R1c37wL0ctGbU
Zdjęcie okładkowe (poglądowe) przedstawia rząd magnesów neodymowych oblepionych opiłkami żelaza. Magnesy neodymowe mają kształt małych pastylek i wytwarzają bardzo silne pole magnetyczne. Zdjęcie przypomina rząd głów z gęstymi, grubymi dredami. Na tle zdjęcia umieszczono tytuł "Czym jest siła Lorentza?".

Czym jest siła Lorentza?

Źródło: dostępny w internecie: https://pxhere.com/en/photo/1351845 [dostęp 15.05.2022 r.].

Czy to nie ciekawe?

Zanim odpowiemy na pytanie, czym jest siła Lorentza, najpierw powiemy, kim był Lorentz.

Hendrik Antoon Lorentz (1853 - 1928) był fizykiem holenderskim, który w wieku zaledwie 49 lat został  uhonorowany nagrodą Nobla. Przez współczesnych mu fizyków był on uznawany za jednego z najwybitniejszych fizyków swojego czasu.

Lista jego dokonań jest długa: Rozwinął on teorię elektromagnetyzmu zaproponowaną przez Maxwella. Zapoczątkował teorię elektronową budowy materii, w tym przewodnictwa elektrycznego. Prowadził prace nad ujednoliceniem teorii zjawisk elektromagnetycznych i optycznych. Wyjaśnił zjawisko rozszczepienia linii widmowych w polu magnetycznym (zjawisko Zeemana). Niezależnie od Einsteina, w 1904 roku, podał wzory dla transformacji czasu i przestrzeni przy zmianie układu odniesienia, dziś znane jako transformacje Lorentza.

Hendrik A. Lorentz, uznany przez fizyków teoretyków za mistrza i lidera, był przewodniczącym pięciu kolejnych tzw. kongresów solvayowskich w latach 1911 - 1927, czyli naukowych konferencji koncentrujących się na kluczowych, otwartych problemach z zakresu fizyki i chemii, w których uczestniczyli najznamienitsi fizycy tamtych czasów. Kongresy te odbywały się w Brukseli i były organizowane przez Międzynarodowy Instytut Solvaya – ufundowany przez belgijskiego przemysłowca o tym nazwisku.

Pierwszy z tych kongresów odbył się jesienią 1911 roku. Tematem kongresu było Promieniowanie i kwanty. Lorentz postawił na nim zagadnienie stworzenia mechaniki mikroświata.

RThPwwhYt8OrU
Rys. a. Hendrik Lorentz wśród uczestników Pierwszego Kongresu Solvaya w roku 1911 (Bruksela). Siedzą od lewej do prawej: W. Nernst, M. Brillouin, E. Solvay, H. Lorentz, E. Warburg, J. Perrin, W. Wien, M. Skłodowska‑Curie H. Poincaré. Stoją od lewej do prawej: R. Goldschmidt, M. Planck, H. Rubens, A. Sommerfeld, F. Lindemann, M. de Broglie, M. Knudsen, F. Hasenöhrl, G. Hostelet, E. Herzen, J.H. Jeans, E. Rutherford, H. Kamerlingh Onnes, A. Einstein, P. Langevin.
Źródło: dostępny w internecie: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:1911_Solvay_conference.jpg [dostęp 15.05.2022 r.], domena publiczna.

Kiedy po szesnastu latach powstała upragniona mechanika mikroświata i podczas V Kongresu Solvaya (1927 r.) zaprezentowano interpretację kopenhaską mechaniki kwantowej, Lorentz wyraził swoje rozczarowanie słowami: „Straciłem przekonanie, że moja praca naukowa prowadziła do obiektywnej prawdy, i nie wiem, po co żyłem: żałuję tylko, że nie umarłem pięć lat wcześniej, gdy jeszcze wszystko wydawało mi się jasne”. Jakże gorzkie i odważne wyznanie!

Na szczęście nie jest prawdą, że Lorentz nie pozostawił po sobie żadnej spuścizny. Wniósł ogromny wkład do rozwoju elektrodynamiki i o malutkim elemencie jego prac w tej dziedzinie opowiemy w tym materiale.

R1WQy6SKlHN90
Rys. b. Wszyscy, 29 osób, uczestnicy Piątego Kongresu Solvaya (1927), spośród których aż 17 uzyskało Nagrodę Nobla. Widoczna w pierwszym rzędzie (trzecia od lewej) Maria Skłodowska‑Curie jako jedyna z uwiecznionych na tym zdjęciu uczestników Kongresu zdobyła tę nagrodę w dwóch dziedzinach (fizyce i chemii). Na zdjęciu stoją, od lewej: Auguste Piccard, Émile Henriot, Paul Ehrenfest, Edouard Herzen, Théophile de Donder, Erwin Schrödinger, Jules‑Émile Verschaffelt, Wolfgang Pauli, Werner Heisenberg, Ralph Fowler, Léon Brillouin. Siedzą (w drugim rzędzie): Peter Debye, Martin Knudsen, William L. Bragg, Hendrik A. Kramers, Paul Dirac, Arthur Compton, Louis de Broglie, Max Born, Niels Bohr. W pierwszym rzędzie: Irving Langmuir, Max Planck, Maria Skłodowska‑Curie, Hendrik Lorentz, Albert Einstein, Paul Langevin, Charles E. Guye, Charles T.R. Wilson, Owen W. Richardson.
Źródło: dostępny w internecie: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Solvay_conference_1927.jpg [dostęp 15.05.2022 r.], domena publiczna.
Twoje cele

Dzięki temu materiałowi:

  • dowiesz się, czym jest siła Lorentza,

  • nauczysz się obliczać wartość tej siły,

  • zastosujesz regułę trzech palców Fleminga do wyznaczania kierunku i zwrotu tej siły,

  • wyjaśnisz, dlaczego siła Lorentza nie wykonuje pracy.