|
== Биография ==
Лоренц е роден в [[Арнем]] в семейството на Герит Фредерик Лоренц (1822-1893) и Гертруда ван Гинкел (1826-1861). През 1862, след смъртта на съпругата, бащата се жени повторно за Луберта Хупкес. От 1866 до 1869 Хендрик посещава [[гимназия]] в Арнем. През 1870 г. държи изпити по [[класически езици]] (необходими за кандидатстване в [[университет]]) и записва да учи [[физика]] и [[математика]] в [[Лайденски университет|университета в Лайден]] при професора по [[астрономия]] [[Фредерик Кайзер]], който оказва решаващо влияние за професионалната му ориентация. След получаване на [[бакалавър]]ска титла се завръща в родния си град, където започва да преподава математика в местната гимназия, продължавайки успоредно с преподаването следването си в [[Лайден]]. През 1875 г. защитава [[доктор]]ска дисертация при Питер Райке на тема "Относно теорията на отражение и пречупване на светлината", където той доразработва електромагнитната теория на [[Джеймс Клерк Максуел]].Продължавайки да се занимава с изследване на оптическите явления, през 1878 г. Лоренц публикува научен труд, в който извежда теоретически съотношението между плътността на тялото и неговия показател на пречупване (отношението на скоростта на светлината във вакуум към скоростта на светлината в тялото - величина, характеризираща доколко силно се отклонява от първоначалното си направление лъчът светлина при преминаването си от вакуум в тяло). Случва се така, че малко по-рано същата формула е публикувана от датския физик Людвиг Лоренц, затова тя получава името формула на Лоренц-Лоренц. Но работата на Хендрик Лоренц е особено интересна, защото е основана на предположението, че материалният обект съдържа трептящи електрически заредени частици, които си взаимодействат със светлинните вълни. Тя подкрепя съвсем не общоприетата тогава гледна точка, че веществото се състои от атоми и молекули.
През 1880 г. научните интереси на Лоренц са свързани преди всичко с кинетичната теория на газовете, описваща движението на молекулите и установяването на връзката между тяхната температура и средната кинетична енергия. През 1892 г. той пристъпва към формулирането на теория, която като самият той, така и другите наричат впоследствие теория на електроните. Електричеството, твърди Лоренц, възниква при движението на малки заредени частици - положителни и отрицателни електрони. По-късно е установено, че всички електрони са отрицателно заредени. Лоренц прави извода, че трептенето на малките заредени частици създава електромагнитни вълни, сред които светлинните и радиовълните, предсказани от Максуел и открити от Хенрих Херц през 1888 г. През 90-те години Лоренц продължава да се занимава с теорията на електроните. Той я използва за унифициране и опростяване на електромагнитната теория на Максуел, публикува сериозни работи по много проблеми на физиката, в това число и за разлагането на спектралните линии в магнитно поле.
Когато светлината от нагрят газ преминава през цепнатина и се разделя от спектроскоп на съставните си части, или на чисти цветове, се появява линеен спектър - серия ярки линии на черен фон, положението на които отговаря на съответните честоти. Такъв спектър е характерен за всеки различен газ. Лоренц предполага, че честотата на трептящите електрони се определя от честотата на изпусканата от газа светлина. Освен това той изказва хипотезата, че магнитното поле би трябвало да оказва влияние на движението на електроните и да изменя леко честотата на трептенето им, разлагайки спектъра на няколко линии. През 1896 г. колегата на Лоренц в Лайденския университет Питер Зееман поставя натриев пламък между полюсите на електромагнит и открива, че двете най-ярки линии в спектъра на натрия са се разширили. След по-нататъшни старателни наблюдения над пламъка на различни вещества Зееман потвърждава изводите на теорията на Лоренц, като установява, че разширените спектрални линии в действителност представляват групи от близки отделни компоненти. Разлагането на спектралните линии в магнитно поле получава названието ефект на Зееман. Зееман потвърждава и предложението на Лоренц за поляризацията на изпусканата светлина.
Макар че ефектът на Зееман не е обяснен напълно до появата през ХХ в. на квантовата теория, предложеното от Лоренц обяснение на основата на трептенето на електроните позволява да се разберат най-простите особености на ефекта. В края на ХІХ в. много физици смятат (както се изяснява по-късно, правилно), че спектрите ще станат ключ за разгадаването на строежа на атома. Затова използването от Лоренц на теорията на електроните за обясняване на спектралното явление може да се смята за необикновено важна стъпка по пътя за изясняване на строежа на веществото. През 1897 г. Дж.Дж.Томсън открива електрона във вид на свободно движеща се частица, появяваща се при електрически разряди във вакуумни тръби. Свойствата на откритата частица се оказват същите като на постулираните от Лоренц електрони, трептящи в атомите.
В края на ХІХ в. и началото на ХХ в. Лоренц с право се смята за водещ физик-теоретик в света. Работите му обхващат не само електричеството, магнетизма и оптиката, но и кинетиката, термодинамиката, механиката, статистическата физика и термодинамиката. С негови усилия физическата теория достига пределите, възможни в рамките на класическата физика. Идеите на Лоренц оказват влияние за развитието на съвременната теория на относителността и квантовата теория.
През 1904 г. Лоренц публикува най-известните изведени от него формули, получили названието преобразования на Лоренц. Те описват намаляването на размера на движещо се тяло по посока на движението и изменението на хода на времето. Двата ефекта са малки, но нарастват, ако скоростта на движението се приближава до скоростта на светлината. Тази работа той предприема с надеждата да обясни неуспехите, постигнали всички опити да се открие влиянието на етера - загадъчно хипотетично вещество, което би трябвало да изпълва цялото пространство.
Смята се, че етерът е необходим като среда, в която се разпространяват електромагнитните вълни, например светлината, така, както молекулите на въздуха са необходими за разпространяването на звуковите вълни. Въпреки многобройните трудности, които срещат по пътя си тези, които се опитват да определят свойствата на вездесъщия етер, неподдаващ се упорито на наблюдение, физиците все пак са убедени, че той съществува. Едно следствие от съществуването на етера трябва непременно да се прояви: ако скоростта на светлината се измерва с движещ се прибор, тя трябва да бъде по-голяма при движение към източника на светлина и по-малка при движение в обратната посока. Етерът може да се разглежда като вятър, който пренася светлината и я кара да се разпространява по-бързо, когато наблюдателят се движи срещу вятъра, и по-бавно, когато се движи по посока на вятъра.
В знаменития експеримент, направен през 1887 г. от Алберт А. Майкълсън и Едуард У. Морли с помощта на много точен прибор, наречен интерферометър, лъчите светлина трябва да преминат определено разстояние по посока на движението на Земята и след това същото разстояние в противоположно направление. Резултатите от измерванията се сравняват с измерванията, направени на лъчи, които се движат в една посока и в обратна перпендикулярно на посоката на движение на Земята. Ако етерът влияе по някакъв начин на движението, времената на движение на светлинните лъчи по направление на движението на Земята и перпендикулярно на него трябва да е достатъчно различно поради различните скорости, за да може разликата да се измери с интерферометъра. Но за учудване на привържениците на теорията за етера, не се установява никаква разлика.
Множество обяснения (например позоваването на това, че Земята увлича със себе си етера и затова той се намира в относителен покой спрямо нея) са доста неудовлетворителни. За решаването на тази задача Лоренц (и независимо от него ирландският физик Дж.Ф. Фитджералд) предполага, че движението през етера води до намаляване на размерите на интерферометъра (и следователно на всяко движещо се тяло) с толкова, колкото е необходимо да се обясни мнимото отсъствие на измеримата разлика в скоростите на светлинните лъчи при експеримента на Майкелсон-Морли.
Преобразованията на Лоренц оказват силно влияние върху по-нататъшното развитие на теоретичната физика като цяло и особено върху създаването през следващата година на специалната теория на относителността от Алберт Айнщайн. Айнщайн изпитва към Лоренц дълбоко уважение. Но ако Лоренц смята, че деформацията на движещите се тела се предизвиква от някакви молекулярни сили, промяната на времето не е нещо повече от математически трик, а постоянството на скоростта на светлината за всички наблюдатели трябва да следва от неговата теория, Айнщайн подхожда към относителността и постоянството на скоростта на светлината като към основополагащи принципи, а не като към проблеми. Лоренц се отнася съчувствено към новаторските идеи и е сред първите, които се изказват в подкрепа на специалната теория на относителността на Айнщайн и квантовата теория на Макс Планк. В продължение на почти три десетилетия от новия век той проявява силен интерес към развитието на съвременната физика, съзнавайки, че новите представи за времето, пространството, материята и енергията позволяват да се решат много проблеми, с които му се налага да се сблъска при собствените си изследвания. За високия авторитет на Лоренц сред колегите му говори следният факт: по тяхна молба през 1911 г. той става председател на първата Солвеевска конференция по физика - международен форум на най-известните учени - и всяка година до смъртта си заема тази длъжност.
През 1912 г. Лоренц излиза в оставка, за да отделя по-голяма част от времето си за научни изследвания, но продължава да чете веднъж в седмицата лекции в Лайденския университет. През 1919 г. взема участие в един от най-големите в света проекти за предотвратяване на наводненията и контрола над тях. Той оглавява комитет по наблюдение на предвижването на морската вода по време и след пресушаването на Зюйдерзее (залив в Северно море). След края на Първата световна война Лоренц съдейства активно за възстановяване на научното сътрудничество, правейки усилия да поднови членството на гражданите на страните от Централна Европа в международните научни организации. През 1923 г. е избран в международната комисия по интелектуално сътрудничество към Обществото на народите. В състава на комисията влизат седем учени със световни имена. След две години Лоренц става неин председател. Той запазва интелектуалната си активност до смъртта си в Хаарлем.
През 1881 г. Лоренц се жени за Алета Катарина Кайзер, племенница на професора по астрономия Кайзер. Съпрузите Лоренц имат четири деца, едно от което умира в детската си възраст. Лоренц е необичайно обаятелен и скромен човек. Тези негови качества, а също и удивителните му способности да учи езици му позволяват да ръководи успешно международни организации и конференции. Почетен доктор е на Парижкия и Кеймбриджския университет, член на Лондонското кралско дружество и на Германското дружество на физиците. През 1912 г. става секретар на Холандското научно дружество.
През 1881 г. се жени за Алета Катарина Кайзер, племенница на преподавателя си Фредерик Кайзер. Алета е дъщеря на Йохан Вилхелм Кайзер, [[професор]] по изящни изкуства, по-късно директор на националната галерия (Rijksmuseum) в [[Амстердам]]. Най-голямата дъщеря на Хендрик и Алета също става [[физик]].
|
