洛倫茲科學(xué)家人物相關(guān)報道
洛倫茲還是一位教育家，他在萊頓大學(xué)從事普通物理和理論物理教學(xué)多年，寫過微積分和普通物理等教科書。在哈勒姆他曾致力于通俗物理講演。下面就是小編給大家?guī)淼穆鍌惼澘茖W(xué)家人物相關(guān)報道，希望大家喜歡!
洛倫茲
洛倫茲，人名，較為普遍出現(xiàn)。主要指荷蘭物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家洛倫茲、美國氣象學(xué)家洛倫茲和奧地利統(tǒng)計學(xué)家洛倫茨等
創(chuàng)立電子論
洛倫茲認為一切物質(zhì)分子都含有電子，陰極射線的粒子就是電子。把以太與物質(zhì)的相互作用歸結(jié)為以太與電子的相互作用。這一理論成功地解釋了塞曼效應(yīng)，與塞曼一起獲1902年諾貝爾物理學(xué)獎。
洛倫茲是經(jīng)典電子論的創(chuàng)立者.他認為電具有“原子性”，電的本身是由微小的實體組成的.后來這些微小實體被稱為電子.洛倫茲以電子概念為基礎(chǔ)來解釋物質(zhì)的電性質(zhì).從電子論推導(dǎo)出運動電荷在磁場中要受到力的作用，即洛倫茲力.他把物體的發(fā)光解釋為原子內(nèi)部電子的振動產(chǎn)生的.這樣當光源放在磁場中時，光源的原子內(nèi)電子的振動將發(fā)生改變，使電子的振動頻率增大或減小，導(dǎo)致光譜線的增寬或分裂.1896年10月，洛倫茲的學(xué)生塞曼發(fā)現(xiàn)，在強磁場中鈉光譜的D線有明顯的增寬，即產(chǎn)生塞曼效應(yīng)，證實了洛倫茲的預(yù)言.塞曼和洛倫茲共同獲得1902年諾貝爾物理學(xué)獎.
1904年，洛倫茲證明，當把麥克斯韋的電磁場方程組用伽利略變換從一個參考系變換到另一個參考系時，真空中的光速將不是一個不變的量，從而導(dǎo)致對不同慣性系的觀察者來說，麥克斯韋方程及各種電磁效應(yīng)可能是不同的.為了解決這個問題，洛倫茲提出了另一種變換公式，即洛倫茲變換。后來，愛因斯坦把洛倫茲變換用于力學(xué)關(guān)系式，創(chuàng)立了狹義相對論.
2.提出洛倫茲變換公式
1892年他研究過地球穿過靜止以太所產(chǎn)生的效應(yīng)，為了說明邁克孫-莫雷實驗的結(jié)果，他獨立地提出了長度收縮的假說，認為相對以太運動的物體，其運動方向上的長度縮短了。1895年，他發(fā)表了長度收縮的準確公式，即在運動方向上，長度收縮因子為(1-v2/c2)1/2。1899年，他在發(fā)表的論文里，計論了慣性系之間坐標和時間的變換問題，并得出電子與速度有關(guān)的結(jié)論。1904年，他發(fā)表了著名的變換公式(J.-H.龐加萊首先稱之為洛倫茲變換)和質(zhì)量與速度的關(guān)系式，并指出光速是物體相對于以太運動速度的極限。
1875年前，光的電磁理論與物質(zhì)分子理論相結(jié)合的統(tǒng)一設(shè)想，還沒有被人明確提出。此后，洛倫茲對這一問題進行深入研究，寫出了題為《光的反射與折射理論》論文，對光的舊波動理論與光的新電磁理論作了綜合性評述，最后明確提出了這一統(tǒng)一設(shè)想，不僅使麥克斯韋的電磁理論有了更加堅實的物理基礎(chǔ)，而且據(jù)此創(chuàng)立了物質(zhì)的電子論。隨后他又根據(jù)電子論，確立了電子在磁場中所受的力即“洛倫茲力”的概念。與此同時，他還與其同胞塞曼一起，發(fā)現(xiàn)并驗證了塞曼效應(yīng)。塞曼效應(yīng)是一種解釋置于磁場中的光源發(fā)射的各種譜線，受磁場影響分裂成幾條，各分譜線之間間隔的大小與磁場強度成正比的理論。塞曼最先發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象并對其進行了研究，但他通過研究在理論上雖然可以正確解釋這一現(xiàn)象，卻在實驗中遇到了難題。洛倫茲對此進行反復(fù)實驗，終于找到了問題的癥結(jié)所在，用實驗證實了塞曼理論的正確，使塞曼效應(yīng)在理論和實驗上都站住了腳，成了物理學(xué)中的一個經(jīng)典定律。
3.出色的物理教育家
洛倫茲還是一位教育家，他在萊頓大學(xué)從事普通物理和理論物理教學(xué)多年，寫過微積分和普通物理等教科書。在哈勒姆他曾致力于通俗物理講演。他一生中花了很大一部分時間和精力審查別人的理論并給予幫助。他為人熱誠、謙虛，受到愛因斯坦、薛定諤和其他青年一代理論物理學(xué)家們的尊敬，他們多次到萊頓大學(xué)向他請教，愛因斯坦曾說過，他一生中受洛倫茲的影響最大。
趣聞軼事
在物理學(xué)家中，洛倫茲是最富有國際性的。在他事業(yè)的最初20年中，他的國際性工作僅限于著作。后來，他開始離開萊頓書房和教室，廣泛地與國外科學(xué)家進行個人接觸。他的電子理論使他在物理學(xué)界獲得領(lǐng)導(dǎo)地位。1898年，洛倫茲接受玻爾茲曼的邀請，為德國的自然科學(xué)與醫(yī)學(xué)學(xué)會的迪塞爾多夫會議物理組做演講。1900年在巴黎，為國際物理代表會(世界性物理學(xué)家集會)做演講。洛倫茲在物理方面最重要的國際性活動是擔(dān)任物理學(xué)的索爾維會議的定期主席(1911—1927年)，他在臨終前還主持了最后一次會議。洛倫茲在這些國際性的集會中主持會議并成為公認的領(lǐng)袖。大家對他淵博的學(xué)問、高明的技術(shù)、善于總結(jié)最復(fù)雜的爭論以及無比精煉的語方都非常佩服。第一次大戰(zhàn)后，洛倫茲的國際主義活動帶有若干政治色彩。1909年至1921年，他擔(dān)任荷蘭皇家科學(xué)與文學(xué)研究院物理組的主任時，以自己的影響來說服人們參加戰(zhàn)后盟國創(chuàng)立的國際性科學(xué)組織。1923年，他成為國聯(lián)文化協(xié)作國際委員會的七個委員之一，并繼承伯格森(H.Bergson)擔(dān)任主席。
洛倫茲在物理學(xué)上最重要的貢獻是他的電子論。早在他作學(xué)位論文之前，由于讀過菲涅耳文集而深受其影響;后來受到H.von亥姆霍茲的啟發(fā)，他用J.C.麥克斯韋的電磁理論來處理光在電介質(zhì)交界面上的反射和折射問題作為他的博士論文，在論文的末尾，他提到把光磁理論與物質(zhì)的分子理論結(jié)合起來的前景，這就是他后來創(chuàng)立電子論的根源。1878年，他發(fā)表了光與物質(zhì)相互作用的論文，把以太與普通的物質(zhì)區(qū)別開來，認為以太是靜止的，無所不在，而普通物質(zhì)的分子則都含有帶電的諧振子;在這個基礎(chǔ)上，他導(dǎo)出了分子折射率的公式(即洛倫茲-洛倫茨公式)1892年，他開始發(fā)表電子論的文章，他認為一切物質(zhì)的分子都含有電子，陰極射線的粒子就是電子，電子是很小的有質(zhì)量的剛球，電子對于以太是完全透明的，以太與物質(zhì)的相互作用歸結(jié)為以太與物質(zhì)中的電子的相互作用。這在個基礎(chǔ)上，1895年他提出了著名的洛倫茲力公式。1896年，P.塞曼發(fā)現(xiàn)放在磁場中的光源，其光譜線發(fā)生分裂(塞曼效應(yīng))。洛倫茲立即用他的電子論對這一現(xiàn)象作了定量的解釋。由于這一貢獻，他和塞曼共同獲得1902年的諾貝爾物理學(xué)獎。
洛倫茲變換
狹義相對論中關(guān)于不同慣性系之間物理事件時空坐標變換的基本關(guān)系式。設(shè)兩個慣性系為S系和S′系，它們相應(yīng)的笛卡爾坐標軸彼此平行，S′系相對于S系沿x方向運動，速度為v，且當t=t′=0時，S′系與S系的坐標原點重合，則事件在這兩個慣性系的時空坐標之間的洛倫茲變換為x′=γ(x-vt)，y′=y，z′=z，t′=γ(t-vx/c2)，式中γ=(1-v2/c2)-1/2;c為真空中的光速 。不同慣性系中的物理定律必須在洛倫茲變換下保持形式不變。
在相對論以前，H.A.洛倫茲從存在絕對靜止以太的觀念出發(fā)，考慮物體運動發(fā)生收縮的物質(zhì)過程得出洛倫茲變換。在洛倫茲理論中，變換所引入的量僅僅看作是數(shù)學(xué)上的輔助手段，并不包含相對論的時空觀。愛因斯坦與洛倫茲不同，以觀察到的事實為依據(jù)，立足于兩條基本原理：相對性原理和光速不變原理，著眼于修改運動、時間、空間等基本概念，重新導(dǎo)出洛倫茲變換，并賦予洛倫茲變換嶄新的物理內(nèi)容。在狹義相對論中，洛倫茲變換是最基本的關(guān)系式，狹義相對論的運動學(xué)結(jié)論和時空性質(zhì)，如同時性的相對性、長度收縮、時間延緩、速度變換公式、相對論多普勒效應(yīng)等都可以從洛倫茲變換中直接得出
科學(xué)成就
亨德里克·安東·洛倫茲在語言方面有很高的天賦。他能非常迅速地掌握外語，能根據(jù)上下文來推斷其語法。對于一個終身居住在荷蘭的幾個閉塞的城市而希望與世界對話的人來說，這種天賦不啻是一筆巨大的財富。1870年，洛倫茲考入萊頓大學(xué)，主要方向是數(shù)學(xué)和物理學(xué)。
1873年，洛倫茲以優(yōu)異的成績通過了博士考試，兩年后獲得博士學(xué)位。洛倫茲的學(xué)位論文是物理光學(xué)方面的，題目是“關(guān)于光的折射和反射的理論”。這個課題菲涅耳已經(jīng)做過，但洛倫茲運用麥克斯韋的電磁場理論重新進行了處理。這項研究幾乎一下子就使洛倫茲確立了他在本國的學(xué)術(shù)地位。3年后，萊頓大學(xué)聘他為教授，主持該校新設(shè)置的理論物理教席。這個設(shè)置不僅在荷蘭，而且在整個歐洲也是最早的。洛倫茲接受了這個職位，從而確定了他的理論物理學(xué)的職業(yè)生涯。洛倫茲是經(jīng)典電子論的開創(chuàng)者。1892年，洛倫茲發(fā)表了經(jīng)典電子論的第一篇論文。在這篇論文中，洛倫茲明確地把連續(xù)的場和包含分立電子的物質(zhì)完全分開，同時又為麥克斯韋方程組追加了一個洛倫茲力方程。于是，連續(xù)的場和分立的電子，就由這個洛倫茲力來聯(lián)系。在此基礎(chǔ)上，洛倫茲把當時所得到的電磁光學(xué)的各種結(jié)果，重新整理加以格式化，確立了經(jīng)典電子論的基礎(chǔ)。許多從他那里學(xué)習(xí)電動力學(xué)的理論物理學(xué)家認為，這是洛倫茲一生中最偉大的貢獻之一。
當新物理學(xué)開始崛起的時候，洛倫茲也推導(dǎo)過黑體輻射能量分布公式。他只能用自己的理論計算能譜的長波極限。他了解普朗克1900年的黑體輻射量子理論包含整個光譜，也了解普朗克的量子假設(shè)與他自己的電子論基礎(chǔ)完全不同。但1908年洛倫茲以有利于普朗克量子論的口吻說，普朗克理論是唯一能解釋黑體輻射整個光譜的。洛倫茲是最早能這樣指出并強調(diào)量子假說和電子論假說之間存在深刻對立的人之一。
1896年，洛倫茲用電子論成功地解釋了由萊頓大學(xué)的塞曼新近發(fā)現(xiàn)的原子光譜磁致分裂現(xiàn)象。洛倫茲斷定該現(xiàn)象是由原子中負電子的振動引起的。他從理論上導(dǎo)出的負電子的荷質(zhì)比，與湯姆遜翌年從陰極射線實驗得到的結(jié)果相一致。由于塞曼效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)和解釋，洛倫茲和塞曼分享了1902年度的諾貝爾獎。
除了諾貝爾物理學(xué)獎，洛倫茲還獲得過英國皇家學(xué)會的倫福特和科普利獎?wù)?，并且接受了巴黎大學(xué)和劍橋大學(xué)名譽博士、德國物理學(xué)會和英國皇家學(xué)會國外會員的光榮稱號。
海納百川的大師風(fēng)范
作為第一代理論物理學(xué)家，洛倫茲的顯著特點之一是對于一套套的新思想表現(xiàn)出不同尋常的開放態(tài)度。洛倫茲對理論物理的影響不僅通過他的著作，而且也通過他同從世界各地慕名而來的青年物理學(xué)家的個人交往。愛因斯坦、薛定諤和其他理論工作者經(jīng)常到萊頓去拜訪他，聽取他對于他們一些最新思
想的意見。但他從不干擾別人的思想，他和他們的關(guān)系是靠和善而平淡的基本個性來維持的。 不過，洛倫茲的開放態(tài)度不完全是出于他的性格。從他在萊頓大學(xué)的就職演說中可以了解到，這也是洛倫茲作為理論物理學(xué)家的專業(yè)見解。洛倫茲說過，物理學(xué)研究的目的就在于尋求簡單的、可以說明所有現(xiàn)象的基本原理。但他告誡不要過分看重對基本原理的內(nèi)心聯(lián)想，或者希望原理本身能夠進一步發(fā)揮。他認為，由于人們不能深入地洞察事物的本性，因而把任何已有的認識途徑作為唯一可靠的途徑加以提倡是輕率的。按照洛倫茲的觀點，各種基本的理論途徑應(yīng)該同時由不同的研究者加以探索。
洛倫茲的電子論把經(jīng)典物理學(xué)推上了它所能達到的最后高度。洛倫茲本人幾乎成了19世紀末、20世紀初物理學(xué)界的統(tǒng)帥。如果洛倫茲不那么具有開放精神，這種成就本來可能使他過早地退出歷史舞臺。當世紀之交的物理學(xué)革命打破了古典物理學(xué)時，洛倫茲說過，他感到遺憾的是，他為什么不在舊的基礎(chǔ)崩潰之前死去。但是洛倫茲的個性是“超個人”的，他對過去價值的惋惜很快就由愉快地接受新事物所取代了。
由于洛倫茲在理論物理方面享有很高的威望、通曉多種語言并善于駕馭最為紊亂的辯論，所以他生前每次都被邀請參加物理學(xué)界最重要的國際會議，而且經(jīng)常擔(dān)任大會的主席。1911年洛倫茲主持了第一屆索爾維會議。這次會議使量子概念從四面八方突破了德語世界的邊境，成為一個在法國和英國同樣使人感興趣的論題。
第一次世界大戰(zhàn)后，洛倫茲的開放精神在他的世界主義立場中也得到了充分的體現(xiàn)。為恢復(fù)科學(xué)國際主義，洛倫茲作了持續(xù)的努力。1923年洛倫茲被選為國際文化協(xié)作委員會委員，并繼柏格森之后擔(dān)任了該委員會主席。
這種本質(zhì)上的偉大開放精神，使洛倫茲不僅在學(xué)術(shù)上富有成就，而且在人品上也贏得了同時代人的敬重。1928年2月4日，洛倫茲去世，終年75歲。在他下葬那天，荷蘭的電報、電話服務(wù)暫停3分鐘以示哀悼。出席葬禮的有荷蘭王室、政府以及來自世界各國科學(xué)院的代表。英國皇家學(xué)會會長、著名的實驗物理學(xué)家盧瑟福，普魯士科學(xué)院代表、第二代職業(yè)理論物理學(xué)家的領(lǐng)導(dǎo)人愛因斯坦都在他的墓旁致了悼詞。
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