Lorenz, Hendrik

Hendrik Anton Lorenz

netherl. Hendrik Antoon Lorentz

Muotokuva vuodelta 1902

Nimi syntyessään

netherl. Hendrik Antoon Lorentz

Syntymäaika

18. heinäkuuta 1853

Syntymäpaikka

Arnhem , Alankomaat

Kuolinpäivämäärä

4. helmikuuta 1928 (74-vuotias)

Kuoleman paikka

Haarlem , Alankomaat

Maa

Alankomaat [1]

Tieteellinen ala

teoreettinen fysiikka

Työpaikka

Timmer School (Arnhem),
Leidenin yliopisto ,
Taylor Museum

Alma mater

Leidenin yliopisto

Akateeminen tutkinto

PhD [2]

tieteellinen neuvonantaja

Peter Reike

Opiskelijat

Adrian Fokker ,
Leonard Ornstein

Tunnetaan

klassisen elektroniteorian luoja

Palkinnot ja palkinnot

Nobelin fysiikan palkinto ( 1902 )

Copley-mitali ( 1918 )

Työskentelee Wikisourcessa

Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa

Hendrik Anton Lorentz ( hollantilainen. Hendrik Antoon Lorentz ; 18. heinäkuuta 1853 , Arnhem , Alankomaat - 4. helmikuuta 1928 , Haarlem , Alankomaat ) - hollantilainen teoreettinen fyysikko , fysiikan Nobel-palkinnon voittaja (1902, yhdessä muiden Peter Zeemanin kanssa ) palkinnot, Alankomaiden kuninkaallisen tiedeakatemian jäsen (1881), useissa ulkomaisissa tiedeakatemioissa ja tiedeseuroissa.

Lorentz tunnetaan parhaiten työstään sähködynamiikan ja optiikan parissa . Yhdistämällä jatkuvan sähkömagneettisen kentän käsitteen aineen muodostavien diskreettien sähkövarausten käsitteeseen , hän loi klassisen elektroniikkateorian ja sovelsi sitä monien erityisongelmien ratkaisemiseen: hän sai ilmaisun sähkömagneettisesta voimasta, joka vaikuttaa liikkuvaan varaukseen. kenttä ( Lorentzin voima ), johti kaavan, joka yhdistää aineen taitekertoimen sen tiheyteen ( Lorentz-Lorentzin kaava ), kehitti valon dispersion teorian , selitti useita magneto-optisia ilmiöitä (erityisesti Zeeman-ilmiötä ) ja joitakin metallien ominaisuuksia . Elektronisen teorian perusteella tiedemies kehitti liikkuvien välineiden sähködynamiikan, mukaan lukien hypoteesin esittäminen kappaleiden pienenemisestä niiden liikkeen suunnassa ( Fitzgerald-Lorentzin supistuminen ), esitteli käsitteen "paikallinen aika", sai relativistinen lauseke massan riippuvuudelle nopeudesta, johdetuista koordinaattien ja ajan välisistä suhteista toistensa suhteen liikkuvissa inertiaalisissa vertailukehyksissä ( Lorentzin muunnokset ). Lorentzin työ vaikutti erityissuhteellisuusteorian ja kvanttifysiikan ideoiden muodostumiseen ja kehittämiseen . Lisäksi hän sai useita merkittäviä tuloksia termodynamiikasta ja kaasujen kineettisestä teoriasta , yleisestä suhteellisuusteoriasta ja lämpösäteilyn teoriasta .

Elämäkerta

Alkuperä ja lapsuus (1853-1870)

Hendrik Anton Lorenz syntyi 15. heinäkuuta 1853 Arnhemissa . Hänen esi-isänsä olivat kotoisin Reinin alueelta Saksasta ja harjoittivat pääasiassa maataloutta. Tulevan tiedemiehen Gerrit Frederik Lorentzin ( Gerrit Frederik Lorentz , 1822-1893) isä omisti hedelmäpuiden taimitarhan Velpin lähellä . Hendrik Antonin äiti, Gertrud van Ginkel ( Geertruida van Ginkel , 1826-1861), varttui Rensvaudissa Utrechtin maakunnassa , oli naimisissa, leski varhain ja kolmantena leskevuotena naimisissa toisen kerran - Gerrit Frederickin kanssa. Heillä oli kaksi poikaa, mutta toinen heistä kuoli lapsena; Hendrik Anton kasvatettiin yhdessä Hendrik Jan Jakobin kanssa, Gertruden pojan ensimmäisestä avioliitosta. Vuonna 1862 , vaimonsa varhaisen kuoleman jälkeen, perheen isä meni naimisiin Luberta Hupkesin ( Luberta Hupkes , 1819/1820-1897) kanssa, josta tuli huolehtiva äitipuoli lapsille [3] .

Kuuden vuoden iässä Hendrik Anton aloitti Timmerin peruskoulun. Täällä fysiikan oppikirjojen ja populaaritieteellisten kirjojen kirjoittajan Gert Cornelis Timmerin tunneilla nuori Lorentz tutustui matematiikan ja fysiikan perusteisiin . Vuonna 1866 tuleva tiedemies läpäisi pääsykokeet Arnhemissa äskettäin avatun korkeamman siviilikoulun ( Niderl. Hogereburgerschool ), joka vastasi suunnilleen lukiota. Hendrik Antonille opiskelu oli helppoa, mitä auttoi opettajien pedagoginen lahjakkuus, ensisijaisesti useiden tunnettujen fysiikan oppikirjojen kirjoittaja H. Van der Stadt ja kemiaa opettanut Jacob Martin van Bemmelen. Kuten Lorentz itse myönsi, van der Stadt juurrutti häneen rakkauden fysiikkaan. Toinen tärkeä kohtaus tulevan tiedemiehen elämässä oli tutustuminen samalla luokalla opiskelevaan Herman Hagaan ( hollantilainen Herman Haga ), josta tuli myöhemmin myös fyysikko; he pysyivät läheisinä ystävinä koko elämänsä ajan. Luonnontieteiden lisäksi Hendrik Anton oli kiinnostunut historiasta, luki useita teoksia Hollannin ja Englannin historiasta, piti historiallisista romaaneista ; kirjallisuudessa hänet houkuttelivat englantilaisten kirjailijoiden Walter Scottin , William Thackerayn ja erityisesti Charles Dickensin työt . Hyvällä muistilla Lorenz opiskeli useita vieraita kieliä (englantia, ranskaa ja saksaa), ja ennen yliopistoon tuloaan hän hallitsi itsenäisesti kreikan ja latinan. Huolimatta sosiaalisesta luonteestaan Hendrik Anton oli ujo henkilö eikä halunnut puhua kokemuksistaan edes sukulaistensa kanssa. Hän oli vieras mystiikkalle , ja tyttärensä mukaan häneltä "evättiin usko Jumalan armoon... Usko järjen korkeimpaan arvoon ... korvasi hänen uskonnollisen vakaumuksensa" [4] .

Opiskelu yliopistossa. Tieteen ensimmäiset askeleet (1870-1877)

Vuonna 1870 Lorenz astui Leidenin yliopistoon , Hollannin vanhimpaan yliopistoon. Täällä hän osallistui fyysikko Peter Reiken ( hollantilainen Pieter Rijke ) ja matemaatikon Pieter van Geerin ( Pieter van Geer ) luennoille , jotka pitivät analyyttisen geometrian kurssin , mutta hänestä tuli lähimpänä tähtitieteen professori Frederick Kaiseria , joka oppi uudesta lahjakkaasta opiskelija entiseltä opiskelijaltaan Wang der Stadtilta. Juuri yliopistossa opiskellessaan tuleva tiedemies tutustui James Clerk Maxwellin perustöihin eikä voinut helposti ymmärtää niitä, mitä helpotti Hermann Helmholtzin , Augustin Fresnelin ja Michael Faradayn töiden tutkiminen . Marraskuussa 1871 Lorenz läpäisi mestarin kokeet arvosanoin ja päätti valmistautua tohtorintutkintoonsa itse, lähti Leidenistä helmikuussa 1872. Palattuaan Arnhemiin hänestä tuli matematiikan opettaja yökoulussa ja Timmerin koulussa, jossa hän oli kerran opiskellut itse; tämä työ jätti hänelle tarpeeksi vapaa-aikaa tieteen tekemiseen [5] . Lorentzin tutkimuksen pääsuunta oli Maxwellin sähkömagneettinen teoria . Lisäksi hän järjesti koulun laboratoriossa optisia ja sähköisiä kokeita ja jopa yritti onnistumatta todistaa sähkömagneettisten aaltojen olemassaoloa tutkimalla Leydenin purkin purkauksia . Myöhemmin, viitaten brittiläisen fyysikon kuuluisaan työhön, Lorentz sanoi: "Hänen" Trakaatti sähköstä ja magnetismista" tuotti minulle kenties yhden elämäni voimakkaimmista vaikutelmista; Valon tulkinta sähkömagneettisena ilmiönä oli rohkeampi kuin mikään tähän mennessä tuntemani. Mutta Maxwellin kirja ei ollut helppo! Kirjoitettu vuosina, jolloin tiedemiehen ideat eivät olleet vielä saaneet lopullista muotoilua, se ei edustanut täydellistä kokonaisuutta eikä antanut vastauksia moniin kysymyksiin” [6] .

Vuonna 1873 Lorenz suoritti tohtorintutkintonsa [7] ja 11. joulukuuta 1875 Leidenissä hän puolusti väitöskirjaansa "Valon heijastuksen ja taittumisen teoriasta" ( hollanti. Over de theorie der terugkaatsing en breking van het licht ) kunnianosoituksella ( magna cum laude ) , jossa hän selitti näitä prosesseja Maxwellin teorian pohjalta. Puolustuksen jälkeen nuori tieteiden tohtori palasi entiseen elämäänsä Arnhemin opettajana. Kesällä 1876 hän käveli ystäviensä kanssa Sveitsin halki . Tähän mennessä hänen edessään oli kysymys siirtymisestä kokonaan matematiikkaan: juuri tätä tieteenalaa hän opetti menestyksekkäästi koulussa, ja siksi Utrechtin yliopisto tarjosi hänelle matematiikan professorin virkaa. Kuitenkin Lorenz, toivoen palaavansa alma materiinsa, hylkäsi tämän tarjouksen ja päätti ryhtyä väliaikaiseksi opettajaksi Leidenin klassiseen lukioon. Pian Leidenin yliopistossa tapahtui tärkeä muutos: fysiikan laitos jaettiin kahteen osaan - kokeelliseen ja teoreettiseen. Uutta teoreettisen fysiikan professorin virkaa tarjottiin ensin Jan Diederik van der Waalsille , ja kun hän kieltäytyi, Lorenz nimitettiin tähän tehtävään [8] . Se oli ensimmäinen teoreettisen fysiikan oppituoli Alankomaissa ja yksi ensimmäisistä Euroopassa; Lorentzin menestyksekäs työ tällä alalla vaikutti teoreettisen fysiikan muodostumiseen itsenäiseksi tieteenalaksi [7] .

Leidenin professori (1878–1911)

25. tammikuuta 1878 Lorentz otti virallisesti professorin arvonimen pitäen johdantopuheraportin "Molecular Theories in Physics". Erään entisen oppilaansa mukaan nuorella professorilla oli "kaikesta ystävällisyydestään ja yksinkertaisuudestaan huolimatta erikoinen lahja säilyttää tietty etäisyys itsensä ja opiskelijoidensa välillä, ei lainkaan pyrkinyt tähän eikä huomannut sitä itse" [9] . Lorenzin luennot olivat suosittuja opiskelijoiden keskuudessa; hän piti opettamisesta huolimatta siitä, että tämä toiminta vei huomattavan osan hänen ajastaan. Lisäksi vuonna 1883 hän otti lisätyökuorman korvaamalla kollegansa Heike Kamerling-Onnesin , joka sairauden vuoksi ei voinut opettaa yleisen fysiikan kurssia lääketieteellisessä tiedekunnassa; Lorentz piti näitä luentoja jopa Onnesin toipumisen jälkeen vuoteen 1906 asti. Hänen luentojensa perusteella julkaistiin sarja tunnettuja oppikirjoja, joita painettiin toistuvasti ja käännettiin useille kielille. Vuonna 1882 professori Lorenz aloitti popularisointitoimintansa, hänen puheensa laajalle yleisölle menestyivät hänen lahjakkuutensa ansiosta selittää monimutkaisia tieteellisiä kysymyksiä helposti ja selkeästi [10] .

Kesällä 1880 Lorenz tapasi Aletta Kaiserin ( Aletta Catharina Kaiser , 1858-1931), professori Kaiserin veljentytön ja kuuluisan kaivertajan Johann Wilhelm Kaiserin ( hollantilainen Johann Wilhelm Kaiser ), Amsterdamin valtionmuseon johtajan tyttären. . Samana kesänä kihlattiin, ja seuraavan vuoden alussa nuoret menivät naimisiin [11] . Vuonna 1885 heillä oli tytär Gertrude Lubert ( hollanniksi Geertruida de Haas-Lorentz ), joka sai nimet tiedemiehen äidin ja äitipuolen kunniaksi. Samana vuonna Lorenz osti talon osoitteesta 48 Heugracht, jossa perhe vietti hiljaista, mitattua elämää. Vuonna 1889 syntyi toinen tytär Johanna Wilhelmina, vuonna 1893 ensimmäinen alle vuoden elänyt poika ja vuonna 1895 toinen poika Rudolf [12] . Vanhin tytär tuli myöhemmin isänsä opiskelijaksi, opiskeli fysiikkaa ja matematiikkaa ja oli naimisissa kuuluisan tiedemiehen Wander Johannes de Haasin kanssa, Kamerling-Onnesin opiskelijan [13] .

Lorenz vietti ensimmäiset vuotensa Leidenissä vapaaehtoisesti eristäytyen: hän julkaisi vähän ulkomailla ja käytännössä vältti kontakteja ulkomaailmaan (tämä johtui luultavasti hänen ujoisuudestaan). Hänen työnsä oli vähän tunnettu Hollannin ulkopuolella 1890-luvun puoliväliin asti. Vasta vuonna 1897 hän osallistui ensimmäisen kerran Düsseldorfissa pidettyyn saksalaisten luonnontieteilijöiden ja lääkäreiden kongressiin , ja siitä lähtien hänestä tuli säännöllinen osallistuja suuriin tieteellisiin konferensseihin. Hän tapasi sellaisia kuuluisia eurooppalaisia fyysikot kuin Ludwig Boltzmann , Wilhelm Wien , Henri Poincaré , Max Planck , Wilhelm Roentgen ja muut. Myös Lorentzin tunnustus tiedemiehenä kasvoi, mitä helpotti hänen luoman elektroniikkateorian menestys, joka täydensi Maxwellin sähködynamiikkaa ajatuksella "sähköatomeista" eli varautuneiden aineiden olemassaolosta. hiukkasia, jotka muodostavat aineen. Ensimmäinen versio tästä teoriasta julkaistiin vuonna 1892; Myöhemmin kirjoittaja kehitti sitä aktiivisesti ja käytti kuvaamaan erilaisia optisia ilmiöitä ( dispersio , metallien ominaisuudet , liikkuvien välineiden sähködynamiikan perusteet ja niin edelleen). Yksi elektroniteorian silmiinpistävimmistä saavutuksista oli Peter Zeemanin vuonna 1896 löytämä spektrilinjojen halkeamisen ennustaminen ja selitys magneettikentässä . Vuonna 1902 Zeeman ja Lorentz jakoivat Nobelin fysiikan palkinnon ; Leidenin professorista tuli siten ensimmäinen teoreetikko, joka sai tämän palkinnon [14] . Elektroniteorian menestys johtui suurelta osin sen tekijän herkkyydestä erilaisille ideoille ja lähestymistavoille, hänen kyvystään yhdistää eri teoreettisten järjestelmien elementtejä. Kuten historioitsija Olivier Darrigol kirjoitti,

Kuten maansa avoimuudelle soveli, hän luki saksan, englannin ja ranskan lähteitä umpimähkäisesti. Hänen tärkeimmät inspiraationsa, Helmholtz, Maxwell ja Fresnel, kuuluivat hyvin erilaisiin, joskus yhteensopimattomiin perinteisiin. Vaikka eklektiikka saattoi aiheuttaa hämmennystä tavallisessa mielessä, Lorentz käytti sitä hyväkseen.

Alkuperäinen teksti (englanniksi)[ näytäpiilottaa] Kuten hänen maansa avoimuudelle soveli, hän luki umpimähkään saksalaisista, englannin- ja ranskalaisista lähteistä. Hänen tärkeimmät inspiraationsa, Helmholtz, Maxwell ja Fresnel, kuuluivat hyvin erilaisiin, joskus ristiriitaisiin perinteisiin. Vaikka tavallisessa mielessä eklektiikka olisi voinut aiheuttaa hämmennystä, Lorentz hyötyi siitä. - Darrigol O. Elektrodynamiikka Amperesta Einsteiniin. - Oxford University Press, 2000. - s. 322.

Nyt eri puolilta maailmaa Lorenz sai kutsuja tehdä erikoisraportteja: hän vieraili Berliinissä (1904) ja Pariisissa (1905), ja keväällä 1906 hän piti luentosarjan Columbia Universityssä New Yorkissa. Pian muut yliopistot alkoivat salametsästää häntä; erityisesti Münchenin yliopisto vuonna 1905 tarjosi hänelle paljon paremmat ehdot kuin Leidenissä. Tiedemies ei kuitenkaan kiirehtinyt nousemaan ja luopumaan hiljaisesta elämästä pikkukaupungissa, ja sen jälkeen kun Alankomaiden opetusministeriö paransi merkittävästi hänen työolojaan (luentomäärää vähennettiin, assistentti määrättiin, erillinen toimisto ja henkilökohtainen laboratorio), hän lopulta hylkäsi ajatukset liikkumisesta [15] . Vuonna 1909 Lorenz nimitettiin Hollannin kuninkaallisen tiedeakatemian fysiikan osaston puheenjohtajaksi, ja hän toimi tässä tehtävässä kaksitoista vuotta [16] .

Suhteellisuusteorian tulo ja ensimmäiset kvanttiideat asettivat kyseenalaiseksi Lorentzin elektroniikkateorian ja yleisesti klassisen fysiikan pätevyyden. Hollantilainen tiedemies yritti viimeiseen asti löytää tien ulos umpikujasta, johon vanha fysiikka joutui, mutta ei onnistunut tässä. Kuten Torichan Kravets kirjoitti Lorentzin "Elektroniteorian" Neuvostoliiton painoksen esipuheessa , "hänen taistelunsa opetuksensa puolesta on todella suurenmoista. Myös kirjoittajan tieteellinen puolueettomuus, joka kunnioittavasti kohtaa kaikki vastalauseet, kaikki vaikeudet, on myös silmiinpistävää. Luettuasi hänen kirjansa näet omin silmin, että kaikki on tehty vanhojen vakiintuneiden näkemysten pelastamiseksi – eikä tämä kaikki ole tuonut heille pelastusta” [17] . Huolimatta klassikoiden ihanteiden noudattamisesta ja varovaisesta suhtautumisestaan uusiin käsitteisiin, Lorentz oli selvästi tietoinen vanhan epätäydellisyydestä ja uusien tieteellisten ideoiden hedelmällisyydestä. Syksyllä 1911 Brysselissä pidettiin ensimmäinen Solvay-kongressi , joka kokosi yhteen johtavat eurooppalaiset fyysikot keskustelemaan säteilyn kvanttiteoriasta. Tämän kongressin puheenjohtajana toimi Lorenz, jonka ehdokkuudesta tuli erittäin onnistunut hänen suuren auktoriteetin, useiden kielten taidon ja kyvyn ohjata keskusteluja oikeaan suuntaan. Kollegat tunnustivat hänen ansiot kongressin pitämisessä korkealla tieteellisellä tasolla; Niinpä Albert Einstein kutsui yhdessä kirjeessään Lorentzia "älykkyyden ja tahdikkuuden ihmeeksi" [18] . Ja tässä on vaikutelma, jonka kommunikaatio hollantilaisen tiedemiehen kanssa teki Max Bornista : "Siistiin häntä katsoessa oli hänen silmiensä ilme - hämmästyttävä yhdistelmä syvää ystävällisyyttä ja ironista ylivoimaa. Hänen puheensa vastasi tätä - selkeää, pehmeää ja vakuuttavaa, mutta samalla ironisia sävyjä. Lorenzin käytös oli rakastavan ystävällistä…” [19]

Haarlem (1912–1928)

Vuonna 1911 Lorenz sai tarjouksen ryhtyä kuraattoriksi Taylor-museoon , jossa oli fysiikan toimisto ja laboratorio, sekä Hollannin tiedeseuran ( Koninklijke Hollandsche Maatschappij der Wetenschappen ) kuraattoriksi Haarlemissa . Tiedemies suostui ja alkoi etsiä seuraajaa Leidenin professorin virkaan. Einsteinin kieltäytymisen jälkeen, joka oli tuolloin jo hyväksynyt kutsun Zürichistä , Lorentz kääntyi Pietarissa työskennellyn Paul Ehrenfestin puoleen . Syksyllä 1912 , kun viimeksi mainitun ehdokas hyväksyttiin virallisesti, Lorenz muutti lopulta Haarlemiin [20] . Taylor-museossa hän sai pienen laboratorion henkilökohtaiseen käyttöönsä; hänen tehtäviinsä kuului suosittujen fysiikan opettajien luentoja, joita hän alkoi lukea itse. Lisäksi hän toimi vielä kymmenen vuotta ylimääräisenä professorina Leidenin yliopistossa ja joka maanantai kello 11 aamulla hän piti siellä erityisluentoja, jotka omistivat viimeisimmille fysikaalisille ideoille. Tämä perinteinen seminaari saavutti laajan suosion tieteellisessä maailmassa, ja siihen osallistui monia kuuluisia tutkijoita ympäri maailmaa [21] .

Iän myötä Lorenz kiinnitti yhä enemmän huomiota sosiaaliseen toimintaan, erityisesti koulutuksen ja kansainvälisen tieteellisen yhteistyön ongelmiin. Niinpä hänestä tuli yksi Haagin ensimmäisen hollantilaisen lyseumin perustajista ja Leidenin ensimmäisten ilmaisten kirjastojen ja lukusalin järjestäjä. Hän oli yksi Solvay-säätiön ylläpitäjistä, joka rahoitti Kansainvälisen fysiikan instituutin perustamista, ja johti komiteaa, joka oli vastuussa apurahojen jakamisesta eri maiden tutkijoiden tieteelliseen tutkimukseen [22] . Vuonna 1913 julkaistussa artikkelissa Lorentz kirjoitti: "Kaikki tietävät, että yhteistyö ja yhteisen päämäärän tavoittelu synnyttää viime kädessä arvokkaan keskinäisen kunnioituksen, solidaarisuuden ja hyvän ystävyyden tunteen, mikä puolestaan vahvistaa maailmaa." Pian alkanut ensimmäinen maailmansota kuitenkin katkaisi sotivien maiden tiedemiesten välisen yhteydenpidon pitkäksi aikaa; Lorentz neutraalin maan kansalaisena yritti parhaan kykynsä mukaan tasoittaa näitä ristiriitoja ja palauttaa yhteistyön yksittäisten tutkijoiden ja tiedeseurojen välille. Joten tullessaan sodan jälkeen perustetun Kansainvälisen tutkimusneuvoston ( Kansainvälisen tiedeneuvoston edeltäjä ) johtoon hollantilainen fyysikko ja hänen työtoverinsa saavuttivat tämän organisaation peruskirjan ulkopuolelle lausekkeet, jotka syrjivät kukistettujen edustajia. maat. Vuonna 1923 Lorenz liittyi Kansainliiton perustamaan kansainväliseen henkisen yhteistyön komiteaan vahvistamaan Euroopan valtioiden välisiä tieteellisiä siteitä ja korvasi jonkin aikaa myöhemmin filosofi Henri Bergsonin tämän instituution puheenjohtajana [23] .

Vuonna 1918 Lorenz nimitettiin Zuiderzeen lahden viemäröintikomitean puheenjohtajaksi, ja hän omisti paljon aikaa tälle projektille elämänsä loppuun asti ohjaten suoraan teknisiä laskelmia. Ongelman monimutkaisuus vaati useiden tekijöiden huomioon ottamista ja alkuperäisten matemaattisten menetelmien kehittämistä; täällä tiedemiehen tietämys teoreettisen fysiikan eri aloilla oli hyödyllinen. Ensimmäisen padon rakentaminen aloitettiin vuonna 1920; projekti päättyi monta vuotta myöhemmin, sen ensimmäisen johtajan kuoleman jälkeen [24] . Syvä kiinnostus pedagogiikan ongelmiin johti Lorenzin vuonna 1919 opetushallitukseen, ja vuonna 1921 hän johti korkeakoulujen osastoa Hollannissa. Seuraavana vuonna tutkija vieraili Kalifornian teknologiainstituutin kutsusta Yhdysvalloissa toisen kerran ja piti luentoja useissa tämän maan kaupungeissa. Myöhemmin hän matkusti ulkomaille vielä kahdesti: vuonna 1924 ja syksyllä-talvella 1926/27, jolloin hän luki luentokurssin Pasadenassa [25] . Vuonna 1923 ikärajan saavuttua Lorenz jäi virallisesti eläkkeelle, mutta jatkoi maanantain luentojaan kunniaprofessorina. Joulukuussa 1925 juhlittiin Leidenissä Lorentzin väitöskirjan puolustamisen 50-vuotispäivän kunniaksi. Noin kaksituhatta ihmistä eri puolilta maailmaa kutsuttiin tähän juhlaan, mukaan lukien monet merkittävät fyysikot, Alankomaiden valtion edustajat, opiskelijat ja päivän sankarin ystävät. Prinssi Hendrik myönsi tutkijalle Hollannin korkeimman palkinnon - Orange-Nassaun ritarikunnan suurristin , ja Kuninkaallinen tiedeakatemia ilmoitti perustavansa Lorenz-mitalin saavutuksista teoreettisen fysiikan alalla [26] .

Vaikka hänen tieteellinen tuottavuutensa laski huomattavasti, Lorentz jatkoi kiinnostusta fysiikan kehityksestä elämänsä viimeisiin päiviin asti ja oman tutkimuksensa tekemistä. Hänen erityisasemansa tunnustaminen tieteellisessä maailmassa - "fysikaalisten tieteen vanhimman" asema Ehrenfestin sanoin - oli sodanjälkeisten Solvay-kongressien puheenjohtajuus, jolla oli suuri rooli uusien monimutkaisten ongelmien selvittämisessä. fysiikka. Joseph Larmorin sanojen mukaan "hän oli minkä tahansa kansainvälisen kongressin ihanteellinen johtaja, sillä hän oli kaikista nykyajan fyysikoista tietävin ja älykkäin." Arnold Sommerfeldin mukaan Lorentz "oli iältään vanhin ja mielessään joustavin ja monipuolisin" [27] . Lokakuussa 1927 hollantilainen tiedemies johti viimeistä, viidettä Solvay-kongressia, jossa käsiteltiin uuden kvanttimekaniikan ongelmia . Samana vuonna Zuiderzeen laskelmat valmistuivat, ja korkeakoulusta lähtenyt Lorentz toivoi voivansa omistaa enemmän aikaa tieteelle. Tammikuun puolivälissä 1928 hän kuitenkin sairastui erysipelaan , hänen tilansa paheni joka päivä. Helmikuun 4. päivänä tiedemies kuoli. Hautajaiset pidettiin Haarlemissa 9. helmikuuta suuren yleisön kera; Kansallisen surun merkkinä koko maassa keskipäivällä lennätinviestit katkaistiin kolmeksi minuutiksi. Maittensa edustajina Paul Ehrenfest, Ernest Rutherford , Paul Langevin ja Albert Einstein [28] pitivät ylistyspuheita . Puheessaan jälkimmäinen totesi:

Hän [Lorenz] loi elämänsä pienimpiä yksityiskohtia myöten samalla tavalla kuin luodaan arvokas taideteos. Hänen ystävällisyytensä, anteliaisuutensa ja oikeudentuntonsa, jotka eivät koskaan jättäneet häntä, sekä syvä, intuitiivinen ihmisten ja tilanteiden ymmärrys teki hänestä johtajan kaikkialla, missä hän työskenteli. Kaikki seurasivat häntä ilolla, tuntien, että hän ei pyrkinyt hallitsemaan ihmisiä, vaan palvelemaan heitä.

- Einstein A. Puhe Lorenzin haudalla // Einstein A. Kokoelma tieteellisiä artikkeleita. - M .: Nauka, 1967. - T. 4 . - S. 95 .

Tieteellinen luovuus

Varhainen työ valon sähkömagneettisen teorian parissa

Lorentzin tieteellisen uran alkuun mennessä Maxwellin sähködynamiikka pystyi kuvaamaan täysin vain valoaaltojen etenemistä tyhjässä tilassa, kun taas kysymys valon vuorovaikutuksesta aineen kanssa odotti vielä ratkaisemista. Jo hollantilaisen tiedemiehen ensimmäisissä töissä otettiin joitain askeleita aineen optisten ominaisuuksien selittämiseksi valon sähkömagneettisen teorian puitteissa. Tämän teorian pohjalta (tarkemmin sanottuna sen tulkinnalla pitkän kantaman toiminnan hengessä, jota Hermann Helmholtz [Comm 1] ehdotti ) väitöskirjassaan ( 1875 ) Lorentz ratkaisi valon heijastuksen ja taittumisen ongelman rajapinta kahden läpinäkyvän median välillä. Aiemmat yritykset ratkaista tämä ongelma valon elastisen teorian puitteissa, jossa valo tulkitaan mekaaniseksi aalloksi , joka etenee erityisessä valopitoisessa eetterissä , ovat kohdanneet perustavanlaatuisia vaikeuksia. Helmholtz ehdotti menetelmää näiden vaikeuksien poistamiseksi vuonna 1870; Matemaattisesti tiukan todisteen antoi Lorentz, joka osoitti, että valon heijastus- ja taittumisprosessit määräytyvät neljällä rajaehdolla , jotka asetetaan sähkö- ja magneettikenttien vektoreille median rajapinnassa, ja tästä johdettiin hyvin. tunnetut Fresnel-kaavat . Lisäksi väitöskirjassa tarkasteltiin kiteiden ja metallien sisäistä kokonaisheijastusta ja optisia ominaisuuksia . Siten Lorenzin työ sisälsi modernin sähkömagneettisen optiikan perustan [30] [31] [32] . Yhtä tärkeää on se, että tässä ilmestyivät ensimmäiset merkit Lorentzin luovan menetelmän ominaisuudesta, jonka Paul Ehrenfest ilmaisi seuraavin sanoin: "selkeä roolin erottelu, joka kussakin tapauksessa syntyy optisista tai sähkömagneettisista ilmiöistä. lasia tai metallia soittaa toisaalta "eetteri" ja toisaalta "painoinen aine" [33] . Eetterin ja aineen välinen ero auttoi ajatusten muodostumista sähkömagneettisesta kentästä itsenäisenä aineen muotona, toisin kuin aikaisempi tulkinta kentästä aineen mekaaniseksi tilaksi [34] .

Aiemmat tulokset koskivat valon etenemisen yleisiä lakeja. Tehdäkseen konkreettisempia johtopäätöksiä kappaleiden optisista ominaisuuksista Lorentz kääntyi ajatukseen aineen molekyylirakenteesta . Hän julkaisi analyysinsä ensimmäiset tulokset vuonna 1879 teoksessa "Valon etenemisnopeuden sekä väliaineen tiheyden ja koostumuksen välisestä suhteesta" ( hollanti. Over het verband tusschen de voortplantingssnelheid van het licht en de dichtheid en samenstelling der middenstoffen , lyhennetty versio painettiin seuraavana vuonna saksalaisessa Annalen der Physik -lehdessä ). Olettaen, että aineen sisällä olevalla eetterillä on samat ominaisuudet kuin vapaassa tilassa ja että jokaisessa molekyylissä virittyy siihen verrannollinen sähkömomentti ulkoisen sähkövoiman vaikutuksesta , Lorentz sai yhteyden taitekertoimen ja tiheyden välillä. muodossa oleva aine . Tämän kaavan sai vuonna 1869 tanskalainen fyysikko Ludwig Valentin Lorentz valon elastisuusteorian perusteella, ja se tunnetaan nykyään Lorentz-Lorentzin kaavana [Comm 2] . Olennaista tämän suhteen johtamisessa hollantilaisen tiedemiehen toimesta oli myös (ulkoisen valoaallon sähkökentän lisäksi) paikallisen kentän huomioiminen aineen polarisaatiosta johtuen . Tätä varten oletettiin, että jokainen molekyyli sijaitsee ontelossa, joka on täytetty eetterillä ja joihin muut ontelot vaikuttavat. Kaavan oikealla puolella oleva vakio määräytyy molekyylien polarisoituvuuden mukaan ja riippuu aallonpituudesta, eli se kuvaa väliaineen dispersio- ominaisuuksia. Tämä riippuvuus on itse asiassa sama kuin Sellmeierin (1872) dispersiorelaatio, joka on saatu elastisen eetterin teorian puitteissa. Lorentz laski sen käsitteen perusteella, että molekyylissä on sähkövaraus, joka värähtelee tasapainoasennon ympärillä sähkökentän vaikutuksesta. Siten tämä artikkeli sisälsi jo elektroniteorian perusmallin, varautuneen harmonisen oskillaattorin [37] [38] [39] . $n$ $\rho$ ${\frac {n^{2}-1}{(n^{2}+2)\rho }}=\mathrm {const}$

Elektroniikkateoria

Teorian yleispiirteet

1890-luvun alkuun mennessä Lorentz hylkäsi lopulta pitkän kantaman voimien käsitteen sähködynamiikassa lyhyen kantaman toiminnan hyväksi, eli käsitteen sähkömagneettisen vuorovaikutuksen äärellisestä etenemisnopeudesta . Tätä luultavasti helpotti Heinrich Hertzin Maxwellin ennustamien sähkömagneettisten aaltojen löytö sekä Henri Poincarén (1890) luennot, jotka sisälsivät syvällisen analyysin Faraday-Maxwellin sähkömagneettisen kentän teorian seurauksista. Ja jo vuonna 1892 Lorentz esitti ensimmäisen elektroniteoriansa [40] .

Lorentzin elektroniikkateoria on Maxwellin teoria sähkömagneettisesta kentästä, jota on täydennetty käsitteellä diskreetit sähkövaraukset aineen rakenteen perustana. Kentän vuorovaikutus liikkuvien varausten kanssa on kappaleiden sähköisten, magneettisten ja optisten ominaisuuksien lähde. Metalleissa hiukkasten liike synnyttää sähkövirran , kun taas dielektrikissä hiukkasten siirtyminen tasapainoasennosta aiheuttaa sähköisen polarisaation, joka määrää aineen dielektrisyysvakion arvon . Ensimmäinen johdonmukainen elektroniteorian esitys ilmestyi suuressa teoksessa "Maxwellin sähkömagneettinen teoria ja sen soveltaminen liikkuviin kappaleisiin" ( ranska: La théorie électromagnétique de Maxwell et son application aux corps mouvants , 1892), jossa muun muassa Lorentz saatiin kaava yksinkertaisessa muodossa voimalle, jolla kenttä vaikuttaa varauksiin ( Lorentzin voima ). Myöhemmin tiedemies jalosti ja paransi teoriaansa: vuonna 1895 julkaistiin kirja "Kokemus liikkuvien kappaleiden sähköisten ja optisten ilmiöiden teoriasta" ( saksaksi: Versuch einer Theorie der electrischen und optischen Erscheinungen in bewegten Körpern ), ja vuonna 1909 , tunnettu monografia "Elektronien teoria ja sen soveltaminen valon ja säteilylämmön ilmiöihin" ( Elektronien teoria ja sen sovellukset valon ja säteilylämmön ilmiöihin ), joka sisältää aiheen täydellisimmän esityksen. Toisin kuin alkuperäisissä yrityksissä (vuoden 1892 teoksessa) saada teorian perussuhteet mekaniikan periaatteista, Lorentz aloitti tässä jo Maxwellin tyhjän tilan yhtälöillä ( eetteri ) ja vastaavilla makroskooppisille kappaleille pätevillä fenomenologisilla yhtälöillä, ja nosti esiin myös kysymyksen aineen sähkömagneettisten prosessien mikroskooppisesta mekanismista. Tällainen mekanismi liittyy hänen mielestään pienten varautuneiden hiukkasten ( elektronien ) liikkumiseen, jotka ovat osa kaikkia kappaleita. Olettaen elektronien äärelliset mitat ja eetterin liikkumattomuuden, joka on läsnä sekä hiukkasten ulkopuolella että sisällä, Lorentz lisäsi tyhjiöyhtälöihin termit, jotka vastaavat elektronien jakautumisesta ja liikkeestä (virtauksesta). Tuloksena saatuja mikroskooppisia yhtälöitä (Lorentz-Maxwellin yhtälöitä) täydennetään sähkömagneettisen kentän puolelta hiukkasiin vaikuttavan Lorentzin voiman lausekkeella. Nämä suhteet ovat elektroniteorian taustalla ja mahdollistavat monenlaisten ilmiöiden kuvaamisen yhtenäisellä tavalla [41] .

Vaikka aikaisemmin yritettiin rakentaa teoriaa, joka selittää sähködynaamisia ilmiöitä sähkömagneettisen kentän vuorovaikutuksella liikkuvien erillisten varausten kanssa ( Wilhelm Weberin , Bernhard Riemannin ja Rudolf Clausiuksen teoksissa ), Lorentzin teoria poikkesi olennaisesti niistä. Jos aiemmin uskottiin, että varaukset vaikuttavat suoraan toisiinsa, nyt uskottiin, että elektronit ovat vuorovaikutuksessa väliaineen kanssa, jossa ne sijaitsevat - liikkumattoman sähkömagneettisen eetterin kanssa, totellen Maxwellin yhtälöitä. Tämä eetterin idea on lähellä nykyaikaista sähkömagneettisen kentän käsitettä. Lorentz teki selvän eron aineen ja eetterin välillä: ne eivät voi kommunikoida mekaanista liikettä toisilleen ("tarttumaan"), niiden vuorovaikutus rajoittuu sähkömagnetismin piiriin. Tämän vuorovaikutuksen voimakkuus pistevarauksen tapauksessa on nimetty Lorentzin mukaan, vaikka Clausius ja Heaviside ovat aiemmin saaneet samanlaisia lausekkeita muista näkökohdista [42] . Yksi Lorentzin voiman kuvaaman iskun ei-mekaanisen luonteen tärkeistä ja paljon keskusteltuista seurauksista oli sen Newtonin toiminta- ja reaktioperiaatteen rikkominen [43] . Lorentzin teoriassa hypoteesi eetterin kulkeutumisesta liikkuvan eristeen mukana korvattiin oletuksella kehon molekyylien polarisaatiosta sähkömagneettisen kentän vaikutuksesta (tämä tehtiin ottamalla käyttöön vastaava dielektrisyysvakio). Juuri tämä polarisoitunut tila siirtyy kohteen liikkuessa, mikä mahdollisti ns. Fresnel-vastuskertoimen esiintymisen tässä tapauksessa, joka paljastuu esimerkiksi kuuluisassa Fizeau-kokeessa [44] . Lisäksi Lorentzin (1904, 1909) teokset sisälsivät ensimmäisen selkeän ja yksiselitteisen (klassiseen sähködynamiikkaan sovelletun) yleisehdotuksen, joka tunnetaan nykyään mittarin invarianssina ja jolla on tärkeä rooli nykyaikaisissa fysikaalisissa teorioissa [45] . .

Yksityiskohtia Lorentzin elektroniteorian syntymisestä, sen evoluutiosta ja eroista muiden tutkijoiden (esimerkiksi Larmorin ) esittämiin teorioihin löytyy useista erikoisteoksista [46] [47] [48] [49] [50 ] .

Käyttökohteet: metallien optinen dispersio ja johtavuus

Soveltamalla teoriaansa erilaisiin fyysisiin tilanteisiin Lorentz sai useita merkittäviä erityistuloksia. Niinpä jo ensimmäisessä elektroniikkateoriaa koskevassa työssään (1892) tiedemies johti Coulombin lain , virtaa kuljettavaan johtimeen vaikuttavan voiman lausekkeen ja sähkömagneettisen induktion lain . Täällä hän sai Lorentz-Lorentzin kaavan käyttämällä tekniikkaa, joka tunnetaan nimellä Lorentz-pallo . Tätä varten laskettiin erikseen molekyylin ympärille rajatun kuvitteellisen pallon sisällä ja ulkopuolella oleva kenttä, ja ensimmäistä kertaa otettiin käyttöön ns. paikallinen kenttä, joka liittyy polarisaation suuruuteen pallon rajalla [51] . Artikkelissa "Ionin varauksesta ja massasta johtuvat optiset ilmiöt" ( hollanti. Optische verschijnselen die met de lading en de massa der ionen in verband staan , 1898) esiteltiin klassinen elektroninen dispersioteoria täydessä muodossaan, lähellä modernia . Pääajatuksena oli, että dispersio on seurausta valon vuorovaikutuksesta värähtelevien erillisten varausten - elektronien (Lorentzin alkuperäisen terminologian mukaan - "ionien") kanssa. Kirjoitettuaan elektronin liikeyhtälön, johon vaikuttaa sähkömagneettisen kentän käyttövoima, palautuva kimmovoima ja absorptiota aiheuttava kitkavoima, tiedemies päätyi tunnettuun dispersiokaavaan, joka asettaa ns. kutsutaan Lorentz-muodoksi dielektrisyysvakion taajuudesta riippuvuudesta [52] .

Vuonna 1905 julkaistussa artikkelisarjassa Lorentz kehitti metallien johtavuuden elektronisen teorian , jonka perustan loivat Paul Druden , Eduard Rikken ja J. J. Thomsonin työt . Lähtökohtana oli oletus, että metallin kiinteiden atomien ( ionien ) välisissä rakoissa liikkuu suuri määrä vapaita varautuneita hiukkasia (elektroneja). Hollantilainen fyysikko otti huomioon elektronien nopeusjakauman metallissa ( Maxwell-jakauma ) ja johti kaasujen kineettisen teorian tilastollisia menetelmiä ( jakaumafunktion kineettinen yhtälö ) sähkönjohtavuuden kaavan ja antoi myös lämpösähköisten ilmiöiden analyysi ja saatu lämmönjohtavuuden suhde sähkönjohtavuuteen, mikä on yleisesti Wiedemann-Franzin lain [53] [54] mukainen . Lorentzin teorialla oli suuri historiallinen merkitys metalliteorian kehitykselle sekä kineettiselle teorialle, joka edusti ensimmäistä tarkkaa ratkaisua tällaiseen kineettiseen ongelmaan [55] . Samalla se ei kyennyt antamaan tarkkaa kvantitatiivista yhtäpitävyyttä kokeellisten tietojen kanssa, etenkään se ei selittänyt metallien magneettisia ominaisuuksia ja vapaiden elektronien pientä osuutta metallin ominaislämmössä . Syynä tähän ei ollut vain kidehilan ionien värähtelyjen laiminlyönti , vaan myös teorian perustavanlaatuiset puutteet, jotka korjattiin vasta kvanttimekaniikan luomisen jälkeen [56] .

Sovellukset: magnetooptiikka, Zeeman-ilmiö ja elektronin löytäminen

Magnetooptiikasta on tullut toinen alue, jolla elektroniikkateoria on löytänyt menestyksekkään sovelluksen. Lorentz tulkitsi tällaisia ilmiöitä Faraday- ilmiöksi (polarisaatiotason pyöriminen magneettikentässä) ja magnetooptiseksi Kerr- ilmiöksi (muutos magnetoidusta väliaineesta heijastuneen valon polarisaatiossa) [52] . Kuitenkin vakuuttavin todiste elektroniteorian puolesta tuli selityksestä spektrilinjojen magneettisesta halkeamisesta , joka tunnetaan nimellä Zeeman-ilmiö . Ensimmäiset tulokset Peter Zeemanin kokeista, jotka havaitsivat natriumin spektrin D-linjan levenemisen magneettikentässä, raportoitiin Alankomaiden tiedeakatemialle 31. lokakuuta 1896 . Muutamaa päivää myöhemmin tässä kokouksessa läsnä ollut Lorentz antoi selityksen uudelle ilmiölle ja ennusti useita sen ominaisuuksia. Hän huomautti levennetyn viivan reunojen polarisaation luonteesta, kun sitä havaittiin magneettikentässä ja sen poikki , minkä Zeeman vahvisti seuraavan kuukauden aikana. Toinen ennuste koski levennetyn viivan rakennetta, jonka pitäisi itse asiassa olla dupletti (kaksi viivaa) pitkittäisnäkymässä ja tripletti (kolme viivaa) poikkinäkymässä. Edistyneempiä laitteita käyttämällä Zeeman vahvisti tämän teorian päätelmän seuraavana vuonna. Lorentzin päättely perustui varautuneen hiukkasen ("ioni" tiedemiehen silloisessa terminologiassa) värähtelyjen hajoamiseen lähellä tasapainoasemaa liikkeeksi kentän suunnassa ja liikkeeksi kohtisuorassa tasossa. Pitkittäiset värähtelyt, joihin magneettikenttä ei vaikuta, johtavat siirtymättömän emissioviivan esiintymiseen poikittaishavainnossa, kun taas värähtelyt kohtisuorassa tasossa antavat kaksi viivaa, jotka on siirretty määrällä , missä on magneettikentän voimakkuus ja ovat varaus ja "ionin" massa - valon nopeus tyhjiössä [57] . $eH/2mc$ $H$ $e$ $m$ $c$

Zeeman pystyi tiedoistaan saamaan "ionin" (negatiivinen) varausmerkin ja suhteen , joka osoittautui odottamattoman suureksi eikä sallinut "ionin" liittymistä tavallisiin ioneihin , joiden ominaisuudet tunnettiin. elektrolyysikokeista . _ Kuten J. J. Thomsonin (1897) kokeiden jälkeen kävi ilmi , tämä suhde osui yhteen katodisäteiden hiukkasten kanssa . Koska nämä viimeiset hiukkaset saivat pian nimen elektronit , Lorentz alkoi käyttää tätä termiä tutkimuksessaan vuodesta 1899 lähtien sanan "ioni" sijaan. Lisäksi hän oli ensimmäinen, joka arvioi elektronin varauksen ja massan erikseen. Siten spektrilinjojen halkeamisen mittaustulokset ja niiden teoreettinen tulkinta antoivat ensimmäisen arvion elektronin perusparametreista ja auttoivat tiedeyhteisön hyväksymään ajatuksia näistä uusista hiukkasista [58] [59] . Joskus, ei ilman syytä, väitetään, että Lorentz ennusti elektronin olemassaolon [60] . Vaikka Zeeman-ilmiön löytäminen oli yksi elektroniikkateorian suurimmista saavutuksista, se osoitti pian rajoituksensa. Jo vuonna 1898 havaittiin poikkeamia Lorentzin rakentamasta yksinkertaisesta ilmiökuvasta; uutta tilannetta kutsuttiin anomaaliksi (monimutkaiseksi) Zeeman-ilmiöksi. Tiedemies yritti monien vuosien ajan parantaa teoriaansa selittääkseen uusia tietoja, mutta epäonnistui. Epänormaalin Zeeman-ilmiön arvoitus ratkesi vasta elektronin spinin löytämisen ja kvanttimekaniikan luomisen jälkeen [61] . $e/m$

Liikkuvan median elektrodynamiikka

Päätulokset

1800-luvun fysiikassa valon etenemisen ongelma liikkuvassa kappaleessa liittyi läheisesti kysymykseen valoeetterin mekaanisista ominaisuuksista . Tämä kysymys on tullut vielä monimutkaisemmaksi optiikan yhdistämisen jälkeen sähkömagnetismiin [62] . Lorentz kääntyi ensimmäisen kerran liikkuvan median optiikkaan vuonna 1886 . Eetterin ominaisuuksien oletettiin toisaalta selittävän Maan liikkeen vaikutuksen puutetta kokeellisesti havaittuihin optisiin ilmiöihin ja toisaalta antamaan tulkinta valon poikkeavuudesta . Harkittuaan tuolloin tunnetut teoriat täysin liikkumattomasta ja täysin liikkuvan kappaleen mukana kulkeneesta eetteristä, Lorentz ehdotti väliversiota - hypoteesia eetterin osittaisesta kulkeutumisesta mukaan, jolle on tunnusomaista Fresnelin kulkeutumiskerroin . Samalla hän oli taipuvainen Fresnelin kiinteään eetterihypoteesiin, joka oli yksinkertaisin selittäessään havaittuja ilmiöitä. Lisäksi hän havaitsi virheen Albert Michelsonin laskelmissa koskien hänen kuuluisan kokeilunsa ensimmäistä versiota (1881) . Tämän virheen korjaamisen jälkeen ei ollut enää mahdollista tehdä yksiselitteisiä johtopäätöksiä: tarvittiin parannettu koe [63] [64] . ${\displaystyle k=1-1/n^{2))$

Myöhemmin Lorentz kehitti liikkuvan median optiikkaa elektroniikkateoriansa pohjalta. Vuonna 1892 tiedemies, joka piti eetteriä liikkumattomana ja täysin läpäisevänä, päätteli vastuskertoimen , antoi kuvauksen valon heijastumisesta liikkuvista kappaleista ja kahtaistaitteisuudesta niissä. Samalla poistui lopulta mahdollisuus käyttää mukana kulkeutuneen eetterin teoriaa. Lorentzin teoria teki mahdolliseksi selittää eetterin havaitsemattoman liikkeen suhteessa maahan ("eetterituuli") ensimmäisen asteen optisissa kokeissa suhteessa , missä on Maan nopeus suhteessa eetteriin, on valon nopeus. Tuolloin ainoa toisen asteen koe, jonka tulos riippuu neliösuhteesta, oli Michelson-Morley-koe (1887). Selvittääkseen tämän kokeen negatiivisen tuloksen Lorentz esitti artikkelissa "Maan ja eetterin suhteellinen liike" ( hollantilainen. De relation beweging van de aarde en den aether , 1892) lisähypoteesin kappaleiden puristumisesta niiden liikkeen suunta [Comm 3] . Irlantilainen fyysikko George Fitzgerald teki samanlaisen oletuksen vuonna 1889 (Lorentz ei tiennyt tästä työnsä julkaisuhetkellä), joten tätä hypoteesia kutsuttiin Fitzgerald-Lorentzin supistukseksi . Hollantilaisen tiedemiehen mukaan syynä tähän ilmiöön voi olla molekyylien välisten voimien muutos kehon liikkuessa eetterin läpi; pohjimmiltaan tämä väite rajoittuu oletukseen näiden voimien sähkömagneettisesta alkuperästä [66] . $k$ $v/c$ $v$ $c$ $v^{2}/c^{2}$

Seuraava tärkeä askel otettiin tutkielmassa "Experience in the Theory of Electrical and Optical Phenomena in Moving Bodies" (1895), jossa Lorentz tutki muun muassa sähkömagneettisen teorian kovarianssin ongelmaa. Kovarianssi muotoiltiin "vastaavien tilojen lauseeksi", jonka ydin oli, että Maxwellin yhtälöt säilyttävät muotonsa (ja siksi ensimmäisen asteen vaikutuksia ei voida havaita), jos muodollisesti otetaan käyttöön niin sanottu "paikallinen aika" järjestelmän liikkuva suhteellisen eetteri muodossa . Lorentz esitteli tämän arvon vuonna 1892, mutta silloin se ei herättänyt paljon huomiota eikä saanut mitään nimeä. Sen merkitys jäi epäselväksi; hän ilmeisesti oli vain apuluonteinen, joka tapauksessa Lorentzilla ei ollut mielessä aikakäsitteen syvällistä tarkistusta . Samassa vuoden 1895 tutkielmassa selitettiin Maan liikkeen vaikutuksen puute joidenkin tiettyjen kokeiden tuloksiin (de Coudren koe käämillä, polarisaatiotason kierto kvartsissa) ja saatiin yleistettyjä kaavoja maapallon nopeudelle. valo ja vastuskerroin liikkuvassa väliaineessa huomioiden dispersio [67] [68] [69] [70] . Vuonna 1899 Lorentz yleisti vastaavan tilalauseensa (toisen asteen vaikutusten huomioon ottamiseksi) sisällyttämällä muotoiluun hypoteesin, että kappaleet puristuvat liikkeen suunnassa. Tämän seurauksena hän sai viitejärjestelmästä toiseen siirtyessään suureiden muunnoksia, jotka poikkesivat Galilean standardimuunnoksista ja olivat muodoltaan lähellä hänen myöhemmin tiukemmin johtamia muunnoksia. Oletettiin, että molekyyli- ja muut ei-sähköiset voimat muuttuvat liikkeen aikana samalla tavalla kuin sähköiset. Tämä tarkoitti, että teoriaa ja sen muunnoksia voidaan soveltaa paitsi varautuneisiin hiukkasiin (elektroneihin), myös kaikenlaisiin painaviin aineisiin. Näin ollen sähkömagneettista kenttää ja hiukkasten liikkeitä koskevien ajatusten synteesille rakennetun Lorentzin teorian seuraukset ylittivät ilmeisesti newtonilaisen mekaniikan [71] . ${\displaystyle t'=t-vx/c^{2))$

Liikkuvien väliaineiden sähködynamiikan ongelmia ratkaistessaan ilmeni jälleen Lorentzin halu vetää terävä raja eetterin ja pohdittavan aineen ominaisuuksien välille ja siksi hylätä kaikki spekulaatiot eetterin mekaanisista ominaisuuksista [72] . Vuonna 1920 Albert Einstein kirjoitti tästä: "Mitä Lorentzian eetterin mekaanisesta luonteesta tulee, voidaan nauraen sanoa, että Lorentz jätti hänelle vain yhden mekaanisen ominaisuuden - liikkumattomuuden. Tähän voidaan lisätä, että koko muutos, jonka erityinen suhteellisuusteoria toi eetterin käsitteeseen, koostui eetterin ja sen viimeisen mekaanisen ominaisuuden poistamisesta” [73] . Lorenzin viimeinen työ ennen erityisen suhteellisuusteorian (SRT) tuloa oli artikkeli Sähkömagneettiset ilmiöt järjestelmässä, joka liikkuu millä tahansa nopeudella, joka on pienempi kuin valonnopeus , beweegt. , 1904). Tämän työn tarkoituksena oli poistaa teoriassa tuolloin esiintyneet puutteet: vaadittiin yhtenäinen perustelu Maan liikkeen vaikutuksen puuttumiselle minkään luokan kokeissa uusien kokeiden tuloksiin. (kuten Trouton-Noblen ja Rayleigh-Bracen kokeet ( English Experiments of Rayleigh and Brace ). Lähtien elektroniikkateorian perusyhtälöistä ja esitellen hypoteesit pituuden pienentämisestä ja paikallisajasta, tiedemies muotoili vaatimuksen yhtälöiden muodon säilyttämisestä tasaisesti ja suoraviivaisesti toistensa suhteen liikkuvien vertailukehysten välisen siirtymän aikana. Toisin sanoen kyse oli teorian invarianssista joidenkin muunnosten suhteen, jotka Lorentz löysi ja joita käytettiin sähkö- ja magneettikenttien vektorien kirjoittamiseen liikkuvaan vertailukehykseen. Lorentz ei kuitenkaan saavuttanut täydellistä invarianssia tässä työssä: ylimääräisiä toisen asteen termejä jäi elektroniteorian yhtälöihin [Comm 4] . Tämän puutteen poisti samana vuonna Henri Poincaré , joka antoi lopullisille muunnoksille nimen Lorentz-muunnokset . Lopullisessa muodossaan SRT:n muotoili seuraavana vuonna Einstein. Viitaten vuoden 1904 työhönsä Lorentz kirjoitti vuonna 1912: "Voidaan huomauttaa, että tässä artikkelissa en onnistunut täysin saamaan kaavaa Einsteinin suhteellisuusteorian muuttamiseksi... Einsteinin ansio on siinä, että hän ilmaisi ensimmäisenä suhteellisuusperiaate täsmällisesti voimassa olevassa laissa” [75] . $v/c$

1900-luvun alussa kysymys massan riippuvuudesta nopeudesta sai suuren merkityksen. Tämä ongelma liittyi läheisesti niin sanottuun "sähkömagneettiseen maailmankuvaan", jonka mukaan elektronin massalla on (kokonaan tai osittain) sähkömagneettinen alkuperä. Useita malleja on ehdotettu laskemaan sähkömagneettisen massan riippuvuutta nopeudesta ja muodosta, jonka elektroni ottaa liikkuessaan. Vuonna 1902 Max Abraham sai kaavansa oletukseen, että hiukkasen muoto ("kova elektroni") pysyy muuttumattomana. Toisen vaihtoehdon esitti vuonna 1904 Alfred Bucherer , joka ehdotti pitkittäissuunnassa supistuvan elektronin tilavuuden säilymistä. Lorentzin elektroniikkateoria johti myös luonnollisesti siihen johtopäätökseen, että hiukkasen tehollinen massa riippuu sen nopeudesta. Hänen hypoteesinsa mukaan elektronin mitat pienenevät pituussuunnassa, mutta pysyvät muuttumattomina poikittaissuunnassa. Tämän perusteella tiedemies sai kaksi lauseketta - elektronin pitkittäis- ja poikittaismassalle, ja kuten laskelmat osoittivat, Lorentzin mallissa massa ei voinut olla täysin sähkömagneettista. Myöhemmin oletus kahdesta massasta hylättiin: suhteellisuusteorian mukaan liikkuvan hiukkasen (ei välttämättä varautuneen) massa muuttuu poikittaisen massan Lorentzin kaavan mukaisesti . Lukuisia kokeita tehtiin selvittääkseen, mikä malleista on oikea. 1910-luvun puoliväliin mennessä oli saatu vakuuttava kokeellinen näyttö Lorentz-Einsteinin [76] [77] [78] relativistisen kaavan pätevyydestä . ${\displaystyle m=m_{0}/{\sqrt {1-v^{2}/c^{2))))$

Lorentz ja erityinen suhteellisuusteoria

Erityistä huomiota tulee kiinnittää Lorentzin teorian ja erityissuhteellisuusteorian eroihin. Siten elektroniikkateoria ei kiinnittänyt mitään huomiota suhteellisuusperiaatteeseen eikä sisältänyt sen muotoilua, kun taas havaittavien todisteiden puuttuminen Maan liikkeestä suhteessa eetteriin (ja valonnopeuden pysyvyydestä) oli vain seurausta useiden vaikutusten vastavuoroisesta kompensoinnista. Ajan muunnos Lorentzissa on vain kätevä matemaattinen tekniikka, kun taas pituuksien supistuminen on luonteeltaan dynaamista (eikä kinemaattista) ja selittyy todellisella muutoksella aineen molekyylien välisessä vuorovaikutuksessa. Myöhemmin hollantilainen fyysikko omaksui täysin SRT-formalismin ja selitti sen luennoissaan, mutta hän hyväksyi sen tulkinnan vasta elämänsä loppuun asti: hän ei aikonut hylätä eetterin ideoita ("tarpeeton olemus", mukaan). Einsteinille) ja "todellinen" (absoluuttinen) aika [Comm 5] , joka on määritetty lepoeetterin viitekehyksessä (tosin kokeellisesti havaitsematon). Eetteriin liittyvän etuoikeutetun viitekehyksen olemassaolo johtaa koordinaatti- ja aikamuunnosten ei-vastavuoroisuuteen [Comm 6] Lorentzin teoriassa. Lorenzin mukaan lähetysten lähettämisestä kieltäytyminen oli henkilökohtainen makuasia [81] [82] . Myös Lorentzin ja Einsteinin teoksissa toteutetut yleiset lähestymistavat mekaniikan ja sähködynamiikan yhdistämiseen erosivat merkittävästi. Toisaalta elektroniteoria oli "maailman sähkömagneettisen kuvan" keskipisteessä, tutkimusohjelmassa, joka visioi kaiken fysiikan yhdistämisen sähkömagneettisella pohjalla, josta klassisen mekaniikan oli määrä seurata erikoistapauksena. Toisaalta suhteellisuusteorialla oli selvästi ilmaistu mekaaninen luonne, jonka "sähkömagneettisen maailmankuvan" kannattajat (esim. Abraham ja Sommerfeld ) pitivät askeleena taaksepäin [83] .

Samaan aikaan kaikki elektroniteorian (lopullisessa muodossaan) ja SRT:n havaitut seuraukset ovat identtisiä, mikä ei salli valintaa niiden välillä vain kokeellisen tiedon perusteella [84] . Tästä syystä tieteen historiaa ja filosofiaa käsittelevä kirjallisuus jatkaa keskustelua siitä, missä määrin SRT "on "velkaa" ilmestymisensä elektroniikkateorialle tai Imre Lakatosin terminologiaa käyttäen , mikä oli Einsteinin tutkimusohjelman etu verrattuna . Lorentzilainen. Vuonna 1973 historioitsija ja tiedefilosofi Elie Zahar , Lakatoksen oppilas ja seuraaja, tuli siihen tulokseen, että toisin kuin yleisesti luullaan, Fitzgerald-Lorentzin supistumista ei voida pitää ad hoc -hypoteesina [85] ja että siksi Lorentz oli järkevä syy olla ylittämättä klassisen fysiikan metodologiaa [86] . Zaharin mukaan SRT:n etu ei ollut elektroniteorian puutteissa (joidenkin sen säännösten mielivaltaisuus), vaan Einsteinin tutkimusohjelman ansioissa ja sen heuristisessa voimassa, joka ilmeni täysin (empiirisellä tasolla) vasta myöhemmin, kun rakennetaan yleistä suhteellisuusteoriaa [87] . Keskustelun aikana jotkut tutkijat kritisoivat Zakharin erityisiä johtopäätöksiä tai pitivät hänen analyysiään epätäydellisenä, vaikkakin huomion ja tutkimuksen arvoisena. Siten Kenneth S. Schaffner mainitsi yhden tärkeimmistä syistä, miksi fyysikot ovat suosineet SRT:tä Lorentzin teorian sijaan, Einsteinin käsitteiden vertailevan yksinkertaisuuden. Toinen tärkeä tekijä Schaffnerin mukaan oli mahdottomuus sovittaa elektroniteoriaa yhteen uusien tietojen kanssa, jotka ovat peräisin sähködynamiikan ulkopuolisista tietoalueista, pääasiassa nousevasta kvanttifysiikasta [88] . Paul Feyerabend huomautti, että Lorentzin teoria antoi tyydyttävän tulkinnan paljon laajemmasta ilmiöalueesta kuin SRT; monet näistä ilmiöistä, jotka liittyvät atomismin ilmentymiin, saivat täydellisen selityksen vasta monta vuotta myöhemmin, kvanttimekaniikan luomisen jälkeen [89] . Myöhempien teosten kirjoittajat käsittelivät myös tarvetta ottaa kvanttiideat huomioon harkittaessa siirtymistä elektroniteoriasta moderniin fysiikkaan [90] [91] . Arthur I. Miller keskittyi kritiikissään Fitzgerald-Lorentzin supistumishypoteesin alkuperään [92] , mutta Zahar oli eri mieltä argumenteista, jotka puolsivat tämän supistumisen tulkitsemista ad hoc -hypoteesina [93] . Wytze Brouwer pani myös merkille Zakharovin analyysin tämän puolen haurauden ja huomautti, että Lorentz hyväksyi nopeasti yleisen suhteellisuusteorian eikä pitänyt sitä ristiriidassa hänen näkemyksensä kanssa eetteristä. Browerin mukaan tämä osoittaa eron Einsteinin ja Lorentzin metafyysisten näkemysten välillä todellisuudesta, jota voidaan luonnehtia Kuhnin tieteen paradigmojen yhteensopimattomuudesta ( incommensurability ) liittyvien ideoiden puitteissa [94] . Michel Janssen osoitti, että elektroniteoriaa kypsässä muodossaan ei voida pitää ad hoc -teoriana , ja totesi, että Einsteinin työn tärkein innovaatio oli Lorentzin kehittämän formalismin yhdistäminen aika-avaruuden rakenteeseen . SRT:ssä aika-avaruuden ominaisuudet selittävät vaikutusten, kuten pituuden supistumisen ja ajan laajenemisen, esiintymisen, kun taas Lorentzin teoriassa sen newtonilaisen tilan ja ajan kanssa nämä ilmiöt jäävät useiden selittämättömien yhteensattumien seurauksena [95 ] .

Historioitsija ja tieteenfilosofi Nancy J. Nersessian mainitsi näiden kahden tiedemiehen metodologisen lähestymistavan eron pääasiallisena syynä siihen, miksi "Lorentzista ei tullut Einsteinia" : kun taas Lorentz rakensi teoriansa "alhaalta ylöspäin" alkaen tarkastelemalla tiettyjä fyysisiä esineet (eetteri, elektronit) ja niiden vuorovaikutus sekä rakentaessaan lakeja ja hypoteeseja tältä pohjalta, Einstein valitsi täysin erilaisen tien - "ylhäältä alas" yleisten fysikaalisten periaatteiden postuloinnista (suhteellisuusperiaate, valonnopeuden vakio) tiettyihin mekaniikan ja sähködynamiikan lakeihin. Lorentz ei voinut hyväksyä toista polkua, joka vaikutti hänestä liian subjektiiviselta, eikä siksi nähnyt syytä hylätä vakaumustaan [96] . Lorentzin ja Einsteinin metodologioiden välisen suhteen ongelmaa analysoitiin muiden kirjoittajien teoksissa [97] [98] . Samaan aikaan hollantilaisen fyysikon toimintaa ei voida täysin lukea klassisesta fysiikasta, monet hänen teoriansa lausunnot olivat luonteeltaan ei-klassisia ja vaikuttivat nykyaikaisen fysiikan muodostumiseen [99] . Kuten Einstein itse kirjoitti monta vuotta myöhemmin,

Nuoremman sukupolven fyysikot eivät useimmissa tapauksissa ymmärrä täysin sitä valtavaa roolia, joka Lorentzilla oli teoreettisen fysiikan ideoiden muodostumisessa. Syy tähän outoon väärinymmärrykseen juontaa juurensa siitä, että Lorentzin perusajatukset ovat juurtuneet niin lihaan ja vereen, että nuoret tiedemiehet tuskin pystyvät ymmärtämään rohkeuttaan ja niiden aiheuttamaa fysiikan perusteiden yksinkertaistamista... Minulle henkilökohtaisesti hän merkitsi enemmän kuin kaikki muut ihmiset, jotka tapasin elämänpolullasi.

- Einstein A. G. A. Lorentz luojana ja ihmisenä // Einstein A. Kokoelma tieteellisiä artikkeleita. - M .: Nauka, 1967. - T. 4 . - S. 334, 336 .

Painovoima ja yleinen suhteellisuusteoria

Aluksi painovoiman ongelma kiinnosti Lorentzia yrityksissä todistaa massan sähkömagneettista alkuperää ("maailman sähkömagneettinen kuva"), johon hän kiinnitti suurta huomiota. Vuonna 1900 tiedemies teki oman yrityksensä yhdistää painovoima sähkömagnetismiin. Ottaviano Mossottin , Wilhelm Weberin ja Johann Zöllnerin ideoiden perusteella Lorentz esitti aineelliset aineen hiukkaset koostuvan kahdesta elektronista (positiivisesta ja negatiivisesta). Teorian päähypoteesin mukaan hiukkasten gravitaatiovuorovaikutus selittyy sillä, että erilaisten varausten vetovoima on jonkin verran voimakkaampi kuin samanlaisten varausten hylkiminen. Teorialla oli tärkeitä seurauksia: a) luonnollinen selitys inertia- ja gravitaatiomassojen yhtäläisyydestä hiukkasten (elektronien) lukumäärän johdannaisina; b) Painovoiman etenemisnopeuden, joka tulkitaan sähkömagneettisen eetterin tilaksi, on oltava äärellinen ja yhtä suuri kuin valon nopeus . Lorentz ymmärsi, että rakennettua formalismia ei voida tulkita siten, että painovoima pelkistetään sähkömagnetismiin, vaan gravitaatioteorian luomiseksi analogisesti sähködynamiikan kanssa. Saadut tulokset ja niistä tehdyt johtopäätökset olivat epätavallisia mekaaniselle perinteelle, jossa painovoima esitettiin pitkän kantaman voimana. Vaikka Lorentzin teorian mukaiset laskelmat Merkuriuksen perihelion maallisesta liikkeestä eivät antaneet tyydyttävää selitystä havainnoille, tämä käsitteellinen järjestelmä herätti huomattavaa kiinnostusta tieteellisessä maailmassa [100] [101] .

1910-luvulla Lorentz seurasi yleisen suhteellisuusteorian (GR) kehitystä syvästi kiinnostuneena, tutki huolellisesti sen formalismia ja fyysisiä seurauksia ja kirjoitti aiheesta useita tärkeitä artikkeleita. Joten vuonna 1913 hän työskenteli yksityiskohtaisesti yleisen suhteellisuusteorian varhaisen version, joka sisältyi Einsteinin ja Grossmannin artikkeliin "Yleisen suhteellisuusteorian ja gravitaatioteorian projekti" ( Entwurf einer verallgemeinerten Relativitatstheorie und Theorie der Gravitation ), ja havaitsi, että tämän teorian kenttäyhtälöt ovat kovariantteja mielivaltaisten koordinaattimuunnosten suhteen vain symmetrisen energia-momenttitensorin tapauksessa . Hän raportoi tästä tuloksesta kirjeessä Einsteinille, joka yhtyi hollantilaisen kollegansa johtopäätökseen. Vuotta myöhemmin, marraskuussa 1914, Lorentz kääntyi jälleen painovoimateorian puoleen Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian muodollisten perusteiden ( Die formale Grundlage der allgemeinen Relativitstheorie ) julkaisun yhteydessä . Hollantilainen fyysikko suoritti suuren määrän laskelmia (useita satoja sivuja luonnoksia) ja julkaisi seuraavan vuoden alussa artikkelin, jossa hän johti kenttäyhtälöt variaatioperiaatteesta ( Hamiltonin periaate ). Samaan aikaan yleisen kovarianssin ongelmaa käsiteltiin kahden tiedemiehen kirjeenvaihdossa : kun taas Einstein yritti perustella saatujen yhtälöiden ei-kovarianssia mielivaltaisten koordinaattimuunnosten suhteen käyttämällä ns. "reikäargumenttia" ( hole argumentti , jonka mukaan kovarianssin rikkominen on seurausta ratkaisun yksilöllisyyden vaatimuksesta), Lorentz ei nähnyt valittujen viitekehysten olemassaolossa mitään väärää [102] .

Marraskuussa 1915 yleisen suhteellisuusteorian lopullisen muodon ilmestymisen ja sen eri näkökohtien keskustelun jälkeen kirjeenvaihdossa Einsteinin ja Ehrenfestin kanssa Lorentz oli lopulta vakuuttunut yleisen kovarianssin periaatteen tarpeellisuudesta ja peruutti kaikki vastalauseensa. Samalla hän ei nähnyt mitään ristiriitaa tämän periaatteen ja hänen uskomuksensa välillä eetterin olemassaoloon, koska fyysisesti erilaiset viitekehykset voivat olla empiirisesti ekvivalentteja. Seuraavien kuukausien aikana tehdyn työn tuloksena syntyi artikkelisarja "Einsteinin painovoimateoriasta" ( hollantilainen. Over Einstein's theorie der zwaartekracht , 1916), jossa hollantilainen fyysikko esitti teorian muotoilun pohjalta. variaatioperiaate. Tätä lähestymistapaa, jossa geometrisillä näkökohdilla on suuri rooli, käytetään vähän sen monimutkaisuuden ja epätavallisuuden vuoksi [103] . Pohjimmiltaan tämä oli ensimmäinen yritys muotoilla yleinen suhteellisuusteoria ei-koordinaattisessa muodossa; sen epätavallisuus nykyajan lukijalle johtuu siitä, että Lorentz ei voinut käyttää Tullio Levi-Civitan riemannalaiseen geometriaan vasta vuonna 1917 esittämää rinnakkaissiirron käsitettä. Artikkelin ensimmäisessä osassa (lähetettiin julkaistavaksi 26. helmikuuta 1916) hollantilainen fyysikko kehitti geometrista formalismiaan, erityisesti määritteli pituutta, pinta-alaa ja tilavuutta kaarevassa avaruudessa ja sai sitten lausekkeet a lagrangialle . pistemassojen järjestelmä ja itse metrikenttä . Teoksen ensimmäisen ja kokonaan toisen osan loppu (lähetetty julkaistavaksi 25. maaliskuuta 1916) on omistettu sähkömagneettisen kentän Lagrangin rakentamiselle ehdotetun geometrisen lähestymistavan perusteella. Myöhemmin tiedemies kuitenkin hylkäsi ei-koordinaattimenetelmänsä ja johti tavanomaisia matemaattisia keinoja käyttäen variaatioperiaatteella kenttäyhtälöt (kolmas osa, lähetettiin painettavaksi 28. huhtikuuta 1916) ja yritti löytää lausekkeen energia- painovoimakentän liikemäärä (neljäs osa, lähetetty lehdistölle 28. lokakuuta 1916) [104] . Samassa työssä Lorentz esitti ilmeisesti ensimmäistä kertaa suoran geometrisen tulkinnan skalaarikaarevuudesta (kaarevuusinvariantti), jolla on tärkeä rooli yleisessä suhteellisuusteoriassa (samanlaisen tuloksen sai Gustav Herglotz vähän myöhemmin ) [ 105 ] ] [ 106 ] .

Lämpösäteily ja kvantit

Lorentz alkoi tutkia lämpösäteilyn ongelmaa noin vuonna 1900. Hänen päätavoitteensa oli selittää tämän säteilyn ominaisuuksia elektronisten käsitteiden pohjalta, erityisesti saada Planckin kaava tasapainolämpösäteilyn spektrille elektroniikkateoriasta. Artikkelissa Metallien suuraallonpituisten lämpösäteiden emissio ja absorptio , 1903, Lorentz tarkasteli elektronien lämpöliikettä metallissa ja sai lausekkeen niiden lähettämän säteilyn jakautumiselle, joka osui yhteen Planck-kaavan pitkän aallonpituuden raja, joka tunnetaan nykyään Rayleigh-Jeansin laina . Sama teos sisältää ilmeisesti ensimmäisen vakavan analyysin Planckin teoriasta tieteellisessä kirjallisuudessa , joka Lorentzin mukaan ei vastannut kysymykseen ilmiöiden mekanismista ja mystisten energiakvanttien ilmaantumisen syystä. Seuraavina vuosina tiedemies yritti yleistää lähestymistapaansa mielivaltaisten aallonpituuksien tapaukseen ja löytää sellaisen mekanismin elektronien säteilyn emissiolle ja absorptiolle, joka tyydyttäisi kokeelliset tiedot. Kaikki yritykset tämän saavuttamiseksi olivat kuitenkin turhia. Vuonna 1908 Rooman kansainvälisessä matemaatikoiden kongressissa luetussa raportissaan "Energian jakautuminen painavan aineen ja eetterin välillä" ( ranska: Le partage de l'énergie entre la matière pondérable et l'éther ) Lorentz osoitti, että klassinen mekaniikka ja sähködynamiikka johtavat lauseeseen energian jakautumisesta vapausasteiden välillä, josta voidaan saada vain Rayleigh-Jeansin kaava [107] [108] . Johtopäätöksenä hän ehdotti, että tulevat mittaukset auttaisivat valitsemaan Planckin teorian ja Jeansin hypoteesin välillä, jonka mukaan poikkeama Rayleigh-Jeansin laista on seurausta järjestelmän kyvyttömyydestä saavuttaa tasapaino. Wilhelm Wien ja muut kokeilijat kritisoivat tätä johtopäätöstä, jotka esittivät lisäargumentteja Rayleigh-Jeansin kaavaa vastaan. Myöhemmin samana vuonna Lorentzin oli pakko myöntää: ”Nyt minulle on käynyt selväksi, mitä valtavia vaikeuksia kohtaamme tällä tiellä; Voin päätellä, että säteilyn lakien johtaminen elektroniikkateoriasta on tuskin mahdollista ilman perusteellisia muutoksia sen perusteissa, ja minun on pidettävä Planckin teoriaa ainoana mahdollisena. Hollannin fyysikon roomalainen luento, joka sisälsi laajan yleisluontoisia tuloksia, kiinnitti tiedeyhteisön huomion esiin nousevan kvanttiteorian ongelmiin. Tätä helpotti Lorentzin auktoriteetti tiedemiehenä [109] [110] .

Yksityiskohtainen analyysi klassisen sähködynamiikan tarjoamista mahdollisuuksista kuvata lämpösäteilyä sisältyy raporttiin "Energian tasaisen jakautumisen lauseen soveltaminen säteilyyn" ( ranska: Sur l'application au rayonnement du théorème de l'équipartition de l' énergie ), jonka Lorentz piti ensimmäisessä Solvayn kongressissa ( 1911 ). Harkinnan tulos ("kaikki keksittävät mekanismit johtaisivat Rayleighin kaavaan, jos vain niiden luonne on sellainen, että Hamiltonin yhtälöt soveltuvat niihin ") osoitti, että valon ja aineen vuorovaikutusta koskevia perusideoita on tarkistettava. . Vaikka Lorentz hyväksyi Planckin hypoteesin energiakvanteista ja ehdotti vuonna 1909 Planckin kaavan kuuluisaa kombinatorista johtamista, hän ei voinut hyväksyä Einsteinin radikaalimpaa ehdotusta valokvantien olemassaolosta . Hollantilaisen tiedemiehen tärkein vastalause oli vaikeus sovittaa yhteen tämä hypoteesi optisten häiriöilmiöiden kanssa. Vuonna 1921 Einsteinin kanssa käytyjen keskustelujen tuloksena hän muotoili ajatuksen, jota hän piti mahdollisena kompromissina valon kvantti- ja aaltoominaisuuksien välillä. Tämän ajatuksen mukaan säteily koostuu kahdesta osasta - energiakvantista ja aaltoosasta, joka ei siirrä energiaa, vaan osallistuu häiriökuvion luomiseen. Aaltoosan "intensiteetin" suuruus määrittää tietylle avaruuden alueelle putoavien energiakvanttien lukumäärän. Vaikka tämä ajatus ei herättänyt tiedeyhteisön huomiota, se on sisällöltään lähellä niin kutsuttua pilottiaaltoteoriaa , jonka Louis de Broglie kehitti muutama vuosi myöhemmin [111] [112] .

Ja tulevaisuudessa Lorentz lähestyi kvanttiideoiden kehittämistä erittäin huolellisesti ja halusi ensin selvittää täysin vanhojen teorioiden mahdollisuudet ja rajoitukset. Hän otti aaltomekaniikan käyttöön suurella mielenkiinnolla ja vuonna 1926 hän oli aktiivisesti kirjeenvaihdossa sen perustajan Erwin Schrödingerin kanssa [113] . Kirjeissään Lorentz analysoi itävaltalaisen tiedemiehen perustyötä "Kvantisointi ominaisarvoongelmana" ja osoitti, että elektronin nopeus on yhtä suuri kuin sitä kuvaavan aaltopaketin ryhmänopeus . Samalla hän pani merkille vaikeudet esittää hiukkasia materiaaliaaltojen yhdistelmillä (tällaisten pakettien pitäisi hämärtyä ajan myötä) ja selkeyden puutteen siirtymisessä järjestelmiin, joissa on suuri määrä vapausasteita. Siten, kuten Lorentz osoitti, yritys aaltomekaniikan formalismin puhtaasti klassiseen tulkintaan osoittautuu epätyydyttäväksi [114] [115] . Vaikka Lorentz pysyi uskollisena klassisen fysiikan ihanteille elämänsä loppuun asti, hän ei voinut olla myöntämättä, että kvanttiteoriasta ”on tullut nykypäivän fyysikoille tarpeellisin ja luotettavin opas, jonka ohjeita he mielellään noudattavat. Ja vaikka sen määräykset muistuttavat joskus oraakkelin käsittämättömiä sanoja, olemme vakuuttuneita siitä, että niiden takana on aina totuus .

Kaasujen termodynamiikka ja kineettinen teoria

Tieteellisen uransa alusta lähtien Lorentz oli vakuuttunut atomisti , mikä näkyi paitsi hänen rakentamassaan elektroniikkateoriassa, myös syvässä kiinnostuksessa kaasujen molekyyli-kineettiseen teoriaan . Tiedemies ilmaisi näkemyksensä aineen atomistisesta rakenteesta jo vuonna 1878 puheessaan "Molecular Theories in Physics" ( hollantilainen. De moleculaire theorien in de natuurkunde ), joka piti Leidenin yliopiston professorina. Myöhemmin hän kääntyi toistuvasti kaasujen kineettisen teorian tiettyjen ongelmien ratkaisemiseen, joka Lorentzin mukaan kykenee paitsi perustelemaan termodynamiikan puitteissa saatuja tuloksia , myös mahdollistaa näiden rajojen ylittämisen [117] .

Lorenzin ensimmäinen kaasujen kineettistä teoriaa käsittelevä teos julkaistiin vuonna 1880 otsikolla Equations of Motion of Gases and the Proprogation of Sound in Accordination with the Kinetic Theory of Gases Tarkastellessaan sisäistä vapausastetta sisältävien molekyylien kaasua (moniatomiset molekyylit) tiedemies sai yhtälön yhden hiukkasen jakautumisfunktiolle, joka on samanlainen kuin Boltzmannin kineettinen yhtälö (1872). Lorentz osoitti ensin, kuinka hydrodynaamiset yhtälöt saadaan tästä yhtälöstä : alimmassa approksimaatiossa derivointi antaa Eulerin yhtälön , kun taas suurimmassa approksimaatiossa Navier-Stokes-yhtälöt . Artikkelissa esitetty menetelmä, joka erottui suuresta yleisyydestään, mahdollisti vähimmäisolettamien määrittämisen, joita tarvitaan hydrodynamiikan yhtälöiden johtamiseen. Lisäksi tässä artikkelissa saatiin ensimmäistä kertaa kaasujen kineettisen teorian pohjalta Laplace-lauseke äänen nopeudelle ja otettiin käyttöön uusi arvo, joka liittyy molekyylien sisäisiin vapausasteisiin ja tunnetaan nyt tilavuusviskositeettikertoimena . Lorentz sovelsi pian tässä työssä saatuja tuloksia kaasun käyttäytymisen tutkimukseen lämpötilagradientin ja gravitaatiovoimien läsnä ollessa . Vuonna 1887 hollantilainen fyysikko julkaisi artikkelin, jossa hän kritisoi Boltzmannin H-lauseen (1872) alkuperäistä johtopäätöstä ja osoitti, että tämä johtopäätös ei päde polyatomisten (ei-pallomaisten) molekyylien kaasun tapauksessa. Boltzmann myönsi virheensä ja esitti pian parannetun version todistuksestaan. Lisäksi samassa artikkelissa Lorentz ehdotti H-lauseen yksinkertaistettua johtamista monoatomisille kaasuille, joka on lähellä nykyaikaisissa oppikirjoissa käytettyä, ja uutta todistetta elementaarisen tilavuuden säilymisestä nopeusavaruudessa törmäyksissä; nämä tulokset hyväksyi myös Boltzmann [118] .

Toinen kineettisen teorian ongelma, joka kiinnosti Lorentzia, koski viriaalisen lauseen soveltamista kaasun tilayhtälön saamiseksi . Vuonna 1881 hän piti elastisten pallojen kaasua ja viriaalilausetta käyttäen pystyi huomioimaan hiukkasten väliset hylkivät voimat törmäyksissä. Tuloksena oleva tilayhtälö sisälsi termin, joka vastaa poissuljetusta tilavuusvaikutuksesta van der Waalsin yhtälössä (tämä termi otettiin aiemmin käyttöön vain laadullisista syistä). Vuonna 1904 Lorentz osoitti, että oli mahdollista päästä samaan tilayhtälöön ilman viriaalilausetta. Vuonna 1891 hän julkaisi paperin laimeiden liuosten molekyyliteoriasta . Se yritti kuvata liuosten ominaisuuksia (mukaan lukien osmoottinen paine ) liuoksen eri komponenttien välillä vaikuttavien voimien tasapainona ja vastusti Boltzmannin [Comm 7] samanlaista yritystä soveltaa kineettistä teoriaa osmoottisen paineen laskemiseen. 120] . Lisäksi Lorentz kirjoitti vuodesta 1885 lähtien useita artikkeleita lämpösähköisistä ilmiöistä , ja 1900-luvulla hän käytti kaasujen kineettisen teorian menetelmiä kuvaamaan elektronien liikettä metalleissa (katso edellä) [121] .

Palkinnot ja jäsenyydet

Nobelin fysiikan palkinto (1902)
Rumfoord-mitali (1908)
Franklin-mitali (1917)
Copley-mitali (1918)
Kunnialegioonan ritarikunta (1923) [122]
Orange-Nassaun ritarikunta (1925) [123]
Lontoon Royal Societyn (1905) [124] , Yhdysvaltain kansallisen tiedeakatemian (1906) [125] , Pariisin tiedeakatemian (1910) [ 126] , Edinburghin kuninkaallisen seuran (1920) ulkomaalainen jäsen . ] , Neuvostoliiton tiedeakatemia (1925) ja muut
Kunniatohtorin arvot Technische Hochschule Delftistä (1918) [127] , Cambridgen (1923) ja Pariisin yliopistoista [128] , M.D. Leidenin yliopistosta (1925) [123] ja muista.

Muisti

Vuonna 1925 Alankomaiden kuninkaallinen tiedeakatemia perusti Lorentzin kultamitalin , joka myönnetään joka neljäs vuosi teoreettisen fysiikan saavutuksista.
Lorentzin nimi on annettu sulkujärjestelmälle ( Lorentzsluizen ), joka on osa Afsluitdijkin patokompleksia, joka erottaa Zuiderzeen lahden Pohjanmerestä .
Lukuisat kohteet (kadut, aukiot, koulut ja niin edelleen) Alankomaissa on nimetty Lorenzin mukaan. Vuonna 1931 Arnhemissa , Sonsbeek Parkissa paljastettiin kuvanveistäjä Oswald Wenckebachin ( hollantilainen Oswald Wenckebach ) muistomerkki Lorenzille. Haarlemissa , Lorenz-aukiolla ja Leidenissä , Teoreettisen fysiikan instituutin sisäänkäynnin luona, on tutkijan rintakuvat. Hänen elämäänsä ja työhönsä liittyvissä rakennuksissa on muistolaatat [129] .
Vuonna 1953, kuuluisan fyysikon 100-vuotisjuhlan kunniaksi, perustettiin Lorentz-stipendi Arnhemin opiskelijoille, jotka opiskelevat Hollannin yliopistoissa [130] . Leidenin yliopistossa Teoreettisen fysiikan instituutti ( Instituut - Lorentz ) [131] , kunniatuoli ( Lorentz Chair ), jolla on joka vuosi merkittävä teoreettinen fyysikko [132] , ja kansainvälinen tieteellisten konferenssien keskus [133 ] Lorentzin nimi. ] .
Yksi kuun kraattereista on nimetty Lorenzin mukaan .

Lorenzin muistomerkki Arnhemissa
Lorenzin rintakuva Haarlemissa
Muistolaatta Eindhovenin Lyseumin seinällä
Lorenzin lukko

Sävellykset

Kirjat

Lorentz HA Over de theorie der terugkaatsing en Breking van het licht (Doct. diss.). - Arnhem: Van der Zande, 1875.
Lorentz HA Leerboek der differentiaal- en integraalrekeningen van de eerste beginselen der analytische meetkundemet het oog op de toepassingen in de natuurwetenschap. - Leiden: Brill, 1882. Venäjän käännös: Lorenz G. A. Korkeamman matematiikan elementit. - Toim. 3. - M . : Gosizdat, 1910-1926.
Lorentz HA Beginselen der natuurkunde. Leiddraad bij de lessen aan de Universiteit te Leiden. - Leiden: Brill, 1888-1890. Venäjänkielinen käännös saksankielisestä painoksesta: Lorenz G. A. Fysiikan kurssi. - Toim. 2. - M. , 1912-1915.
Lorentz HA Versuch einer Theorie der electrischen und optischen Erscheinungen in bewegten Körpern. - Leiden: Brill, 1895.
Lorentz HA Zichtbare en onzichtbare bewegingen. Voordrachten, op uitnoodiging van het bestuur van het Departement Leiden der Maatschappij tot Nut van 't Algemeen (Cursus van Hooger Onderwijs buiten de Universiteit), in Februari en Maart 1901. - Leiden: Brill, 1901. Venäjänkielinen käännös Lorenzin saksasta G A. Näkyvät ja näkymätön liikkeet. - Toim. 2. - M. , 1905.
Lorentz HA Elektroniteoria ja sen sovellukset valon ja säteilylämmön ilmiöihin. Luentokurssi Columbia Universityssä New Yorkissa maaliskuussa ja huhtikuussa 1906. - New York: Columbia University Press, 1909. Venäjän käännös: Lorentz G. A. Elektronien teoria ja sen soveltaminen valon ja lämpösäteilyn ilmiöihin. - Toim. 2. - M .: GITTL, 1953.
Lorentz HA Les theoryes statistiques en thermodynamique. Conférences faites au Collège de Francessa marraskuussa 1912. - Leipzig; Berlin: Teubner, 1916. Venäjän käännös: Lorenz G. A. Tilastolliset teoriat termodynamiikassa. - Toim. 2. - Izhevsk: NITs RHD, 2001.
Lessen over theoretische natuurkunde aan de Rijks-Universiteit te Leiden gegeven (Teoreettisen fysiikan luentoja 8 osana):
- Lorentz H.A. Stralingstheorie (1910–1911). - Leiden: Brill, 1919. Venäjänkielinen käännös saksankielisestä painoksesta: Lorenz G. A. Theory of Radiation. - M. - L .: ONTI, 1935.
- Lorentz H.A. Theorie der quanta (1916–1917). - Leiden: Brill, 1919.
- Lorentz H.A. Aethertheorieen en aethermodellen (1901–1902). - Leiden: Brill, 1920. Venäjän käännös englanninkielisestä painoksesta: Lorenz G. A. Eetterin teoriat ja mallit. - M. - L .: ONTI, 1936.
- Lorentz H. A. Termodynamiikka. - Leiden: Brill, 1921. Venäjän käännös englanninkielisestä painoksesta: Lorenz G. A. Lectures on thermodynamics. - Toim. 2. - Izhevsk: NITs RHD, 2001.
- Lorentz H. A. Kinetische problemen (1911–1912). - Leiden: Brill, 1921.
- Lorentz HA Het relativiteitsbeginsel voor eenparige translaties (1910–1912). - Leiden: Brill, 1922.
- Lorentz H. A. Entropie en waarschijnlijkheid (1910–1911). - Leiden: Brill, 1923.
- Lorentz H. A. De theorie van Maxwell (1900-1902). - Leiden: Brill, 1925. Venäjänkielinen käännös saksankielisestä painoksesta: Lorenz G. A. Sähkömagneettisen kentän teoria. - M. - L .: GTTI, 1933.
Lorentz HA Modernin fysiikan ongelmat. Kalifornian teknologiainstituutissa pidetty luentokurssi. - Boston: Ginn, 1927.
H. A. Lorentzin tieteellinen kirjeenvaihto / toim. AJ Kox. - Springer, 2008. - Voi. yksi.

Tärkeimmät tieteelliset artikkelit

Lorentz HA Ueber die Beziehung zwischen der Fortpflanzungsgeschwindigkeit des Lichtes und der Körperdichte // Annalen der Physik . - 1880. - Bd. 245(9). - S. 641-665.
Lorentz HA De bewegingsvergelijkingen der gassen en de voortplanting van het geluid volgens de kinetische gastheorie // Verslagen en Mededeelingen der Koninklijke Akademie van Wetenschappen (Amsterdam), Afdeeling Natuurkunde. - 1880. - Bd. 15. - S. 350-393.
Lorentz HA La théorie electromagnétique de Maxwell et son application aux corps mouvants // Archives Néerlandaises des Sciences Exactes et Naturelles. - 1892. - Voi. 25. - s. 363-552.
Lorentz HA De relatieve beweging van de aarde en den aether // Verslagen der Zittingen van de Wis- en Natuurkundige Afdeeling der Koninklijke Akademie van Wetenschappen (Amsterdam). - 1892. - Bd. 1. - S. 74-79.
Lorentz HA Ueber den Einfluss magnetischer Kräfte auf die Emission des Lichtes // Annalen der Physik . - 1897. - Bd. 299 (63). - S. 278-284.
Lorentz HA Optische verschijnselen die met de lading en de massa der ionen in verband staan// Verslagen van de Gewone Vergaderingen der Wis-en Natuurkundige Afdeeling, Koninklijke Akademie van Wetenschappen te Amsterdam. - 1898. - Bd. 6. - S. 506-519 (I), 555-565 (II).
Lorentz HA Yksinkertaistettu teoria sähköisistä ja optisista ilmiöistä liikkuvissa järjestelmissä // Proceedings of the Section of Sciences, Koninklijke Akademie van Wetenschhappen te Amsterdam. - 1899. - Voi. 1. - P. 427-442.
Lorentz HA Suurten aallonpituisten lämpösäteiden emission ja absorption metallien toimesta // Proceedings of the Section of Sciences, Koninklijke Akademie van Wetenschhappen te Amsterdam. - 1903. - Voi. 5. - P. 666-685.
Lorentz HA Sähkömagneettiset ilmiöt järjestelmässä, joka liikkuu millä tahansa valon nopeutta pienemmällä nopeudella // Proceedings of the Section of Sciences, Koninklijke Akademie van Wetenschhappen te Amsterdam. - 1904. - Voi. 6. - P. 809-831.
Lorentz HA Elektronien liike metallikappaleissa // Proceedings of the Section of Sciences, Koninklijke Akademie van Wetenschhappen te Amsterdam. - 1905. - Voi. 7. - P. 438-453, 585-593, 684-691.
Lorentz HA Le partage de l'énergie entre la matière pondérable et l'éther // Il Nuovo Cimento. - 1908. - Voi. 16. - s. 5-34.
Lorentz HA Sur l'application au rayonnement du théorème de l'équipartition de l'énergie // Rapp. Solvayn jälleennäkeminen. - 1912. - s. 12-48.
Lorentz HA Einsteinin gravitaatioteoriasta // Proceedings of the Section of Sciences, Koninklijke Akademie van Wetenschhappen te Amsterdam. - 1917. - Voi. 19 (I-II), 20 (III-IV). - P. 1341-1354 (I), 1354-1369 (II), 2-19 (III), 20-34 (IV).

Valitut teokset venäjänkielisellä käännöksellä

Lorentz G.A. Max Planck ja kvanttiteoria // Phys. - 1926. - T. 6 . - S. 81-92 .
Suhteellisuusperiaate: la. relativismin klassikoiden teoksia. - L .: ONTI, 1935. - S. 9-50.
Lorentz G. A. Fysiikan vanhat ja uudet ongelmat: la. artikkeleita. - M .: Nauka, 1970.
Suhteellisuusperiaate: la. käsittelee erityistä suhteellisuusteoriaa. - M .: Atomizdat, 1973. - S. 8-12, 67-90, 189-198.
Lorentz G. A. Einsteinin painovoimateoriasta // Einsteinin kokoelma, 1980-1981. - M .: Nauka, 1985. - S. 169-190 .

Muistiinpanot

Kommentit

↑ Samaan aikaan Lorentz huomautti, että "todellisuudessa teorian lähtökohtana ovat alkuperäiset differentiaaliyhtälöt, ei toiminta etäältä". Helmholtzin teoria valittiin sen suuremman läpinäkyvyyden vuoksi Maxwellin epämääräiseen muotoiluun verrattuna [29]
↑ Hollantilainen tiedemies kutsui tätä kaavan tekijöiden ( Lorentz ja Lorenz ) nimien lähes täydellistä yhteensattumaa "todennäköisyysteorian kannalta erittäin omituiseksi tapaukseksi" [35] . Ludwig Lorentz sai ensimmäisenä yhteyden, joka tunnetaan sähködynamiikassa Lorentz-mittarina ja jonka usein virheellisesti katsottiin kuuluvan hänen tunnetuimmalle "kaimalleen" [36] .
↑ Tarkkaan ottaen myös muut kehon muodonmuutoksen variantit (esimerkiksi laajeneminen poikittaissuunnassa tai laajenemisen ja supistumisen yhdistelmä) voivat myös johtaa haluttuun tulokseen. Lorentz tiesi tämän ja puhui usein koon muutoksista, ei vain kehon supistumisesta [65] .
↑ Lorentz teki virheen sähkövarausten tiheyden muunnoksen lausekkeessa, mikä johtui paikallisen ajan tulkintavaikeuksista elektroniikkateoriassa. Tämä osoitti myös yhden eroista Lorentzin lähestymistavan ja SRT:n välillä: kun Einstein aloittaa kinematiikasta ja sitten soveltaa koordinaattimuunnoksia fysikaalisiin lakeihin, hollantilainen fyysikko yrittää johtaa uutta kinematiikkaa sähkömagnetismin laeista [74] .
↑ Vuonna 1922 Lorentz kirjoitti: "... voimme käyttää tilan ja ajan käsitteitä, jotka olemme aina olleet tuttuja ja joita minä omalta osaltani pidän ehdottoman selkeinä ja lisäksi toisistaan erottuvina. Käsitykseni ajasta on niin selvä, että erotan kuvassani selvästi, mikä on samanaikaista ja mikä ei” [79] .
↑ Nonreciprocity ( englanniksi nonreciprocity ) tarkoittaa seuraavaa. Jos annetaan muunnos, joka yhdistää tietyllä nopeudella liikkuvan vertailukehyksen levossa olevaan eetteriin, niin käänteisen muunnoksen saamiseksi ei riitä, että nopeuden etumerkki vaihdetaan päinvastaiseksi. On välttämätöntä ilmaista ensimmäisten muunnosten käänteiset. Toisin sanoen kappaleella on suurimmat ("todelliset") mitat, jos se on levossa suhteessa eetteriin, ja se supistuu jossain määrin liikkuessaan suhteessa tähän valittuun vertailukehykseen [80] .
↑ Boltzmann myönsi kirjeessään Lorenzille hollantilaisen kollegansa oikeellisuuden seuraavin sanoin: ”... jokainen kirje teiltä tarkoittaa minun virhettäni; mutta opin aina niin paljon näistä tapauksista, että melkein toivoisin voivani tehdä enemmän virheitä saadakseni enemmän kirjeitä sinulta .

Lähteet

↑ Leidse Hoogleraren (hollanti)
↑ Onze Hoogleeraren (hollanti) - Rotterdam : Nijgh & Van Ditmar , 1898. - S. 357. - 363 s.
↑ Klyaus et ai., 1974 , s. 6-8.
↑ Klyaus et ai., 1974 , s. 10-14.
↑ Klyaus et ai., 1974 , s. 15-20.
↑ Klyaus et ai., 1974 , s. 22-24.
↑ 1 2 McCormmach (Dict), 1973 , s. 488.
↑ Klyaus et ai., 1974 , s. 24-26.
↑ Klyaus et ai., 1974 , s. 27-28.
↑ Klyaus et ai., 1974 , s. 33-35.
↑ Klyaus et ai., 1974 , s. 29-30.
↑ Klyaus et ai., 1974 , s. 36-38, 41.
↑ De Broglie, 1962 , s. 36.
↑ Klyaus et ai., 1974 , s. 42-48.
↑ Klyaus et ai., 1974 , s. 52-56.
↑ Klyaus et ai., 1974 , s. 63.
↑ Kravets T. P. Esipuhe // Lorentz G. A. Elektronien teoria ja sen soveltaminen valon ja lämpösäteilyn ilmiöihin. - M .: GITTL, 1953. - S. 15 .
↑ Klyaus et ai., 1974 , s. 65-68.
↑ Klyaus et ai., 1974 , s. 63-64.
↑ Klyaus et ai., 1974 , s. 69-73.
↑ Klyaus et ai., 1974 , s. 76-77.
↑ Klyaus et ai., 1974 , s. 81-82.
↑ Klyaus et ai., 1974 , s. 85-87, 109-111.
↑ Klyaus et ai., 1974 , s. 94-96.
↑ Klyaus et ai., 1974 , s. 88, 98, 117.
↑ Klyaus et ai., 1974 , s. 98-101.
↑ Klyaus et ai., 1974 , s. 91-93.
↑ Klyaus et ai., 1974 , s. 120, 124-126.
↑ Darrigol (HSPBS), 1994 , s. 269.
↑ Klyaus et ai., 1974 , s. 150-151.
↑ Whittaker, 2001 , s. 360.
↑ Hiroshige, 1969 , s. 167-170.
↑ Ehrenfest P. Professori G. A. Lorentz tutkijana // Ehrenfest P. Suhteellisuus. Quanta. Tilastot. - M .: Nauka, 1972. - S. 198 .
↑ Hiroshige, 1969 , s. 159, 171-172.
↑ Klyaus et ai., 1974 , s. 32.
↑ Jackson JD, Okun LB Mittarin invarianssin historialliset juuret // Rev. Mod. Phys. - 2001. - Voi. 73. - s. 670-671. )
↑ Klyaus et ai., 1974 , s. 153-156.
↑ Hiroshige, 1969 , s. 173-179.
↑ Darrigol (kirja), 2000 , s. 325.
↑ Hiroshige, 1969 , s. 183-186.
↑ Klyaus et ai., 1974 , s. 133-135, 137-143.
↑ Whittaker, 2001 , s. 462-466.
↑ McCormmach (Isis), 1970 , s. 469, 478-479.
↑ Whittaker, 2001 , s. 474-475.
↑ Jackson JD, Okun LB Mittarin invarianssin historialliset juuret // Rev. Mod. Phys. - 2001. - Voi. 73. - s. 673.
↑ Hiroshige, 1969 .
↑ Schaffner (AJP), 1969 .
↑ McCormmach (Isis), 1970 .
↑ Darrigol (HSPBS), 1994 .
↑ Darrigol (kirja), 2000 , s. 322-332.
↑ Hiroshige, 1969 , s. 201-202.
↑ 1 2 Klyaus et ai., 1974 , s. 160.
↑ Klyaus et ai., 1974 , s. 144-146.
↑ Whittaker, 2001 , s. 495-499.
↑ Kox (AS), 1990 , s. 603-604.
↑ Hoddeson LH, Baym G. Metallien kvanttimekaanisen elektroniteorian kehitys: 1900-28 // Proc. Roy. soc. Lontoo. A. - 1980. - Voi. 371. - s. 9-11.
↑ Klyaus et ai., 1974 , s. 162-163.
↑ Kox AJ Elektronin löytö: II. Zeeman-ilmiö // Eur. J Phys. - 1997. - Voi. 18. - s. 142-143.
↑ Arabatzis T. Zeeman-ilmiö ja elektronin löytäminen // Elektronin historia: Mikrofysiikan synty / toim. JZ Buchwald, A. Warwick. - MIT Press, 2001. - s. 179-180, 187.
↑ Abiko S. Missä määrin Lorentz ennusti elektronin olemassaolon // Volta ja sähkön historia / toim. F. Bevilacqua, E. A. Giannetto. - Milano: Hoepli, 2003. - P. 347-356.
↑ Klyaus et ai., 1974 , s. 161, 164-166.
↑ Klyaus et ai., 1974 , s. 210.
↑ Klyaus et ai., 1974 , s. 193-195.
↑ Darrigol (HSPBS), 1994 , s. 274.
↑ Brown HR Pituussupistumisen alkuperä: I. FitzGerald–Lorentzin deformaatiohypoteesi // Amer. J Phys. - 2001. - Voi. 69. - s. 1050.
↑ Klyaus et ai., 1974 , s. 197-200, 212.
↑ Klyaus et ai., 1974 , s. 136, 201.
↑ Whittaker, 2001 , s. 478-480.
↑ Hiroshige, 1969 , s. 206-207.
↑ McCormmach (Isis), 1970 , s. 469-471.
↑ McCormmach (Isis), 1970 , s. 473-474.
↑ Klyaus et ai., 1974 , s. 199, 202.
↑ Einstein A. Eetteri ja suhteellisuusteoria // Einstein A. Kokoelma tieteellisiä artikkeleita. - M .: Nauka, 1967. - T. 1 . - S. 685 .
↑ Zahar (I), 1973 , s. 118-120.
↑ Klyaus et ai., 1974 , s. 203-204, 213-216.
↑ Klyaus et ai., 1974 , s. 146-149.
↑ McCormmach (Isis), 1970 , s. 475, 480.
↑ Yksityiskohtainen keskustelu elektronin sähkömagneettisiin malleihin liittyvistä ongelmista löytyy julkaisusta Janssen M., Mecklenburg M. Klassisesta relativistiseen mekaniikkaan: Elektronin sähkömagneettiset mallit // Interactions: Mathematics, Physics and Philosophy, 1860-1930 / toim. VF Hendricks, KF Jørgensen, J. Lützen, SA Pedersen. - Springer, 2006. - S. 65-134.
↑ Nersessian (sentti), 1986 , s. 232.
↑ Schaffner (AJP), 1969 , s. 508-509, 511.
↑ Goldberg, 1970 , s. 272-277.
↑ Nersessian (SHPS), 1984 , s. 200.
↑ McCormmach (HSPS), 1970 , s. 50-51, 60-61.
↑ Schaffner (AJP), 1969 , s. 510.
↑ Zahar (I), 1973 , s. 104-108.
↑ Zahar (I), 1973 , s. 122-123.
↑ Zahar (II), 1973 , s. 241-243, 259.
↑ Schaffner (BJPS), 1974 , s. 73-75.
↑ Feyerabend, 1974 , s. 26.
↑ Nugajev, 1985 , s. 61-62.
↑ Janssen (PP), 2002 , s. 431.
↑ Miller, 1974 .
↑ Zahar (vastaus), 1978 , s. 51-59.
↑ Brouwer, 1980 , s. 428-430.
↑ Janssen (PP), 2002 , s. 429-430, 437-439.
↑ Nersessian (sentti), 1986 , s. 206-207, 230-231.
↑ Suvorov S. G. Einstein: suhteellisuusteorian muodostuminen ja joitain epistemologisia oppitunteja // UFN. - 1979. - T. 128 . - S. 460-464 .
↑ Frisch, 2005 .
↑ Nersessian (sentti), 1986 , s. 234.
↑ McCormmach (Isis), 1970 , s. 476-477.
↑ Vizgin V.P. Relativistinen gravitaatioteoria (alkuperä ja muodostuminen, 1900-1915). - M .: Nauka, 1981. - S. 56-59.
↑ Kox (AHES1), 1988 , s. 68-70.
↑ Kox (AHES1), 1988 , s. 71-76.
↑ Janssen (SHGR), 1992 , s. 344-349.
↑ Janssen (SHGR), 1992 , s. 350-351.
↑ Pauli W. Suhteellisuusteoria. - M .: Nauka, 1991. - S. 73.
↑ Klyaus et ai., 1974 , s. 167-172.
↑ Kox (AHES2), 2012 , s. 150-159.
↑ Kuhn T.S. Black-Body Theory and the Quantum Discontinuity, 1894–1912. – 2. painos - Chicago: University of Chicago Press, 1987. - P. 189-196.
↑ Garber E. Jotkut reaktiot Planckin lakiin, 1900-1914 // Studies in History and Philosophy of Science. - 1976. - Voi. 7. - s. 106-112.
↑ Klyaus et ai., 1974 , s. 173-178.
↑ Kox (AHES2), 2012 , s. 160-165.
↑ Klyaus et ai., 1974 , s. 186-192.
↑ Klyaus et ai., 1974 , s. 233-235.
↑ Kox (AHES2), 2012 , s. 167-168.
↑ Lorentz G. A. Max Planck ja kvanttiteoria // UFN. - 1926. - T. 6 . - S. 81 .
↑ Kox (AS), 1990 , s. 592.
↑ Kox (AS), 1990 , s. 594-599.
↑ Kox (AS), 1990 , s. 602.
↑ Kox (AS), 1990 , s. 600-603.
↑ Klyaus et ai., 1974 , s. 221-223.
↑ Klyaus et ai., 1974 , s. 97.
↑ 1 2 Klyaus et ai., 1974 , s. 100.
↑ 1 2 J. J. O'Connor, E. F. Robertson. Hendrik Antoon Lorentz MacTutorin elämäkerta . St Andrewsin yliopisto. Haettu 22. marraskuuta 2012. Arkistoitu alkuperäisestä 24. marraskuuta 2012.
↑ Hendrik Lorentz Arkistoitu 10. elokuuta 2018 Wayback Machinessa
↑ Klyaus et ai., 1974 , s. 64.
↑ Klyaus et ai., 1974 , s. 88.
↑ McCormmach (Dict), 1973 , s. 489-490.
↑ Klyaus et ai., 1974 , s. 129.
↑ Klyaus et ai., 1974 , s. 130.
↑ Teoreettisen fysiikan Instituut-Lorentz . Leidenin yliopisto. Haettu 11. kesäkuuta 2013. Arkistoitu alkuperäisestä 11. kesäkuuta 2013.
↑ Lorentz Chair (englanniksi) (linkki ei ole käytettävissä) . Leidenin yliopisto. Haettu 11. kesäkuuta 2013. Arkistoitu alkuperäisestä 11. kesäkuuta 2013.
↑ Lorentz Center: Kansainvälinen tiedetyöpajojen keskus (englanniksi) (linkki ei ole käytettävissä) . Leidenin yliopisto. Haettu 11. kesäkuuta 2013. Arkistoitu alkuperäisestä 11. kesäkuuta 2013.

Kirjallisuus

Kirjat

H.A. Lorentz. Vaikutelmia hänen elämästään ja työstään / toim. GL De Haas-Lorentz.. - Amsterdam, 1957.
Frankfurt U. I. Erityinen ja yleinen suhteellisuusteoria (historialliset esseet). - M .: Nauka, 1968.
Klyaus E. M., Frankfurt U. I., Frank A. M. Gendrik Anton Lorenz. - M .: Nauka, 1974.
Darrigol O. Elektrodynamiikka Amperesta Einsteiniin. – Oxford University Press, 2000.
Whittaker E. Eetterin ja sähkön teorian historia. - Izhevsk: NITs RHD, 2001.
Kox AJ, Schatz HF Elävä taideteos: Hendrik Antoon Lorentzin elämä ja tiede. – Oxford University Press, 2021.

Artikkelit

De Broglie L. Gendrik Anton Lorentzin elämä ja teokset // De Broglie L. Tieteen polkuja. — M .: Izd-vo inostr. kirjallisuus, 1962. - S. 9-39 .
Hiroshige T. Lorentzin elektroniteorian alkuperä ja sähkömagneettisen kentän käsite // Fysikaalisten tieteiden historialliset tutkimukset. - 1969. - Voi. 1. - s. 151-209.
Schaffner KF Lorentzin elektronien suhteellisuusteoria // American Journal of Physics. - 1969. - Voi. 37. - s. 498-513.
Goldberg S. Lorentzin elektroniikkateoria ja Einsteinin suhteellisuusteoria // Phys. - 1970. - Voi. 102. - s. 261-278.
McCormmach R. H. A. Lorentz ja sähkömagneettinen näkymä luonnosta // Isis. - 1970. - Voi. 61. - s. 459-497.
McCormmach R. Einstein, Lorentz ja elektroniteoria // Fysikaalisten tieteiden historialliset tutkimukset. - 1970. - Voi. 2. - s. 41-87.
McCormmach R. Lorentz, Hendrik Antoon // Tieteellisen biografian sanakirja. - New York: Charles Scribner's Sons, 1973. - Voi. 8. - s. 487-500.
Khramov Yu. A. Lorentz Hendrik Antoon // Fyysikot: Elämäkertaopas / Toim. A. I. Akhiezer . - Toim. 2nd, rev. ja ylimääräistä - M .: Nauka , 1983. - S. 169-170. – 400 s. - 200 000 kappaletta.
Nersessian NJ Aether/tai: Tieteellisten käsitteiden luominen // Studies in History and Philosophy of Science. - 1984. - Voi. 15. - s. 175-212.
Kox AJ Hendrik Antoon Lorentz, eetteri ja yleinen suhteellisuusteoria // Tarkkojen tieteiden historian arkisto. - 1988. - Voi. 38. - s. 67-78.
Illy J. Einstein opettaa Lorentzia, Lorentz opettaa Einsteinia: Their Cooperation in general Relativity, 1913–1920 // Archive for History of Exact Sciences. - 1989. - Voi. 39. - s. 247-289.
Kox AJ HA Lorentzin panokset kineettiseen kaasuteoriaan // Annals of Science. - 1990. - Voi. 47. - P. 591-606.
Janssen M. HA Lorentzin yritys esittää yleisen suhteellisuusteorian koordinaattivapaa muotoilu // Studies in the History of General Relativity / toim. J. Eisenstaedt, A. J. Kox. - Boston: Birkhäuser, 1992. - P. 344-363.
Darrigol O. Larmorin ja Lorentzin elektroniteoriat: vertaileva tutkimus // Fysikaalisten ja biologisten tieteiden historialliset tutkimukset. - 1994. - Voi. 24. - s. 265-336.
Janssen M., Kox AJ Lorentz, Hendrik Antoon // Uusi tieteellisen biografian sanakirja. - Charles Scribnerin pojat, 2008. - Voi. 4. - s. 333-336.
Kox AJ Hendrik Antoon Lorentzin kamppailu kvanttiteorian kanssa // Tarkkojen tieteiden historian arkisto. - 2012. - Vol. 67. - s. 149-170.

Historiallisia ja filosofisia keskusteluja

Zahar E. Miksi Einsteinin ohjelma ohitti Lorentzin? (I) // British Journal for the Philosophy of Science. - 1973. - Voi. 24. - s. 95-123.
Zahar E. Miksi Einsteinin ohjelma ohitti Lorentzin? (II) // British Journal for the Philosophy of Science. - 1973. - Voi. 24. - s. 223-262.
Feyerabend P. Zahar Einsteinista // British Journal for the Philosophy of Science. - 1974. - Voi. 25. - s. 25-28.
Miller AI Lorentzin metodologiasta // British Journal for the Philosophy of Science. - 1974. - Voi. 25. - s. 29-45.
Schaffner KF Einstein vs. Lorentz: Tutkimusohjelmat ja vertailevan teoriaarvioinnin logiikka // British Journal for the Philosophy of Science. - 1974. - Voi. 25. - s. 45-78.
Zahar E. Einsteinin velka Lorentzille: vastaus Feyerabendille ja Millerille // British Journal for the Philosophy of Science. - 1978. - Voi. 29. - s. 49-60.
Brouwer W. Einstein ja Lorentz: Tieteellisen vallankumouksen rakenne // American Journal of Physics. - 1980. - Voi. 48. - s. 425-431.
Nugayev RM Kvanttimekaniikan historia ratkaisevana argumenttina, joka suosii Einsteinia Lorentzin sijaan // Tieteen filosofia. - 1985. - Voi. 52. - s. 44-63.
Nersessian NJ "Miksi ei ollut Lorentz Einstein?" HA Lorentzin tieteellisen menetelmän tutkimus // Centaurus. - 1986. - Voi. 29. - s. 205-242.
Janssen M. Tieteellisen vallankumouksen uudelleen harkitseminen: Einsteinin tapaus Lorentzia vastaan // Fysiikka näkökulmasta. - 2002. - Voi. 4. - P. 421-446.
Frisch M. Mekanismit, periaatteet ja Lorentzin varovainen realismi // Studies in History and Philosophy of Modern Physics. - 2005. - Voi. 36. - P. 659-679.

Linkit

H.A. Lorentzin tieteelliset julkaisut . Leidenin yliopisto. Haettu 22. marraskuuta 2012. Arkistoitu alkuperäisestä 24. marraskuuta 2012.
Kox AJ Ph.D. H. A. Lorentzin opiskelijat: 1881–1921 (englanniksi) . Leidenin yliopisto. Haettu 22. marraskuuta 2012. Arkistoitu alkuperäisestä 24. marraskuuta 2012.
Hendrik Lorentz (Englanti) . nobelprize.org. - Tietoja Nobel-komitean verkkosivuilta. Haettu 22. marraskuuta 2012. Arkistoitu alkuperäisestä 24. marraskuuta 2012.
O'Connor JJ, Robertson EF Hendrik Antoon Lorentz . MacTutorin elämäkerta . St Andrewsin yliopisto. Haettu 22. marraskuuta 2012. Arkistoitu alkuperäisestä 24. marraskuuta 2012.
Hendrik Antoon Lorentz Matematiikan sukututkimusprojekti. - Lorenzin opiskelijat. Haettu 22. marraskuuta 2012. Arkistoitu alkuperäisestä 24. marraskuuta 2012.
Lorenz Hendrik Anton / V. P. Vizgin // Lombard - Mezitol. - M . : Neuvostoliiton tietosanakirja, 1974. - ( Great Soviet Encyclopedia : [30 osassa] / päätoimittaja A. M. Prokhorov ; 1969-1978, v. 15).
Hendrik (Hendrik) Anton Lorenzin profiili Venäjän tiedeakatemian virallisella verkkosivustolla

Temaattiset sivustot

Sanakirjat ja tietosanakirjat

Sukututkimus ja nekropolis

Bibliografisissa luetteloissa

Nobel-palkitut Hollannista
Nobelin rauhanpalkinto	T. Asser (1911)
Nobelin fysiikan palkinto	P. Zeeman (1902) H. Lorenz (1902) J. D. Van der Waals (1910) H. Kamerling-Onnes (1913) F. Zernike (1953) N. Blombergen (1981) S. van der Meer (1984) M. Veltman (1999) G. Hoft (1999) A. K. Game (2010)
Nobelin kemian palkinto	J. H. van't Hoff (1901) P. Debye (1936) P. Crutzen (1995) B. Feringa (2016)
Taloustieteen Nobel-palkinto	J. Tinbergen (1969) T. Koopmans (1975)
Nobelin fysiologian tai lääketieteen palkinto	W. Einthoven (1924) H. Aikman (1929) N. Tinbergen (1973)

Fysiikan Nobelin palkinnon voittaja vuosina 1901-1925

Röntgen (1901)
Lorenz / Szeeman (1902)
Becquerel / P. Curie / M. Curie (1903)
Lordi Rayleigh (1904)
Leonard (1905)
Thomson (1906)
Michelson (1907)
Lippmann (1908)
Marconi / Brown (1909)
Van der Waals (1910)
Voitto (1911)
Dalene (1912)
Kamerling-Onnes (1913)
von Laue (1914)
W. G. Bragg / W. L. Bragg (1915)
Barkla (1917)
Planck (1918)
Stark (1919)
Guillaume (1920)
Einstein (1921)
N. Bor (1922)
Milliken (1923)
Sigban (1924)
Frank / Hertz (1925)

Täysi lista
1901-1925
1926-1950
1951-1975
1976-2000
vuodesta 2001 lähtien

Nobel -palkinnon saajat vuonna 1902
Fysiologia tai lääketiede	Ronald Ross ( Iso- Britannia )
Fysiikka	Hendrik Lorenz ( Alankomaat ) Peter Zeeman ( Alankomaat )
Kemia	Hermann Emil Fischer ( GER )
Kirjallisuus	Theodor Mommsen ( GER )
Maailman	Elie Ducommin ( Sveitsi ) Charles Albert Goba ( Sveitsi )