Хендрик Антон Лоренц
Хендрик Антон Лоренц (нидер. Hendrik Antoon Lorentz; 18 шiлде 1853ж., Арнем, Нидерланд — 4 ақпан 1928ж., Харлем, Нидерланд) — Нидерландық теориялық физик, 1902 жылы Питер Зееманмен бірге Зееман әсерін ашқаны және оны теориялық тұрғыда дәлелдегені үшін Физика саласындағы Нобель сыйлығының және тағы басқа марапаттардың иегері, Нидерланд патшалық ғылым академиясының (1881ж.), шетелдік ғылым академияларының және шетелдік ғылыми қоғамның мүшесі.
| Хендрик Антон Лоренц | |
| нидер. Hendrik Antoon Lorentz | |
 | |
| Туған күні | |
|---|---|
| Туған жері | |
| Қайтыс болған күні | |
| Қайтыс болған жері | |
| Азаматтығы | |
| Ғылыми аясы | |
| Жұмыс орны |
Тиммер мектебі (Арнем), |
| Ғылыми дәрежесі |
Докторлық дәреже |
| Альма-матер | |
| Ғылыми жетекші | |
| Атақты шәкірттері | |
| Несімен белгілі |
Классикалық электронды теорияның негізін қалаушы |
| Марапаттары |
|
Ең әуелі Лоренц өзінің электродинамика мен оптикадағы жұмыстарымен әйгілі.Үздіксіз электрмагниттік өріс тұжырымдамасын заттың құрамына кіретін дискретті электр зарядтары туралы түсінікті біріктіре отырып, ол классикалық электронды теорияны құрды және оны көптеген нақты есептерді шешу үшін қолданды: электромагниттік өрістің қозғалмалы зарядына әсер ететін күш үшін өрнек алды (Лоренц күші), заттың сыну көрсеткішін оның тығыздығымен байланыстыратын формуланы шығарды (Лоренц — Лоренц формуласы), жарық дисперсиясының теориясын жасады, бірқатар магнит - оптикалық құбылыстар (атап айтқанда, Зееман әсері) мен металдардың кейбір қасиеттерін түсіндірді.Электрондық теорияға негізінде ғалым қозғалатын орталардың электродинамикасын дамытты, соның ішінде денелердің қозғалыс бағытында қысқаруы туралы гипотеза жасады (Фицджеральд — Лоренц жиырылуы - қысқаруы), "жергілікті уақыт" ұғымын енгізді, массаның жылдамдыққа тәуелділігі үшін релятивистік өрнек алды, бір-біріне қатысты қозғалатын инерциялық санақ жүйелерінде координаталар мен уақыт арасындағы қатынастарды қорытып шығарды (Лоренц түрлендірулері).Электрондық теорияға негізінде ғалым қозғалатын орталардың электродинамикасын дамытты, соның ішінде денелердің қозғалыс бағытында қысқаруы туралы гипотеза жасады (Фицджеральд — Лоренцтің қысқаруы), "жергілікті уақыт" ұғымын енгізді, массаның жылдамдыққа тәуелділігі үшін релятивистік өрнек алды, бір-біріне қатысты қозғалатын инерциялық анықтамалық жүйелерде координаттар мен уақыт арасындағы қатынастарды шығарды (Лоренц түрлендірулері). Лоренцтің жұмысы арнайы салыстырмалылық теория мен кванттық физика идеяларының қалыптасуы мен дамуына ықпал етті. Сонымен қатар, ол термодинамика мен газдардың кинетикалық теориясында, жалпы салыстырмалылық пен жылу сәулелену теорияларында бірқатар маңызды нәтижелер алды.
Өмірбаяны өңдеу
Шығу тегі және балалық шағы (1853 — 1870) өңдеу
Хендрик Антон Лоренц 1853 жылы 18 шілдеде Арнем қаласында дүниеге келген. Оның ата-бабалары Германияның прирейн аймағынан шыққан және егіншілікпен айналысқан. Болашақ ғалымның әкесі Геррит Фредерик Лоренц (Gerrit Frederik Lorentz, 1822 — 1893) Велптің маңындағы жеміс ағаштарының тәлімбағына иелік етті. Хендрик Антонның анасы Гертруда ван Гинкель (Geertruida van Ginkel, 1826 — 1861) Утрехт провинциясындағы Ренсваудта өсті, үйленді, ерте жесір қалды және жесірліктің үшінші жылында екінші рет — Геррит Фредерикке үйленді. Олардың екі ұлы болды, бірақ екіншісі нәресте кезінде қайтыс болды; Хендрик Антон Гертруданың бірінші некесінен шыққан ұлы Хендрик Ян Якобпен бірге тәрбиеленді. 1862 жылы, жұбайы ерте қайтыс болғаннан кейін, отбасының әкесі Люберта Хюпкеске үйленді (Luberta Hupkes, 1819/1820 — 1897), ол балаларға қамқор өгей ана болды.
Алты жасында Хендрик Антон Тиммер бастауыш мектебіне оқуға түсті. Мұнда физика бойынша оқулықтар мен ғылыми - танымал кітаптардың авторы Герт Корнелис Тиммердің сабақтарында жас Лоренц математика мен физика негіздерімен танысты. 1866 жылы болашақ ғалым Арнемде жаңадан ашылған шамамен гимназияға сәйкес келетін жоғары азаматтық мектепке (нидерл. Hogereburgerschool) түсу емтихандарын сәтті тапсырды. Оқу Хендрик Антонға оңай берілді, осы жағдай физика бойынша бірнеше танымал оқулықтардың авторы Х. Ван-дер-Стадт және химиядан сабақ берген Якоб Мартин Ван Беммеленнің педагогикалық таланттарына зор ықпалын тигізген. Лоренцтің өзі мойындағандай, оған физикаға деген сүйіспеншілікті Ван-дер-Стадт оятқан болатын. Болашақ ғалымның өміріндегі тағы бір маңызды кездесу сол сыныпта оқып, кейіннен физик болып кеткен Герман Хагамен (нидерл. Herman Haga) танысуы болған; олар өмір бойы жақын дос болып қала берді. Жаратылыстану ғылымдарынан басқа, Хендрик Антон тарихқа қызығушылық танытты, Нидерланд пен Англияның тарихы туралы бірқатар еңбектер оқыды, тарихи романдарға қызығушылық танытты; әдебиетте оны ағылшын жазушылары — Вальтер Скотт, Уильям Теккерей және әсіресе Чарльз Диккенстің шығармашылығы қызықтырған. Жақсы есте сақтау қабілетімен ерекшеленетін Лоренц бірнеше шет тілдерін (ағылшын, француз және неміс) оқыды және университетке түсер алдында грек және латын тілдерін өз бетінше игерген. Ашық мінезіне қарамастан, Хендрик Антон ұялшақ адам болды және өзінің тәжірибесі туралы тіпті жақын адамдарымен сөйлескенді ұнатпады. Ол барлық мистицизмге жат болды және қызының айтуы бойынша "Құдайдың рақымына сенуден айырылды... Ақыл-ойдың ең жоғары құндылығына үміт... оған діни сенімдерді алмастырды".
Университеттегі оқу. Ғылымдағы алғашқы қадамдар (1870 — 1877) өңдеу
1870 жылы Лоренц Голландияның ең көне университеті — Лейден университетіне оқуға түсті. Мұнда ол физик Питер Рейкенің (нидерланд. Pieter Rijke) және аналитикалық геометрия курсын оқыған математик Питер Ван Гераның (Pieter van Geer) дәрістеріне қатысқан, бірақ ол өзінің бұрынғы шәкірті Ван-дер-Стадттан жаңа талантты студент туралы білген астрономия профессоры Фредерик Кайзермен жақын болған. Университетте оқып жүргенде болашақ ғалым Джеймс Клерк Максвеллдің іргелі жұмыстарымен танысып, оларды күш салусыз оңай анықтай алмағандықтан, уақыт өте келе Герман Гельмгольц, Огюстен Френель және Майкл Фарадейдің еңбектерін зерттеуге тура келді. 1871 жылы қарашада Лоренц магистратура емтихандарын үздік тапсырды және докторлық емтихандарға өз бетінше дайындалуға бел буып, 1872 жылы ақпанда Лейденнен кетті. Арнемге оралғаннан кейін ол кешкі мектепте және бір кездері өзі оқыған Тиммер мектебінде математика пәнінің мұғалімі болды; бұл жұмыс оған ғылыммен айналысуға жеткілікті бос уақытты қалдырған. Лоренцтің негізгі зерттеу бағыты Максвеллдің электромагниттік теориясы болды. Сонымен қатар, ол мектеп зертханасында оптикалық және электрлік тәжірибелер жасады, тіпті Лейден банкасының разрядтарын зерттеу арқылы электромагниттік толқындардың бар екендігін дәлелдеуге тырысты. Кейіннен Британдық физиктің әйгілі жазбасына тоқтала отырып, Лоренц: " оның" электр және магнетизм туралы трактаты" маған өмірдегі ең күшті әсерлердің бірін тигізген; жарықты электромагниттік құбылыс ретінде түсіндіру мен осы уақытқа дейін білгенімнің бәрінен асып түсті, бірақ Максвеллдің кітабы оңай болған жоқ! Ғалымның идеялары әлі түпкілікті тұжырымдалмаған жылдары жазылғандықтан, ол толық тұтастықты білдірмеді және көптеген сұрақтарға жауап бермеді ".
1873 жылы Лоренц докторлық емтихандарды тапсырды, ал 1875 жылы 11 желтоқсанда Лейденде (magna cum laude) "Жарықтың шағылысуы мен сыну теориясына" (нидерл. Over de theorie der terugkaatsing en breking van het licht) негізделген үдеріс - процестерге Максвелл теориясына негізделіп түсініктеме берген докторлық диссертацияны үздік қорғады. Қорғаудан кейін жас ғылым докторы Арнем мұғалімінің бұрынғы өміріне оралды. 1876 жылдың жазында ол достарымен бірге Швейцарияны аралап, жаяу жорық - сапар жасаған. Осы уақытқа дейін оның алдында математикаға толық ауысу туралы сұрақ туындады: дәл осы пәнді ол мектепте табысты оқытқандықтан, Утрехт университеті оған математика профессорынның лауазымын ұсынды. Алайда, Лоренц өзінің оқу орнына ораламын деп үміттеніп, бұл ұсыныстан бас тартты және уақытша лауазым ретінде Лейден классикалық гимназиясының мұғалімі ретінде орын алуға шешім қабылдады. Көп ұзамай, Лейден университетінде маңызды өзгеріс болды: физика кафедрасы — эксперименттік және теориялық болып екіге бөлінді. Теориялық физика профессоры ретінде жаңа лауазым алдымен Ян Дидерик Ван-дер-Ваальске ұсынылды, ал ол бас тартқан кезде Лоренц тағайындалды. Бұл Нидерландта бірінші және Еуропада алғашқылардың қатарына кірген теориялық физика кафедрасы болған; Лоренцтің осы саладағы табысты қызметі теориялық физиканың тәуелсіз ғылыми пән ретінде қалыптасуына ықпал етті.
1970 ж. ол Лейден Университетiне түседi. 1875 ж. Лоренц докторлық диссертацияны қорғап 1878 ж. Лейден Университетiнде оған арнайы ашқан теоретикалық физика кафедрасының профессоры болды. 1881 ж. Амстердамдағы Корольдiк ғылым академиясына мүше болады.
1878 ж. жарияланған «Ортаның құрамы мен тығыздығы мен жарықтың таралу жылдамдығының арасындағы байланыстары жөнiнде» еңбегiнде Лоренц сыну көрсеткiшi мен ортаның тығыздығы арасындағы байланысты қорытып шығарады, оны «Лоренц-Лоренц формуласы» деп атайды, себебi датчан ғалымы, Людвиг Лоренц бұл формуланы Гендрик Лоренцтен тәуелсiз жеке өзi шығарған болатын.
1892 ж. Лоренц «Максвеллдың электромагниттiк теориясы және оның қозғалыстағы денелерге қолданылуы» атты үлкен еңбегi жарық көрдi. Бұл еңбегiнде Лоренц электрондық теориясына жүйелi баяндама бередi. Ғалым оң немесе терiс зарядталған материяның бөлшектерi – ион деп айта кетiп өзiнiң теориясын «Иондық теория» деп атайды. 1899 ж. ол «Қозғалыстағы денелердегi оптикалық және электрлiк құбылыстарының қарапайым теориясы» еңбегiн шығарады, онда ғалым өзiнiң алғашында жарияланған теориясын қарапайымдылайды.
1902 ж. Лоренц және оның оқушысы Питер Зееман Нобель сыйлығының лауреаты болды.
1904 ж. Лоренц негiзге алынатын «Жарық жылдамдығынан төмен жылдамдықпен қозғалатын системадағы электромагниттiк құбылыстар» - атты еңбегiмен танылды. Лоренц екi әртүрлi инерциалды санақ жүйесiндегi уақыт моменттерi мен кеңiстiк координаталарын өзара қосатын формула қорытып шығарды. Лоренц ғалымға электрон массасының жылдамдыққа тәуелдiлiгiн көрсететiн формула қорытып алды.
Лоренц ғылыми академиялар мен ғылыми қоғамдардың көбiне мүше болған. 1925 оны КСРО ғылым академиясына шетел мүшесi болып сайланды. Лоренц физика ғылымының ақсақалы, теоретикалық физиканың ұлы классигi және жанәкесi болып танылды. 1928 ж. 4 қаңтар айында Лоренц дүниеден кетедi. Голландияда бұл күн ұлттық қаралы күн болып жарияланды.