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헨드릭 안툰 로렌츠 (1853 년 7 월 18 일, 아른헴-1928 년 2 월 4 일, 하를렘)은 네덜란드 물리학 자로 알려진 상대 이론 시대의 아이디어를 개발함으로써 상대성 시대를 열었다. Lorentz-FitzGerald 수축. 전자에 관한 그의 이론은 그에게 1902 년 피에르지만과 함께한 노벨 물리학상을 수상했다.

전기

초기 생애

헨드릭 로렌츠 (Hendrik Lorentz)는 게르트 르 프레데릭 로렌츠 (Gerrit Frederik Lorentz, 1822-1893)의 아들 인 겔더 랜드 (Gelderland) 아른헴 (Arnhem)에서 태어났다. Lorentz가 4 살이었을 때 그의 어머니는 죽었고 그의 아버지는 Luberta Hupkes와 결혼했습니다. 로렌츠는 1866 년에서 1869 년까지 아넘에있는 고등학교를 다녔으며 1870 년 레이덴 대학에 입학하여 천문학 교수 프레데릭 카이저의 가르침에 큰 영향을 받았다. 물리학을 직업으로 선택하기 위해 Lorentz에 영향을 준 것은 Kaiser였습니다. Lorentz는 1871 년에 수학 및 물리학 학사 학위를 받았으며, 다음 해에는 수학으로 고등학교 야간 수업을 가르치기 위해 Arnhem으로 돌아 왔으며 박사 학위를 계속 읽었습니다. 1875 년, Lorentz는 Pieter Rijke의 논문에서 박사 학위를 받았습니다. 빛의 반사와 굴절 이론에서 제임스 클러 크 맥스웰 (James Clerk Maxwell)의 전자기 이론을 수정하여 광범위한 광학 현상을 설명했습니다.

1881 년에 Hendrik은 Frederik Kaiser의 조카 인 Aletta Catharina Kaiser와 결혼했습니다. 그녀는 요한 빌헬름 카이저의 딸이자 암스테르담 조각 학교의 감독이자 미술 교수이며 1852 년 최초의 네덜란드 우표 디자이너였습니다. 나중에 카이저는 암스테르담 국립 박물관의 소장입니다. 로렌츠와 그의 아내는 세 자녀를 낳았으며, 그중 가장 큰 딸 Geertruida de Haas-Lorentz는 아버지의 발자취를 따라 물리학자가되었습니다.

레이덴 교수

1878 년에 24 세의 Lorentz는 레이덴 대학 (University of Leiden)의 이론 물리학에서 새로 설립 된 의장으로 임명되었습니다. 1878 년 1 월 25 일 그는 취임 강의를 "나 투르 쿤데의 몰레 큘 레르 테 오리엔" (물리의 분자 이론).

로렌츠는 라이덴에서 처음 20 년 동안 주로 전기, 자기 및 빛의 상관 관계를 조사하는 데 관심이있었습니다. 그는 또한 역학, 열역학, 유체 역학, 동역학 이론, 고체 이론, 빛 및 전파에 대해 썼습니다. 그러나 그의 가장 중요한 공헌은 전자기, 전자 이론 및 상대성 영역에 있습니다.

전기 역학과 "상대성"

1880 년대 미국 과학자 Albert Michelson과 Edward Morley는 지구의 움직임을 감지하지 못한 실험을 설계하고 수행했습니다. 에테르, 빛의 전파를 담당하는 것으로 생각 된 가상의 매체. 1892 년에 Michelson-Morley의 실험을 설명하면서 에테르, Lorentz는 운동체가 운동 방향으로 수축한다고 제안했다.

George FitzGerald는 기본적으로 동일한 추론을 사용하여이 결론에 도달했습니다. 그러나 FitzGerald와 달리 이론에 대한 연구는 저널에 대한 간단한 편지 이상이 아닙니다. 과학, Lorentz는 이론과 지원 수학을 개발했습니다. 그는 그 용어를 소개했다 현지 시각 이는 서로 다른 균일 한 속도를 갖는 기준 프레임에서 다양합니다. Lorentz는 각 참조 프레임에 고유 한 시간을 할당하지 않으면 서 다른 참조 프레임에서 Maxwell 방정식의 형태를 유지할 수 없다는 것을 발견했습니다. Henri Poincaré는이 아이디어를 한층 더 발전 시켰으며, 움직이는 프레임의 시계가 프레임의 움직임과 같은 속도로 이동하는 것으로 추정되는 광 신호를 교환하여 움직이는 프레임의 시계가 동기화 될 때 어떻게 발생했는지 보여주었습니다.

1899 년과 1904 년에 Lorentz는 자신의 변형에 시간 팽창을 추가하고 1905 년 Poincaré가 Lorentz 변형의 이름을 발표했습니다. 조셉 라 모르가 적어도 궤도 전자에 대한 시간 팽창을 예측하고 1897 년에 동일한 변환을 발표 한 것은 분명히 알 수 없었습니다. 라 모르와 로렌츠가 개발 한 방정식은 1905 년 Henri Poincaré와 Albert Einstein이 제시 한 방정식과 대수적으로 같습니다 ( Macrossan, 1986). 이 수학적 공식에는 나중에 특수 상대성 이론으로 알려지게 된 중요한 요소, 즉 로렌츠가 1899 년에 논의한 움직이는 물체의 특징 인 질량의 상대 론적 증가, 길이 단축 및 시간 팽창 출판.

1921 년 라이덴에있는 그의 집 앞에서 Ehrenfest가 촬영 한 Albert Einstein과 Hendrik Antoon Lorentz. 출처 : 박물관 Boerhaave, Leiden.

질량 증가는 테스트 할 특수 상대성 이론의 첫 번째 예측이지만, Kaufmann의 초기 실험에서 그의 예측이 잘못되었다고 생각되었습니다. 이로 인해 Lorentz는 자신이 라틴어로 끝났다는 유명한 말을하게되었습니다.1 그 확인은 1908 년까지 기다려야했다.

전자

Michelson Morley 실험을 이해하려는 그의 시도와 관련하여 Lorentz는 1892 년에 강력한 전자 기적 구성 요소를 제공하는 물질의 구조 이론을 고안했습니다. 원자에 대한 그의 이론은 두 개의 반대로 하전 된 구성 요소로 구성되었고, 그 중 하나는 다른 것보다 크고 원자 질량의 대부분을 구성한다는 것이었다.2 Lorentz의 이론에서 원자에서 진동하는 전하 (그가 "이온"이라고했지만 나중에 "전자"라고 불렀음)는 빛과 물질 사이의 상호 작용을 담당했습니다. 이 이론은 Michelson Morley 실험에 필요한 단축 법에 대해 전자 기적 특성으로 설명했습니다.

친구, 동료, 그리고 Lorentz의 전 학생 인 Pieter Zeeman은 1890 년대 중반에 빛과 자기의 관계를 결정하기위한 실험 수행에 관심을 갖게되었습니다. 반세기 전 Michael Faraday의 결과에 힘 입어 Zeeman은 나트륨의 스펙트럼 선에 대한 자기장의 영향을 결정하고자했습니다. 그의 감독자는 열정을 나누지 못했지만 Lorentz는 Zeeman을 격려했습니다. Zeeman은 실험을 수행하여 두 개의 강한 전자석 사이에서 나트륨 화합물의 샘플을 태우고 결과 스펙트럼을 분석했습니다. 그는 스펙트럼 선의 변화를 감지했습니다.

Lorentz는 그 결과를 즉시 물질의 이론에 기초하여 전자 질량에 대한 전하의 비율의 첫 번째 측정 중 하나를 만들기 위해 사용했습니다. 그는 또한 전자가 음전하를 옮겼 음을 확인할 수 있었다.3 1 년 후, J.J. 톰슨은 같은 양을 측정하기 위해 완전히 다르지만 더 직접적인 방법을 사용했으며 그 결과는 Lorentz와 거의 비슷했습니다. 멘토이자 학생 인 Lorentz와 Zeeman은 1902-Zeeman에서 실험을 통해 노벨상을 수상했으며, 그의 이름을 딴 효과를 발견 한 전자 실험과 Lorentz는 전자 이론을 수상했습니다.

Poincaré (1902)는 Lorentz의 전기 역학 이론에 대해 말했다.

"가장 만족스러운 이론은 Lorentz의 이론입니다. 의심 할 여지없이 알려진 사실, 가장 많은 수의 알려진 관계를 구제하는 이론을 가장 잘 설명하는 이론입니다. Lorentz 덕분에 피 제우의 결과가 움직이는 광학에 관한 것입니다 신체, 정상 및 비정상 분산 및 흡수의 법칙은 서로 연결되어 있습니다… 새로운 Zeeman 현상이 그 자리를 찾은 용이성을 살펴보고 심지어 모든 것을 무시한 패러데이의 자기 회전 분류를 도왔습니다 (James Clerk). 맥스웰의 노력. " (1902 년 Poincaré)

1906 년 Lorentz는 미국을 여행하면서 상대 론적 전자기 이론에 관한 일련의 강의를했습니다. 이 강의는 1909 년 제목으로 출판되었습니다. 전자 이론.4

몇년 후에

로렌츠는 1911 년 가을 브뤼셀에서 열린 최초의 솔베이 회의 회장이었다. 회의 직후, 포인 카레는 양자 물리학에 대한 에세이를 썼는데, 당시 로렌츠의 지위를 알 수있다.

… 매 순간 다른 나라의 물리학 자 20 명은 양자 역학에 대해 이야기를들을 수있었습니다. 이제 옛 역학은 무엇입니까? 19 세기 말에도 여전히 논란의 대상이었던 뉴턴의 것이 었습니까? 아닙니다. 그것은 상대성의 원리를 다루는 로렌츠의 역학이었습니다. 거의 5 년 전에는 대담함의 높이 인 것처럼 보였습니다. (1913 년 Poincaré)

같은 에세이에서 Poincaré는 Lorentzian 역학의 지속적인 측면을 나열합니다.

몸의 움직임이 빛의 속도를 초과 할 수는 없습니다. 몸의 질량이 일정하지 않습니다 ... 절대 공간이나 에테르와 관련된 움직임을 감지 할 수있는 실험은 없습니다. (1913 년 Poincaré)

1912 년 로렌츠는 하를렘에있는 테이 일러 박물관에서 연구 책임자로 일찍 은퇴했지만 라이덴의 외부 교수로 재직하면서 매주 강의를했다. 폴 에렌 페스트 (Paul Ehrenfest)는 레이덴 대학 (University of Leiden)의 의자에서 그를 물리 쳤으며 로렌츠 연구소 (Lorentz Institute)로 알려진 이론 물리 연구소를 설립했습니다. 로렌츠는 노벨 물리학상 이외에도 그의 뛰어난 업적에 대해 많은 찬사를 받았습니다. 그는 1905 년 왕립 학회의 연구원으로 선출되었습니다. 학회는 1908 년 광학 및 전기 현상에 대한 조사로 럼 포드 메달을, 1918 년에 수학 물리학 연구로 코플리 메달을 수상했습니다.

Lorentz는 기본 이론 작업으로 주로 알려져 있지만 실제 응용에도 관심이있었습니다. 1918-1926 년 네덜란드 정부의 요청에 따라 Lorentz는 제안 된 Afsluitdijk (Closure Dike) 홍수 통제 댐이 네덜란드의 다른 해역에 미치는 영향을 계산하는위원회를 이끌었습니다. 유압 공학은 당시 경험적 과학 이었지만, Afsluitdijk에 의한 조수 흐름의 혼란은 전례가 없었기 때문에 경험적 규칙을 신뢰할 수 없었습니다. Lorentz는 기본적인 유체 역학 운동 방정식에서 시작하여 문제를 수치 적으로 해결하도록 제안했습니다. Afsluitdijk는 1933 년에 완성되었으며 Lorentz와 그의위원회에 대한 예측은 매우 정확했습니다.

로렌츠는 지난 몇 년간 아인슈타인과 자신을 연계 시켰으며, 로렌츠의 확장이라는 추론을 사용하여 중력을 설명하려는 시도를했다. 아인슈타인은 로렌츠의 아이디어에 대해 적절한 신용을 주었다. 로렌츠는 포인 카레가 자신의 손길을 가졌다 고 인정했다. 로렌츠는 아인슈타인의 일반 상대성 이론을 이해하기 위해 일반 대중을위한 에세이를 썼는데, 로렌츠의 생애의 지난 10 년 동안 실험적인 승리를 거두었 다.

로렌츠는 1928 년 2 월 4 일 네덜란드 하를렘에서 사망했다.

Lorentz가 네덜란드에서 열린 존경은 O.W. Richardson의 장례식 6에 대한 설명에서 볼 수 있습니다.

장례식은 2 월 10 일 금요일 정오에 하를렘에서 열렸습니다. 12 번의 뇌졸중에 네덜란드의 전신과 전화 서비스는 네덜란드가 우리 시대에 생산 한 가장 위대한 사람에 대한 찬사로 3 분 동안 중단되었습니다. 많은 동료들과 외국 출신의 유명한 물리학 자들이 참석했습니다. 어니스트 러더 포드 경은 왕립 학회를 대표하여 무덤 옆에서 감사의 말을 전했다.

유산

Lorentz는 전자의 발견으로 이어지고 서로에 대해 균일하게 움직이는 프레임을 참조하는 Maxwell 방정식의 확장으로 이어지는 물질 이론을 확립함으로써 Maxwell의 연구를 확장 할 것으로 예상했습니다. Lorentz의 연구와 Henri Poincare 및 Larmor와 같은 많은 동시대 사람들의 연구는 상대성 이론이 아인슈타인의 이론에만 국한되지 않았음에도 불구하고 아인슈타인은 중력을 포함하도록 그의 이론을 확장하여 다른 항해에서 많은 바람을 빼앗 았습니다. .

Lorentz의 인생 이야기에서 멘토 / 프로 테지 관계의 중요성이 분명해졌습니다. 그의 전 학생 인 Pieter Zeeman에 대한 그의지지는 1902 년 그들의 노력으로 노벨상을 수상했을 때 결실을 맺었습니다. Lorentz는 자신의 아이디어가 항상 결실을 맺지는 않았지만 20 세기 물리학 개발과 관련된 문제에 대해 일생 동안 종종 상담을 받았습니다. M. J. Klein (1967)은 1920 년대 로렌츠의 명성을 다음과 같이 썼습니다.

몇 년 동안 물리학 자들은 새로운 이론이 발전했을 때 항상 "로렌츠가 그것에 대해 무엇을 말할 것인지"를 열망했고, 심지어 72 세에이를 실망 시키지도 않았다.

세계를 새로운 시간과 공간 수축과 가변 질량의 세계로 가져간 것은 시간 여행, 노화 과정의 잠재적 둔화 가능성, 시간과 공간에 대한 다른 놀라운 개념에 대한 대중 문화의 추측을 이끌어 낸 것은 Lorentz였습니다.

참조

  • 앨버트 아인슈타인
  • 조지 피츠 제럴드
  • 일반 상대성
  • 피터 제만

로렌츠의 출판물

  • 35 Lorentz가 암스테르담 왕립 예술 과학 아카데미에서 진행하는 완전하고 무료로 제공되는 간행물. 2007 년 8 월 19 일에 확인 함. 다음 중요 논문이 포함됩니다.
1899, 이동 시스템에서의 전기 및 광학 현상의 단순화 된 이론. 2007 년 8 월 19 일에 확인 함.
1900, 중력에 대한 고려. 2007 년 8 월 19 일에 확인 함.
1904, 빛의 속도보다 작은 속도로 움직이는 시스템의 전자기 현상. 2007 년 8 월 19 일에 확인 함.
1917 년, 아인슈타인의 중력 이론. 2007 년 8 월 19 일에 확인 함.
  • 1909/1916 : 전자 이론. (Lorentz 's magnum opus.) 2007 년 8 월 19 일에 확인 함.
  • 1920, 아인슈타인 상대성 이론. 2007 년 8 월 19 일에 확인 함.
  • 1931, 이론 물리학 강의 (vol. I-III). 2007 년 8 월 19 일에 확인 함.

노트

  1. ↑ Lorentz, Poincaré 2007 년 8 월 25 일에 확인 함.
  2. ↑ Marco Mamone Capria. 2005. 아인슈타인 전후의 물리. (암스테르담 : IOS Press. ISBN 1586034626), 34-36.
  3. ↑ Gerrit L. Verschuur, 1993. 숨겨진 매력 : 자기의 역사와 신비. (New York : Oxford University Press. ISBN 0195064887), 184-187
  4. ↑ Albert E. Moyer, 1983. "전환의 미국 물리학 : 19 세기 후반의 개념적 변화의 역사." 현대 물리학의 역사, 1800-1950, Vol. 3. (로스 앤젤레스 : Tomash Publishers. ISBN 0938228064), 151.

참고 문헌

  • Geertruida Luberta, 드 하스 로렌츠 1957. 하아. Lorentz : 그의 삶과 일에 대한 인상. 암스테르담 : North-Holland Pub. OCLC 11866855.
  • 반 델프트, 더크 도난당한 방의 경우. 유럽 ​​검토 12(1): 95-109.
  • Brown, Harvey R. 2001 년 10 월. 길이 수축의 기원 : I. FitzGerald-Lorentz 변형 가설. 물리학 미국 저널 69(10): 1044-1054.
  • 콕스, 에이제이 전자의 발견 : II. Zeeman 효과. 유로 J. 피직 18(3): 139-144.
  • 콕스, 에이제이 1996 년 3 월. H.A. Lorentz : 느린 점성 흐름과 유체 역학의 일부 영역 및 발생 배경에 대한 그의 스케치. 공학 수학 30 (1-2) : ii, 1-18.
  • 콕스, 에이제이 1993 년 3 월. 아인슈타인, 로렌츠, 라이덴 및 일반 상대성 이론. 고전 및 양자 중력 10 : S187-S191.
  • 콕스, 에이제이 H. A. Lorentz의 운동 가스 이론에 대한 기여. 과학의 연대기 47(6): 591-606.
  • 콕스, 에이제이 1988 년 3 월. H.A. Lorentz : Hendrik Antoon Lorentz, 에테르 및 일반 상대성 이론. 정확한 과학의 역사를위한 기록 보관소 38(1): 67-78.
  • 클라인, M. J. 1967. 파도 역학의 편지 : Schrödinger, Planck, Einstein, Lorentz, K. Przibram에 의해 편집. 뉴욕 : 철학적 도서관.
  • Langevin, P. 1911. L' évolution de l' éspace et du temps. 사이언 티아 X : 31-54
  • Larmor, J. 1897. 전기 및 광휘 매체의 역학 이론. 필 트랜스 로이 Soc. 190 : 205-300. (같은 이름을 가진 일련의 논문에서 세 번째 및 마지막).
  • Macrossan, M. N. 1986 년. 아인슈타인 이전의 상대성에 관한 메모. 브릿. 필. 공상 과학 37 : 232-234. 2007 년 8 월 19 일에 확인 함.
  • Poincaré, H. 1900. La théorie de Lorentz 및 le Principe de Réaction. 아카이브 Neerlandaises V : 253-78.
  • Poincaré, H. 1902. La Science et L' Hypothèse. 영어 번역에서 인용 과학과 가설, Walter Scott (1905)은 Dover 1952, 175에 의해 다시 간행되지 않음.
  • Poincaré, H. 1905. Sur la dynamique de l' électron. Rentees를 Comptes 140:1504-8.
  • Poincaré, H. 1913. 데르 니 에르 Pensées 어니스트 Flammarion 1913. 영어 번역에서 인용 : 수학과 과학 : 마지막 수필. 뉴욕 : 도버. 1963.

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