洛仑兹简介

洛仑兹简介

中文名：亨德里克·安东·洛伦兹逝世日期：1928年2月4日（74岁）

外文名：Hendrik Antoon Lorentz 职业;物理学家、数学家

别名：洛伦兹毕业院校：莱顿大学

亨德里克·安东·洛伦兹，英文名：Hendrik Antoon Lorentz。近代卓越的理论物理学家、数学家，经典电子论的创立者，1853年7月18日生于荷兰的阿纳姆，[1]并在该地上小学和中学，成绩优异，少年时就对物理学感兴趣，同时还广泛地阅读历史和小说，并且熟练地掌握多门外语。他虽然生长在基督教的环境里，但却是一个自由思想家。

1870年洛伦兹考入莱顿大学，学习数学、物理和天文。1875年获博士学位。1877年，莱顿大学聘请他为理论物理学教授，这个职位最早是为J．D．范瓦耳斯设

的，其学术地位很高，而这时洛伦兹年仅23岁。在莱顿大学任教35年，他对物理学的贡献都是在这期间作出的。

1912年洛伦兹辞去莱顿大学教授职务，到哈勒姆担任一个博物馆的顾问，同时兼任莱顿大学的名誉教授，每星期一早晨到莱顿大学就物理学当前的一些问题作演讲。后来他还在荷兰政府中任职，1919～1926年在教育部门工作，其间在1921年担任高等教育部部长。1911～1927年担任索尔维物理学会议的固定主席。在国际物理学界的各种集会上，他经常是一位很受欢迎的主持人。1923年国际科学协作联盟委员会主席。他还是世界上许多科学院的外国院士和科学学会的外国会员。

洛伦兹于1928年2月4日在荷兰的哈勃姆去世，终年75岁。为了悼念这位荷兰近代文化的巨人，举行葬礼的那天，荷兰全国的电信、电话中止三分钟。世界各地科学界的著名人物参加了葬礼。爱因斯坦在洛伦兹墓前致词说：洛伦兹的成就“对我产生了最伟大的影响”，他是“我们时代最伟大、最高尚的人”。

．创立电子论

洛伦兹认为一切物质分子都含有电子，阴极射线的粒子就是电子。把以太与物质

洛伦兹

的相互作用归结为以太与电子的相互作用。这一理论成功地解释了塞曼效应，与塞曼一起获1902年诺贝尔物理学奖。[1]

洛伦兹是经典电子论的创立者．他认为电具有“原子性”，电的本身是由微小的实体组成的．后来这些微小实体被称为电子．洛伦兹以电子概念为基础来解释物质的电性质．从电子论推导出运动电荷在磁场中要受到力的作用，即洛伦兹力．他把物体的发光解释为原子内部电子的振动产生的．这样当光源放在磁场中时，光源的原子内电子的振动将发生改变，使电子的振动频率增大或减小，导致光谱线的增宽或分裂．1896年10月，洛伦兹的学生塞曼发现，在强磁场中钠光谱的D线有明显的增宽，即产生塞曼效应，证实了洛伦兹的预言．塞曼和洛伦兹共同获得1902年诺贝尔物理学奖．

1904年，洛伦兹证明，当把麦克斯韦的电磁场方程组用伽利略变换从一个参考系变换到另一个参考系时，真空中的光速将不是一个不变的量，从而导致对不同惯性系的观察者来说，麦克斯韦方程及各种电磁效应可能是不同的．为了解决这个问题，洛伦兹提出了另一种变换公式，即洛伦兹变换。后来，爱因斯坦把洛伦兹变换用于力学关系式，创立了狭义相对论．

2．提出洛伦兹变换公式

892年他研究过地球穿过静止以太所产生的效应，为了说明迈克孙-莫雷实验的结果，他独立地提出了长度收缩的假说，认为相对以太运动的物体，其运动方向上的长度缩短了。1895年，他发表了长度收缩的准确公式，即在运动方向上，长度收缩因子为（1－v2/c2）1/2。1899年，他在发表的论文里，计论了惯性系之间坐标和时间的变换问题，并得出电子与速度有关的结论。1904年，他发表了著名的变换公式（J．-H．庞加莱首先称之为洛伦兹变换）和质量与速度的关系式，并指出光速是物体相对于以太运动速

洛伦兹

度的极限。

1875年前，光的电磁理论与物质分子理论相结合的统一设想，还没有被人明确提出。此后，洛伦兹对这一问题进行深入研究，写出了题为《光的反射与折射理论》论文，对光的旧波动理论与光的新电磁理论作了综合性评述，最后明确提出了这一统一设想，不仅使麦克斯韦的电磁理论有了更加坚实的物理基础，而且据此创立了物质的电子论。随后他又根据电子论，确立了电子在磁场中所受的力即“洛伦兹力”的概念。与此同时，他还与其同胞塞曼一起，发现并验证了塞曼效应。塞曼效应是一种解释置于磁场中的光源发射的各种谱线，受磁场影响分裂成几条，各分谱线之间间隔的大小与磁场强度成正比的理论。塞曼最先发现这一现象并对其进行了研究，但他通过研究在理论上虽然可以正确解释这一现象，却在实验中遇到了难题。洛伦兹对此进行反复实验，终于找到了问题的症结所在，用实验证实了塞曼理论的正确，使塞曼效应在理论和实验上都站住了脚，成了物理学中的一个经典定律。

3．出色的物理教育家

洛伦兹还是一位教育家，他在莱顿大学从事普通物理和理论物理教学多年，写过微积分和普通物理等教科书。在哈勒姆他曾致力于通俗物理讲演。他一生中花了很大一部分时间和精力审查别人的理论并给予帮助。他为人热诚、谦虚，受到爱因斯坦、薛定谔和其他青年一代理论物理学家们的尊敬，他们多次到莱顿大学向他请教，爱因斯坦曾说过，他一生中受洛伦兹的影响最大。

科学成就

亨德里克·安东·洛伦兹在语言方面有很高的天赋。他能非常迅速地掌握外语，能根据上下文来推断其语法。对于一个终身居住在荷兰的几个闭塞的城市而希望与世界对话的人来说，这种天赋不啻是一笔巨大的财富。1870年，洛伦兹考入莱顿大学，主要方向是数学和物理学。

1873年，洛伦兹以优异的成绩通过了博士考试，两年后获得博士学位。洛伦兹的学位论文是物理光学方面的，题目是“关于光的折射和反射的理论”。这个课题菲涅耳已经做过，但洛伦兹运用麦克斯韦的电磁场理论重新进行了处理。这项研究几乎一下子就使洛伦兹确立了他在本国的学术地位。3年后，莱顿大学聘他为教授，主持该校新设置的理论物理教席。这个设置不仅在荷兰，而且在整个欧洲也是最早的。洛伦兹接受了这个职位，从而确定了他的理论物理学的职业生涯。

电场力与洛伦兹力在现代科技中应用

洛伦兹是经典电子论的开创者。1892年，洛伦兹发表了经典电子论的第一篇论文。在这篇论文中，洛伦兹明确地把连续的场和包含分立电子的物质完全分开，同时又为麦克斯韦方程组追加了一个洛伦兹力方程。于是，连续的场和分立的电子，就由这个洛伦兹力来联系。在此基础上，洛伦兹把当时所得到的电磁光学的各种结果，重新整理加以格式化，确立了经典电子论的基础。许多从他那里学习电动力学的理论物理学家认为，这是洛伦兹一生中最伟大的贡献之一。

当新物理学开始崛起的时候，洛伦兹也推导过黑体辐射能量分布公式。他只能用自己的理论计算能谱的长波极限。他了解普朗克1900年的黑体辐射量子理论包含整个光谱，也了解普朗克的量子假设与他自己的电子论基础完全不同。但1908年洛伦兹以有利于普朗克量子论的口吻说，普朗克理论是唯一能解释黑体辐射整个光谱的。洛伦兹是最早能这样指出并强调量子假说和电子论假说之间存在深刻对立的人之一。

1896年，洛伦兹用电子论成功地解释了由莱顿大学的塞曼新近发现的原子光谱磁致分裂现象。洛伦兹断定该现象是由原子中负电子的振动引起的。他从理论上导出的负电子的荷质比，与汤姆逊翌年从阴极射线实验得到的结果相一致。由于塞曼效应的发现和解释，洛伦兹和塞曼分享了1902年度的诺贝尔奖。

除了诺贝尔物理学奖，洛伦兹还获得过英国皇家学会的伦福特和科普利奖章，并且接受了巴黎大学和剑桥大学名誉博士、德国物理学会和英国皇家学会国外会员的光荣称号。