1.荷蘭物理學(xué)家洛倫茲創(chuàng)立電子論

　　洛倫茲認(rèn)為一切物質(zhì)分子都含有電子，陰極射線的粒子就是電子。把以太與物質(zhì)的相互作用歸結(jié)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(yīng)，與塞曼一起獲1902年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

　　洛倫茲是經(jīng)典電子論的創(chuàng)立者.他認(rèn)為電具有“原子性”，電的本身是由微小的實(shí)體組成的.后來這些微小實(shí)體被稱為電子.洛倫茲以電子概念為基礎(chǔ)來解釋物質(zhì)的電性質(zhì).從電子論推導(dǎo)出運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)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(nèi)部電子的振動(dòng)產(chǎn)生的.這樣當(dāng)光源放在磁場(chǎng)中時(shí)，光源的原子內(nèi)電子的振動(dòng)將發(fā)生改變，使電子的振動(dòng)頻率增大或減小，導(dǎo)致光譜線的增寬或分裂.1896年10月，洛倫茲的學(xué)生塞曼發(fā)現(xiàn)，在強(qiáng)磁場(chǎng)中鈉光譜的D線有明顯的增寬，即產(chǎn)生塞曼效應(yīng)，證實(shí)了洛倫茲的預(yù)言.塞曼和洛倫茲共同獲得1902年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng).

　　1904年，洛倫茲證明，當(dāng)把麥克斯韋的電磁場(chǎng)方程組用伽利略變換從一個(gè)參考系變換到另一個(gè)參考系時(shí)，真空中的光速將不是一個(gè)不變的量，從而導(dǎo)致對(duì)不同慣性系的觀察者來說，麥克斯韋方程及各種電磁效應(yīng)可能是不同的.為了解決這個(gè)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(xué)關(guān)系式，創(chuàng)立了狹義相對(duì)論.

　　2.提出洛倫茲變換公式

　　1892年他研究過地球穿過靜止以太所產(chǎn)生的效應(yīng)，為了說明邁克孫-莫雷實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，他獨(dú)立地提出了長(zhǎng)度收縮的假說，認(rèn)為相對(duì)以太運(yùn)動(dòng)的物體，其運(yùn)動(dòng)方向上的長(zhǎng)度縮短了。1895年，他發(fā)表了長(zhǎng)度收縮的準(zhǔn)確公式，即在運(yùn)動(dòng)方向上，長(zhǎng)度收縮因子為(1-v2/c2)1/2。1899年，他在發(fā)表的論文里，計(jì)論了慣性系之間坐標(biāo)和時(shí)間的變換問題，并得出電子與速度有關(guān)的結(jié)論。1904年，他發(fā)表了著名的變換公式(J.-H.龐加萊首先稱之為洛倫茲變換)和質(zhì)量與速度的關(guān)系式，并指出光速是物體相對(duì)于以太運(yùn)動(dòng)速度的極限。

　　1875年前，光的電磁理論與物質(zhì)分子理論相結(jié)合的統(tǒng)一設(shè)想，還沒有被人明確提出。此后，洛倫茲對(duì)這一問題進(jìn)行深入研究，寫出了題為《光的反射與折射理論》論文，對(duì)光的舊波動(dòng)理論與光的新電磁理論作了綜合性評(píng)述，最后明確提出了這一統(tǒng)一設(shè)想，不僅使麥克斯韋的電磁理論有了更加堅(jiān)實(shí)的物理基礎(chǔ)，而且據(jù)此創(chuàng)立了物質(zhì)的電子論。隨后他又根據(jù)電子論，確立了電子在磁場(chǎng)中所受的力即“洛倫茲力”的概念。與此同時(shí)，他還與其同胞塞曼一起，發(fā)現(xiàn)并驗(yàn)證了塞曼效應(yīng)。塞曼效應(yīng)是一種解釋置于磁場(chǎng)中的光源發(fā)射的各種譜線，受磁場(chǎng)影響分裂成幾條，各分譜線之間間隔的大小與磁場(chǎng)強(qiáng)度成正比的理論。塞曼最先發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象并對(duì)其進(jìn)行了研究，但他通過研究在理論上雖然可以正確解釋這一現(xiàn)象，卻在實(shí)驗(yàn)中遇到了難題。洛倫茲對(duì)此進(jìn)行反復(fù)實(shí)驗(yàn)，終于找到了問題的癥結(jié)所在，用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了塞曼理論的正確，使塞曼效應(yīng)在理論和實(shí)驗(yàn)上都站住了腳，成了物理學(xué)中的一個(gè)經(jīng)典定律。

　　3.出色的物理教育家

　　洛倫茲還是一位教育家，他在萊頓大學(xué)從事普通物理和理論物理教學(xué)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(shí)間和精力審查別人的理論并給予幫助。他為人熱誠(chéng)、謙虛，受到愛因斯坦、薛定諤和其他青年一代理論物理學(xué)家們的尊敬，他們多次到萊頓大學(xué)向他請(qǐng)教，愛因斯坦曾說過，他一生中受洛倫茲的影響最大。

　　荷蘭物理學(xué)家洛倫茲趣事

　　在物理學(xué)家中，洛倫茲是最富有國(guó)際性的。在他事業(yè)的最初20年中，他的國(guó)際性工作僅限于著作。后來，他開始離開萊頓書房和教室，廣泛地與國(guó)外科學(xué)家進(jìn)行個(gè)人接觸。他的電子理論使他在物理學(xué)界獲得領(lǐng)導(dǎo)地位。1898年，洛倫茲接受玻爾茲曼的邀請(qǐng)，為德國(guó)的自然科學(xué)與醫(yī)學(xué)學(xué)會(huì)的迪塞爾多夫會(huì)議物理組做演講。1900年在巴黎，為國(guó)際物理代表會(huì)(世界性物理學(xué)家集會(huì))做演講。洛倫茲在物理方面最重要的國(guó)際性活動(dòng)是擔(dān)任物理學(xué)的索爾維會(huì)議的定期主席(1911—1927年)，他在臨終前還主持了最后一次會(huì)議。洛倫茲在這些國(guó)際性的集會(huì)中主持會(huì)議并成為公認(rèn)的領(lǐng)袖。大家對(duì)他淵博的學(xué)問、高明的技術(shù)、善于總結(jié)最復(fù)雜的爭(zhēng)論以及無比精煉的語方都非常佩服。第一次大戰(zhàn)后，洛倫茲的國(guó)際主義活動(dòng)帶有若干政治色彩。1909年至1921年，他擔(dān)任荷蘭皇家科學(xué)與文學(xué)研究院物理組的主任時(shí)，以自己的影響來說服人們參加戰(zhàn)后盟國(guó)創(chuàng)立的國(guó)際性科學(xué)組織。1923年，他成為國(guó)聯(lián)文化協(xié)作國(guó)際委員會(huì)的七個(gè)委員之一，并繼承伯格森(H.Bergson)擔(dān)任主席。

　　洛倫茲在物理學(xué)上最重要的貢獻(xiàn)是他的電子論。早在他作學(xué)位論文之前，由于讀過菲涅耳文集而深受其影響;后來受到H.von亥姆霍茲的啟發(fā)，他用J.C.麥克斯韋的電磁理論來處理光在電介質(zhì)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(zhì)的分子理論結(jié)合起來的前景，這就是他后來創(chuàng)立電子論的根源。1878年，他發(fā)表了光與物質(zhì)相互作用的論文，把以太與普通的物質(zhì)區(qū)別開來，認(rèn)為以太是靜止的，無所不在，而普通物質(zhì)的分子則都含有帶電的諧振子;在這個(gè)基礎(chǔ)上，他導(dǎo)出了分子折射率的公式(即洛倫茲-洛倫茨公式)1892年，他開始發(fā)表電子論的文章，他認(rèn)為一切物質(zhì)的分子都含有電子，陰極射線的粒子就是電子，電子是很小的有質(zhì)量的剛球，電子對(duì)于以太是完全透明的，以太與物質(zhì)的相互作用歸結(jié)為以太與物質(zhì)中的電子的相互作用。這在個(gè)基礎(chǔ)上，1895年他提出了著名的洛倫茲力公式。1896年，P.塞曼發(fā)現(xiàn)放在磁場(chǎng)中的光源，其光譜線發(fā)生分裂(塞曼效應(yīng))。洛倫茲立即用他的電子論對(duì)這一現(xiàn)象作了定量的解釋。由于這一貢獻(xiàn)，他和塞曼共同獲得1902年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。