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二十世纪物理学的迷惑与无奈(2)洛伦兹的伟大贡献与失误

已有 5947 次阅读 2013-12-19 16:48 |个人分类:杂谈|系统分类:观点评述| 相对论, 洛伦兹变换, 洛伦兹, 洛伦兹力

   亨德里克·安东·洛伦兹Hendrik Antoon Lorentz1853718日-192824日),荷兰物理学家,他以与彼得·塞曼发现与解释的“塞曼效应理论”获得诺贝尔物理奖,他也推知变换(质量与速度)方程,后来被用在爱因斯坦狭义相对论中,来描述空间时间

  洛伦兹似乎对力学热力学流体力学动力学理论、固体理论、和传播有所贡献。他最重的贡献是在电磁、电子理论和相对论这个领域。洛伦兹认为原子可能包括带电粒子,并认为这些带电粒子的振荡原因是来自于光。直到洛伦兹、彼特·塞曼的同事和以前的学生在1896年发现了塞曼效应,洛伦兹的理论便提供了解释。

 

  192824,洛伦兹在哈勒姆逝世。在葬礼当天,荷兰全国电讯、电话中止3分钟,以哀悼位享有盛誉的科学家。爱因斯坦在悼词中称洛伦兹是“我们时代最伟大、最高尚的人。”为纪念洛伦兹的贡献,荷兰政府决定从1945起把每年他的生日那天定为“洛伦兹节”。

                                               ——摘录自维基百科

 


   洛伦兹对于物理学发展的伟大贡献,可以通过洛伦兹-洛伦兹公式洛伦兹力洛伦兹分布洛伦兹变换等,这些以他的名字命名的学术名词得到充分体现。其中大家都熟知的洛伦兹力,是影响最深、应用最普遍的;与麦克斯韦方程组一起,构成了电磁学的基本关系。在不考虑运动带电粒子的辐射情况下,带电粒子与电磁场的相互作用和运动的电磁学问题,是可以完全准确解决的。这是洛伦兹众多贡献中,我认为是最伟大的。

 

(不考虑辐射反作用力时的常规洛伦兹力F表达式)


   另外,值得一提的是,洛伦兹在解释迈克尔逊莫雷实验(MMX)结果时,提出的洛伦兹收缩,最后成为相对论时空变换的洛伦兹变换。在我以前的博客文章中,对于MMX中的光路和光程差的分析,提出了我的看法。洛伦兹在分析MMX时,忽略了一个重要的因素,垂直方向光受运动介质以太的影响,会产生一个空间移动SS’,如下图中的红色光路所示。虽然这个影响是难以用肉眼观测,但对干涉条纹的移动是十分重要的,因为导致0.4个条纹移动,只需要0.4波长光程差的变化,也是十分微小,难以用肉眼观察到的。

  (MMX干涉光路示意图)


    如果是这样,洛伦兹在分析MMX时,得到的空间收缩的结论就不可靠,由此进一步得出的洛伦兹时空变换就没有基础。


   即使如此,我认为洛伦兹变换只是洛伦兹在分析问题时出现了一个容易出现的失误,他的众多物理学的贡献,特别是洛伦兹力,是里程碑式的,并将永载科学史册。




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