Hendrik Lorentz

Kohteesta 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 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 Arnhemissa Alankomaissa vuonna 1853. Hänen vanhempansa olivat lastentarhan omistaja Gerrit Frederik Lorentz ja Geertruida van Ginkel. Geertuida-äiti kuoli, kun Hendrik oli nelivuotias. Hänen isänsä meni vuonna 1862 naimisiin Luberta Hupkesin kanssa.[1]

Peruskouluissa oli tuolloin opetusta sekä aamuisin ja päivisin että myös iltaisin, jolloin opetus oli vapaamuotoisempaa. 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 1870 opinnot Leidenin yliopistossa.[1]

Opiskeluvuodet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Lorentz suoritti 1871 kandidaatin tutkinnon matematiikasta ja fysiikasta. Hän palasi seuraavana vuonna Arnhemiin opettamaan matematiikkaa iltapäiväkursseilla. Samaan aikaan hän valmisteli väitöskirjaansa, Over de theorie der terugkaatsing en breking van het licht, valon heijastumisesta ja taittumisesta. Tohtoriksi Lorentz valmistui 22-vuotiaana vuonna 1875.[1] Hänen väitöskirjaansa ohjasi Pieter Rijken, ja se täsmensi James Clerk Maxwellin teoriaa sähkömagneettisesta säteilystä.

Professorina Leidenissä[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

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

Lorentz nimitettiin 1878 Leidenin yliopiston teoreettisen fysiikan professoriksi. Virka oli perustettu nimenomaan häntä varten. Lorentz sai urallaan useita kutsuja ulkomaalaisista yliopistoista, mutta hän pysyi uskollisena yliopistolleen.[1]

Lorentz käsitteli vuoden 1878 pitämässään virkaanastujaispuheessa fysiikan molekyyliteorioita.[2] Lorentz ei ollut ensimmäisinä vuosinaan kovinkaan tuottelias, sillä vuosina 1878–1892 hän julkaisi keskimäärin yhden tutkimuksen vuodessa. Tuona aikana hän kirjoitti myös kaksi oppikirjaa, joita molempia käytettiin useissa paikoissa.[3]

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.

Perhe[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Lorentz meni 1881 naimisiin Aletta Catharina Kaiserin kanssa. Aletta oli amsterdamilaisen taidekoulun professori ja hollantilaisen postimerkkien suunnittelijan Johann Wilhelm Kaiserin tytär. Aletta ja Hendrik Lorentz saivat kaksi tytärtä ja yhden pojan. Vanhimmasta tyttärestä Geertruida de Haas-Lorentzista tuli isänsä tapaan fyysikko, joka meni naimisiin fyysikko Wander Johannes de Haasin kanssa.[1]

Tutkimukset[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.

Katso myös[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. a b c d e Hendrik A. Lorentz – Biographical Nobelprize.org. Nobel Media AB. Viitattu 21.2.2017. (englanniksi)
  2. Berends, Frits: Hendrik Antoon Lorentz: his role in physics and society. Journal of Physics: Condensed Matter, 2009, 21. vsk. IOP Publishing Ltd. Artikkelin verkkoversio (pdf) Viitattu 21.2.2017.
  3. ”Lorentz, Hendrik Antoon.” Complete Dictionary of Scientific Biography. . Encyclopedia.com (viitattu 21.2.2017). (englanniksi)
Commons
Wikimedia Commonsissa on kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Hendrik Lorentz.