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2.4磁場運動電荷的作用課外拓展洛倫茲及其主要成就亨德里克安東洛倫茲（18531928），英文名：Hendrik Antoon Lorentz。近代卓越的理論物理學家、數學家，經典電子論的創(chuàng)立者。他填補了經典電磁場理論與相對論之間的鴻溝，是經典物理和近代物理間的一位承上啟下式的科學巨擘，是第一代理論物理學家的領袖。他與同胞塞曼共享了1902年度諾貝爾物理學獎。他還導出了愛因斯坦的狹義相對論基礎的變換方程，即現在為人熟知的洛倫茲變換。他還曾是國際科學協作聯盟委員會主席。洛倫茲在物理學上最重要的貢獻是他的電子論。早在他作學位論文之前，由于讀過菲涅耳文集而深受其影響；后來受到Hvon亥姆霍茲的啟發(fā)，他用JC麥克斯韋的電磁理論來處理光在電介質交界面上的反射和折射問題作為他的博士論文，在論文的末尾，他提到把光磁理論與物質的分子理論結合起來的前景，這就是他后來創(chuàng)立電子論的根源。洛倫茲認為一切物質分子都含有電子，陰極射線的粒子就是電子。把以太與物質的相互作用歸結為以太與電子的相互作用。這一理論成功地解釋了塞曼效應，與塞曼一起獲1902年諾貝爾物理學獎。洛倫茲是經典電子論的創(chuàng)立者。他認為電具有“原子性”，電的本身是由微小的實體組成的。后來這些微小實體被稱為電子。洛倫茲以電子概念為基礎來解釋物質的電性質。從電子論推導出運動電荷在磁場中要受到力的作用，即洛倫茲力。他把物體的發(fā)光解釋為原子內部電子的振動產生的。這樣當光源放在磁場中時，光源的原子內電子的振動將發(fā)生改變，使電子的振動頻率增大或減小，導致光譜線的增寬或分裂。1896年10月，洛倫茲的學生塞曼發(fā)現，在強磁場中鈉光譜的D線有明顯的增寬，即產生塞曼效應，證實了洛倫茲的預言。塞曼和洛倫茲共同獲得1902年諾貝爾物理學獎。1904年，洛倫茲證明，當把麥克斯韋的電磁場方程組用伽利略變換從一個參考系變換到另一個參考系時，真空中的光速將不是一個不變的量，從而導致對不同慣性系的觀察者來說，麥克斯韋方程及各種電磁效應可能是不同的為了解決這個問題，洛倫茲提出了另一種變換公式，即洛倫茲變換。后來，愛因斯坦把洛倫茲變換用于力學關系式，創(chuàng)立了狹義相對論。在相對論以前，H.A.洛倫茲從存在絕對靜止以太的觀念出發(fā)，考慮物體運動發(fā)生收縮的物質過程得出洛倫茲變換。在洛倫茲理論中，變換所引入的量僅僅看作是數學上的輔助手段，并不包含相對論的時空觀。愛因斯坦與洛倫茲不同，以觀察到的事實為依據，立足于兩條基本原理：相對性原理和光速不變原理，著眼于修改運動、時間、空間等基本概念，重新導出洛倫茲變換，并賦予洛倫茲變換嶄新的物理內容。在狹義相對論中，洛倫茲變換是最基本的關系式，狹義相對論的運動學結論和時空性質，如同時性的相對性、長度收縮、時間延緩、速度變換公式、相對論多普勒效應等都可以從洛倫茲變換中直接得出。狹義相對論中關于不同慣性系之間物理事件時空坐標變換的基本關系式。設兩個慣性系為S系和S系，它們相應的笛卡爾坐標軸彼此平行，S系相對于S系沿x方向運動，速度為v，且當t=t=0時，S系與S系的坐標原點重合，則事件在這兩個慣性系的時空坐標之間的洛倫茲變換為x=（xv*t），y=y，z=z，t=（tv*x/c2），式中=（1v2/c2）-1/2；c為真空中的光速 。不同慣性系中的物理定律必須在洛倫茲變換下保持形式不變。洛倫茲還是一位教育家，他在萊頓大學從事普通物理和理論物理教學多年，寫過微積分和普通物理等教科書。在哈勒姆他曾致力于通俗物理講演。他一生中花了很大一部分時間和精力審查別人的理論并給予幫助。他為人熱誠、謙虛，受到愛因斯坦、薛定諤和其他青年一代理論物理學家們的尊敬，他們多次到萊頓大學向他請教，愛因斯坦曾說過，他一生中受洛倫茲的影響最大。作為第一代理論物理學家，洛倫茲的顯著特點之一是對于一套套的新思想表現出不同尋常的開放態(tài)度。在退休后，他每周都會去萊頓大學進行一次演講，這讓很多學子收益頗豐。洛倫茲對理論物理的影響不僅通過他的著作，而且也通過他同從世界各地慕名而來的青年物理學家的個人交往。愛因斯坦、薛定諤和其他理論工作者經常到萊頓去拜訪他，聽取他對于他們一些最新思想的意見。自旋的提出者，烏倫貝克和古德施密特在研究自旋的關鍵階段也受到了洛倫茲的重要啟發(fā)。但他從不干擾別人的思想，他和他們的關系是靠和善而平淡的基本個性來維持的。 不過，洛倫茲的開放態(tài)度不完全是出于他的性格。從他在萊頓大學的就職演說中可以了解到，這也是洛倫茲作為理論物理學家的專業(yè)見解。洛倫茲說過，物理學研究的目的就在于尋求簡單的、可以說明所有現象的基本原理。但他告誡不要過分看重對基本原理的內心聯想，或