaborare una teoria unica che spiegasse la relazione tra elettricità, magnetismo e luce. Per questo nel 1892 pubblicò "La théorie électromagnétique de Maxwell et son application aux corps mouvants" che, come indica il titolo, si basava sugli studi di Maxwell e affermava che i fenomeni dell'elettricità sono dovuti a movimenti di particelle elettriche elementari, gli elettroni, termine originariamente creato da George Johnstone pietroso.

A quel tempo si sapeva che la radiazione elettromagnetica era prodotta dall'oscillazione di cariche elettriche, ma le cariche che generavano la luce erano ancora sconosciute. Si presumeva che una corrente elettrica fosse costituita da particelle cariche, Hendrik Antoon Lorentz dedusse che gli atomi della materia dovessero essere particelle cariche e predisse, nel 1892, che le oscillazioni di queste particelle dovevano essere la sorgente della luce.

Lorentz affermò che, se invece di usare le trasformazioni di Galileo ne fossero usate altre, le equazioni di Maxwell sulla propagazione della luce erano invariabili, quindi l'etere non dovrebbe essere usato come un sistema di riferimento. La sua proposta, che sarebbe stata chiamata trasformazioni di Lorentz, riguardava le coordinate dello spazio e del tempo, permettendo la descrizione dei fenomeni elettromagnetici quando passano da un sistema fisso ad un altro con velocità costante.

Con questo, non solo ha spiegato l'assenza percepita di moto relativo della Terra rispetto all'etere, come hanno indicato gli esperimenti di Albert Abraham Michelson e Edward Morley, ma in seguito servì anche ad Albert Einstein per proporre la teoria di relatività.

Le trasformazioni di Lorentz sono così importanti per la fisica perché rese variabili le equazioni della meccanica, che fino a quel momento sembravano addirittura assurde. Queste formule descrivono l'aumento di massa, l'accorciamento in lunghezza e la dilatazione del tempo che sono caratteristici di un oggetto in movimento. Queste idee gettarono le basi per la teoria speciale di Einstein, e infatti c'è chi crede che il precursore di essa sia stato Hendrik Antoon Lorentz.

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Scoperta dell'effetto Zeeman e premio Nobel

Durante il 1880, Lorentz incaricò il suo allievo e assistente personale Pieter Zeeman di indagare se un forte campo magnetico potesse influenzare le oscillazioni e le lunghezze d'onda della luce. Ciò che Zeeman osservò nel 1986 fu che le linee D di sodio in una fiamma si decompongono sotto un forte campo magnetico, spingendolo a formulare quello che oggi è noto come effetto Zeeman. Questo postula che se una sorgente luminosa è soggetta a un campo magnetico, le righe spettrali di lunghezze d'onda diverse si scompongono in più componenti, con frequenze leggermente diverso.

Con questa scoperta, Hendrik Antoon Lorentz e Pieter Zeeman ricevettero il Premio Nobel per la Fisica nel 1902. Furono riconosciuti per il loro grande lavoro sull'influenza del magnetismo sui fenomeni di radiazione, un contributo che sarebbe stato cruciale per la fisica del primo Novecento, tanto che sarebbe servito ad Einstein continuare a sviluppare la sua Teoria della Relatività e formularla come la conosciamo oggi in giorno.

Nel 1907, mentre si trovava a Lipsia, in Germania, pubblicò varie memorie raccolte sotto il titolo "Abhandlungen über theoretische Physik" (Trattati di fisica teorica). Nel 1909 pubblicò il suo libro "Teoria degli elettroni". Tra il 1919 e il 1920 pubblicò cinque volumi in cui raccoglieva le sue lezioni di fisica teorica all'Università di Leida.

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Gli ultimi anni e la morte

Nel 1908, Hendrik Antoon Lorentz ricevette la medaglia Rumford e la medaglia Copley., assegnato dalla Royal Society di Londra in onore del suo lavoro scientifico e degli eccezionali risultati in fisica. Nel 1912 Lorentz fu nominato direttore della ricerca presso il Teyler Institute di Haarlem e segretario della Dutch Society for Sciences. Nonostante le sue nuove posizioni, ha continuato a lavorare come professore onorario all'Università di Leiden, insegnando ogni lunedì mattina.

Nel 1919 Lorentz fu nominato presidente del comitato per lo studio dei movimenti dell'acqua di mare per organizzare durante e dopo il recupero della diga di Zuiderzee, una delle più grandi opere di ingegneria di tutti i tempi idraulica. I suoi calcoli teorici, frutto di un'ardua indagine durata otto anni, trovarono conferma nella pratica. e da allora sono stati un classico nella scienza dell'idraulica.

Nonostante abbia ricevuto numerose proposte di cattedre per esercitare all'estero, Hendrik Antoon Lorentz Ha preferito rimanere nella sua nativa Olanda, lavorando presso l'Università di Leiden fino al suo ritiro nel 1923. Continuerà come professore emerito dell'istituto fino alla sua morte.

Nel 1923 Lorentz fu eletto membro del Comitato internazionale per la cooperazione intellettuale, un organismo della Società delle Nazioni (l'ONU prima della seconda guerra mondiale). Questo comitato era composto esclusivamente dagli accademici più illustri e dotati. Lorentz ne divenne presidente nel 1925. Inoltre, è stato presidente di tutti i Congressi Solvay, convegni in cui si incontravano i più eminenti scienziati dell'epoca.

Nel gennaio 1928, Hendrik Antoon Lorentz si ammalò gravemente, morendo il 4 febbraio dello stesso anno ad Haarlem., all'età di 74 anni. Il funerale si è tenuto il 10 febbraio, presieduto da Sir Ernest Rutherford a nome della Royal Society. All'ultimo suono del campanello per indicare che erano le 12, tutti i servizi telegrafici e Le compagnie telefoniche olandesi hanno resistito per tre minuti in omaggio al più grande cittadino olandese del mondo. epoca.