Hendrik Lorentz

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
Hendrik Lorentz
Lorentz 2.jpg
Syntynyt 18. heinäkuuta 1853
Arnhem, Hollanti
Kuollut 4. helmikuuta 1928
Haarlem, Hollanti
Asuinpaikka Alankomaiden lippu Hollanti
Kansallisuus Alankomaiden lippu Hollantilainen
Tutkimusala Fysiikka
Instituutti Leidenin yliopisto
Tutkinnot Leidenin yliopisto
Väitöstyön ohjaaja Petrus Leonardus Rijke
Oppilaat Geertruida de Haas-Lorentz
Adriaan Fokker
Tunnetuimmat työt Sähkömagneettinen säteily
Tunnustukset Nobel-palkinto Fysiikan Nobel-palkinto (1902)

Hendrik Antoon Lorentz (18. heinäkuuta 18534. helmikuuta 1928) oli hollantilainen fyysikko, joka kehitti muun muassa Lorentzin muunnoksen, joka on keskeinen erityisessä suhteellisuusteoriassa. Hän sai fysiikan Nobel-palkinnon 1902 yhdessä Pieter Zeemanin kanssa Zeemanin ilmiön löytämisestä ja sen selittämisestä. Kyseinen ilmiö liittyy sähkömagneettisen säteilyn spektriviivojen jakautumiseen magneettikentän vaikutuksesta.

Elämä[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Nuoruus[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Hendrik Lorentz syntyi lastentarhan omistajan Gerrit Frederik Lorentzin ja Geertruida van Ginkelin poikana vuonna 1853 Arnhemissa, Hollannissa. Lorentzin ollessa nelivuotias hänen äitinsä kuoli, ja hänen isänsä meni uusiin naimisiin Luberta Hupkesin kanssa vuonna 1862. Lorentzin elinaikana peruskoulussa oli opetusta paitsi aamuisin ja päivisin myös iltaisin, jolloin opetus oli hieman vapaampimuotoista. Tämän ansiosta Lorentzilla oli valmiudet siirtyä suoraan kolmannelle vuosiluokalle, kun Arnhemissa vuonna 1866 avattiin ensimmäinen lukio. Viidennen vuosiluokan ja vuoden klassisten kielten opiskelun jälkeen Lorentz aloitti opinnot Leidenin yliopistossa vuonna 1870. Klassisten kielten koe oli pääsyvaatimuksena yliopistoon.[1]

Opiskeluvuodet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Hendrik Lorentz aloitti fysiikan ja matematiikan opinnot Leidenin yliopistossa tähtitieteen professorin Frederik Kaiserin opetuksessa. Jo seuraavana vuonna Lorentz suoritti kandidaatin tutkinnon. Hän palasi vuonna 1872 Arnhemiin opettamaan matematiikkaa iltapäiväkursseilla. Opettamisen ohella hän valmisteli väitöskirjaansa, "Over de theorie der terugkaatsing en breking van het licht", valon heijastumisesta ja taittumisesta. Vain 22-vuotiaana, vuonna 1875, hän valmistui tohtoriksi Pieter Rijkenin ohjaamana väitöskirjallaan, joka täsmensi James Clerk Maxwellin teoriaa sähkömagneettisesta säteilystä. Kolme vuotta myöhemmin hänet nimitettiin Leidenin yliopiston teoreettisen fysiikan professoriksi. Virka oli perustettu nimenomaan häntä varten. Lorentz sai useita kutsuja töihin ulkomaalaisiin yliopistoihin, mutta pysyi uskollisena kotimaalleen.[1]

Lorentz meni naimisiin opettajansa veljentyttären Aletta Catharina Kaiserin kanssa vuonna 1881. Aletta oli amsterdamilaisen kaiverruskoulun, Fine artin professori ja hollantilaisen postimerkkien suunnittelijan Johann Wilhelm Kaiserin tytär. Alettan ja Lorentzin tyttärestä Geertruida de Haas-Lorentzista tuli isänsä tapaan fyysikko.

Professorina Leidenissä[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Lorentz ja Einstein Paul Ehrenfestin talon edessä. Kuvan ottanut Ehrenfest vuonna 1912.

Lorentzista tuli 24-vuotiaana Leidenin yliopiston fysiikan professori. Hän piti virkaanastujaispuheensa 25. tammikuuta 1878 ja käsitteli siinä fysiikan molekyyliteorioita. Leidenin yliopiston professorina Lorentz keskittyi ensimmäiset 20 vuotta sähkömagneettisen säteilyn teoriaan pyrkien selittämään säteilyn, sähkön ja magnetismin välisen yhteyden. Myöhemmin hän laajensi teoreettista tutkimustaan monille muille alueille, mutta hänen suurimmat teoriansa ja saavutuksensa ovat sähkömagnetismin, elektronien teorian ja suhteellisuuden alalta.

Vuonna 1912 Lorentz jäi eläkkeelle virastaan Leidenin yliopistossa ja vastaanotti kaksoisviran Hollannin tiedeakatemian, Hollandsche Maatschappij der Wetenschappenin sihteerinä ja Teylerin museon kuraattorina Haarlemissa. Hän jatkoi kuitenkin ylimäräisen professorin virassa Leidenissä pitäen edelleen kuuluisiksi tulleita maanantaiaamun luentojaan. Lorentz jatkoi luentojen pitämistä elämänsä loppuun asti.

Myöhemmät vuodet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Lorentzin jäätyä varhaiselle eläkkeelle Leidenin yliopiston professorin virasta hänen seuraajakseen nimitettiin Paul Ehrenfest. Ehrenfestin perustama teoreettisen fysiikan instituutti nimettiin myöhemmin Lorentz-instituutiksi. Fysiikan Nobel-palkinnon lisäksi Lorentzille myönnettiin monia muitakin kunnianosoituksia, kuten 1908 Rumford-mitali ja 1918 Copley-mitali. Hänet myös valittiin Royal Societyn jäseneksi vuonna 1905.

Lorentz tunnetaan erityisesti teoreettisena fyysikkona, mutta hän vaikutti myös kokeellisen fysiikan alalla. Hollannin hallituksen pyynnöstä hän teki mittauksia työryhmänsä kanssa vuodet 1918–1926 Afsluitdijkin alueelle rakennettavaa patoa varten. Virtaustekniikka oli tuohon aikaan hyvin empiirinen tiede, mutta vuoroveden aiheuttamat häiriöt Afsluitdijkilla olivat niin ennustamattomia, ettei empiirisiin sääntöihin voitu luottaa. Lorentz selvitti kuitenkin ongelman numeerisesti. Afsluitdijk valmistui Lorentzin kuoleman jälkeen vuonna 1933, ja hänen tekemänsä laskelmat osoittautuivat tarkoiksi.

Tieteellinen ura[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Elektronit ja valo[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Lorentz teoretisoi, että atomit saattaisivat koostua varatuista hiukkasista ja ehdotti, että näiden varattujen hiukkasten värähtely saa aikaan sähkömagneettista säteilyä. Vuonna 1896 Pieter Zeeman, kollega ja Lorentzin oppilas, osoitti teorian kokeellisesti paikkansapitäväksi. Vain muutama vuosi myöhemmin vuonna 1902 heidät palkittiin fysiikan Nobel-palkinnolla tästä merkittävästä työstä.

Suhteellisuus[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Yrittäessään selittää Michelsonin–Morleyn koetta 1895 Lorentz arvioi, että liikkuvat kappaleet kutistuvat liikkeensä suunnassa. Samantapaisen väitteen oli aiemmin esittänyt jo George FitzGerald. Lorentz kehitti käsitteen lokaali aika, mitä Henri Poincaré piti suurenmoisena ajatuksena. Poincaré osoitti vuonna 1900, kuinka eri koordinaatistoissa liikkuvat kellot voidaan synkronisoida samaan aikaan käyttäen valosignaalia, jonka oletetaan kulkevan aina samalla nopeudella riippumatta koordinaatiston nopeudesta. Poincaré myös nimesi Lorentzin 1899 julkaisemat ja 1904 täydentämät muunnokset Lorentzin muunnoksiksi. Lorentz oli ilmeisesti tietämätön Joseph Larmorin 1897 julkaisemasta atomia kiertävien elektronien aikadilataation ennustavasta muunnoksesta, joka oli identtinen Lorentzin muunnoksen kanssa. Myöhemmin Poincaré ja Albert Einstein esittivät yhtälöt, jotka nykyään tunnetaan erityisenä suhteellisuusteoriana. Erityisen suhteellisuusteorian yhtälöt ovat algebrallisesti yhtenevät Larmorin ja Lorentzin yhtälöiden kanssa.

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. a b Hendrik A. Lorentz Nobel-säätiö. Viitattu 13.8.2007. (englanniksi)

Katso myös[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Commons
Wikimedia Commonsissa on kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Hendrik Lorentz.