Hendrik A. Lorentz

Hendrik Antoon Lorentz, gemalt von Menso Kamerlingh Onnes

Hendrik Antoon Lorentz (* 18. Juli 1853 in Arnheim; † 4. Februar 1928 in Haarlem) war ein niederländischer Mathematiker und Physiker. Lorentz legte die mathematischen Grundlagen, auf denen die Spezielle Relativitätstheorie Albert Einsteins aufgebaut wurde. Begriffe wie Lorentz-Kraft und Lorentz-Transformation wurden nach ihm benannt. Aufgrund der Ähnlichkeit des Namens wird er häufig mit dem dänischen Physiker Ludvig Lorenz verwechselt, nach dem beispielsweise Lorenz-Eichung und Lorenz-Mie-Theorie benannt wurden.

Leben

Hendrik Antoon Lorentz wurde am 18. Juli 1853 als Sohn von Gerrit Frederik Lorentz und seiner Mutter Geertruida van Ginkel in Arnheim geboren. Nach dem Tod seiner Mutter heiratete sein Vater 1862 Luberta Hupkes. 1870 ging er an die Universität Leiden, schloss 1871 seine Studien in Mathematik und Physik ab und kehrte wieder in seine Heimatstadt zurück. Dort fand er eine Anstellung als Lehrer für Abendkurse an der Oberschule, die er besucht hatte. Während dieser Zeit fertigte er seine Doktorarbeit über Beugung und Brechung von Licht an und promovierte 1875 im Alter von 22 Jahren. Er besetzte 1878 als Professor für theoretische Physik einen eigens für ihn eingerichteten Lehrstuhl an der Universität Leiden, der er Zeit seines Lebens treu blieb. Zwischen Lorentz und dem Göttinger Physiker Emil Wiechert bestand eine jahrelange Freundschaft. Lorentz hat Wiechert in mehreren Briefen die Entwicklung des Relativprinzips erläutert und einen wichtigen Beitrag damit zur Geschichte der Einsteinschen Theorie geliefert. Der Briefwechsel zwischen Lorentz und Wiechert wurde von Wilfried Schröder in "Arch. hist. ex. Sci" 1984 veröffentlicht.

Lorentz heiratete 1881 Aletta Catharina Kaiser, deren Vater Johann Wilhelm Kaiser Professor an der Akademie der Schönen Künste und Direktor des Rijksmuseums in Amsterdam war. Sie hatten zwei Töchter und einen Sohn. Seine älteste Tochter Dr. Geertruida Luberta Lorentz studierte ebenfalls Physik und war mit Wander Johannes de Haas verheiratet.,

Leistungen

Lorentz und Einstein photographiert von Ehrenfest vor seinem Haus in Leiden

Hendrik Antoon Lorentz gilt als führende Persönlichkeit der theoretischen Physik seiner Zeit, der die elektromagnetische Theorie des Lichtes sowie die Elektronentheorie der Materie entwickelte und auch eine widerspruchsfreie Theorie von Elektrizität, Magnetismus und Licht formulierte.

Er beschäftigte sich schon zu Beginn seines wissenschaftlichen Schaffens mit der Erweiterung der maxwellschen Theorie der Elektrizität und des Lichts. So führte er bereits in seiner Doktorarbeit neue Konzepte ein und seine weiteren Arbeiten auf diesem Gebiet revolutionierten die Vorstellungen von der Natur der Materie. 1878 veröffentlichte er eine Untersuchung über den Zusammenhang der Geschwindigkeit von Licht und der Dichte und Zusammensetzung des Durchgangsmediums.

Ein Schwerpunkt von Lorentz' Arbeit war die Bewegung elektrisch geladener Teilchen. So postulierte er das Konzept des Elektrons als Träger von elektrischen Ladungen und konnte damit im Zusammenhang der Lorentz-Äthertheorie das Verhalten von Licht beim Durchgang durch bewegte, transparente Körper erklären.

Gemeinsam mit dem irischen Physiker George Francis FitzGerald formulierte er eine Theorie über die Änderung der Gestalt eines Körpers, die aus seiner Bewegung resultiert, die so genannte Lorentz-FitzGerald-Kontraktion. Lorentz entwickelte 1895 für Größen erster Ordnung und 1899 bzw. 1904 für Größen zweiter Ordnung die nach ihm benannte Lorentz-Transformation, welche bis heute im Rahmen der Relativitätstheorie eine herausragende Bedeutung besitzt. Damit wollte Lorentz zeigen, dass die Gesetze der Elektrodynamik unabhängig vom Bewegungszustand der Materie sind. Seine Arbeit wurde von Henri Poincaré und Albert Einstein komplettiert und physikalisch neu interpretiert. Später leistete Lorentz auch wichtige Beiträge bei der Ausarbeitung der mathematischen Konsequenzen von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie.

Für die Erklärung des Zeeman-Effekts teilten sich Lorentz und der niederländische Physiker Pieter Zeeman 1902 den Nobelpreis für Physik als Anerkennung „des außerordentlichen Verdienstes, das sie sich durch ihre Untersuchungen über den Einfluss des Magnetismus auf die Strahlungsphänomene erworben haben“^[1] und ihrer „bahnbrechenden Arbeiten über den Zusammenhang zwischen optischen und elektromagnetischen Erscheinungen“^[2]. Lorentz argumentierte in der Nobelrede ganz im Sinne seiner Äthervorstellungen, weshalb er einleitend auch gleich feststellt:

„Über die wägbare Materie werde ich sehr wenig zu sagen haben, dafür aber umso mehr über den Äther und Elektronen. - (Freie Übersetzung des engl. Originaltextes^[3])“

Lorentz wurde 1919 zum Leiter des Komitees ernannt, das im Rahmen der Planung der Zuiderzeewerke die Auswirkungen der Eindeichungsmaßnahmen auf den Wasserspiegel untersuchen sollte. Seine in den folgenden acht Jahren ausgeführten theoretischen Berechnungen wurden durch jahrzehntelange Praxis nach dem Bau der Deiche bestätigt.

Werke

Einzelpublikationen

• 1880, Über die Beziehung zwischen der Fortpflanzungsgeschwindigkeit des Lichtes und der Körperdichte; Ann. Phys. 9, 641-665 (1880)
• 1895, Versuch einer Theorie der electrischen und optischen Erscheinungen in bewegten Körpern
• 1901, Zichtbare en onzichtbare bewegingen
• 1904, Maxwells elektromagnetische Theorie.
• 1904, Weiterbildung der Maxwellschen Theorie. Elektronentheorie.
• 1905, Ergebnisse und Probleme der Elektronentheorie
• 1913, Das Relativitätsprinzip
• 1909/1916: The theory of electrons and its applications to the phenomena of light and radiant heat
• 1919, The Einstein Theory of Relativity
• 1921, Deux Memoirs de Henri Poincaré sur la Physique Mathematique
• 1926, The determination of the potentials in the general theory of relativity, with some remarks about the measurement of lengths and intervals of time and about the theories of Weyl and Eddington
• 1927, Lectures on Theoretical Physics (vol. I)
• 1928, Conference on the Michelson-Morley Experiment

Proceedings of the Royal Netherlands Academy of Arts and Science, Amsterdam

• 1899, Considerations concerning the Influence of a Magnetic Field on the Radiation
• 1899, On the Vibrations of Electrified Systems, placed in a Magnetic Field
• 1899, Simplified Theory of Electrical and Optical Phenomena in Moving Systems
• 1900, The elementary theory of the Zeeman-effect. Reply to an objection of POINCARÉ
• 1900, Considerations on Gravitation
• 1901, The Theory of Radiation and the Second Law of Thermodynamics
• 1901, BOLTZMANN'S and WIEN'S Laws of Radiation
• 1902, The rotation of the plane of polarization in moving media
• 1902, The intensity of radiation and the motion of earth
• 1902, Some considerations on the principles of dynamics in connextion with Hertz's Prinzipien der Mechanik
• 1902, The fundamental equations for electromagnetic phenomena in ponderable bodies deduced from the theory of electrons
• 1902, Contributions to the theory of electrons
• 1902, On the emission and absorption by metals of rays of heat of great wave-lenghts
• 1904, Electromagnetic phenomena in a system moving with any velocity smaller than that of light
• 1905, On the radiation of heat in a system of bodies having a uniform temperature
• 1905, The motion of electrons in metallic bodies I
• 1905, The motion of electrons in metallic bodies II
• 1905, The motion of electrons in metallic bodies III
• 1906, The absoption and emission lines of gaseous bodies
• 1910, On the scattering of light by moleculles
• 1910, On the theory of the Zeeman-effect in a direction to the inclined to the lines of force
• 1915, The width of spectral lines
• 1917, Some remarks on the theory of monatomic gases
• 1917, On Hamilton's principle in Einstein's theory of gravitation
• 1917, The dilatation of solid bodies by heat
• 1917, On EINSTEIN's Theory of gravitation
• 1917, The dilatation of solid bodies by heat. On Einstein's theory of gravitation
• 1918, On Einstein's theory of gravitation part III
• 1918, On Einstein's theory of gravitation part. IV
• 1922, On Whittaker's Quantum mechanism in the atom

Siehe auch

• Geschichte der speziellen Relativitätstheorie
• Geschichte der Lorentz-Transformation
• Michelson-Morley-Experiment
• Lorentz-Medaille

Weblinks

• Informationen der Nobelstiftung zur Preisverleihung 1902 an Hendrik Antoon Lorentz (englisch)
• Literatur von und über Hendrik Antoon Lorentz im Katalog der Deutschen Nationalbibliothek (Datensatz zu Hendrik Antoon Lorentz • PICA-Datensatz • Einträge im Musikarchiv)

Einzelnachweise

1. ↑ Nobelpreisauszeichnung 1902
2. ↑ Nobel Presentation Speech
3. ↑ Nobelrede, Stockholm am 11. Dezember 1902, In seiner lesenswerten Rede gebraucht Lorentz das Wort Äther insgesamt 44 Mal).

Personendaten
NAME	Lorentz, Hendrik Antoon
KURZBESCHREIBUNG	niederländischer Mathematiker und Physiker, Nobelpreis für Physik 1902
GEBURTSDATUM	18. Juli 1853
GEBURTSORT	Arnhem
STERBEDATUM	4. Februar 1928
STERBEORT	Haarlem