Джозеф Лармор

Ирландский физик и математик (1857–1942)

Сэр Джозеф Лармор FRS FRSE (11 июля 1857 г. – 19 мая 1942 г.) был ирландским ^[2] физиком и математиком, совершившим прорывы в понимании электричества, динамики , термодинамики и электронной теории материи. Его наиболее влиятельной работой была «Эфир и материя» , книга по теоретической физике, опубликованная в 1900 году.

Биография

Он родился в Магерагалле в графстве Антрим , в семье Хью Лармора, лавочника из Белфаста , и его жены Анны Райт. ^[3] Семья переехала в Белфаст около 1860 года, и он получил образование в Королевском академическом институте Белфаста , а затем изучал математику и экспериментальную науку в Королевском колледже в Белфасте (бакалавр гуманитарных наук 1874, магистр гуманитарных наук 1875), ^[4] где одним из его учителей был Джон Персер . Впоследствии он учился в колледже Святого Иоанна в Кембридже , где в 1880 году он стал старшим обработчиком ( Дж. Дж. Томсон был вторым обработчиком в том году) и лауреатом премии Смита, получив степень магистра в 1883 году. ^[5] После нескольких лет преподавания физики в Королевском колледже в Голуэе он принял должность лектора по математике в Кембридже в 1885 году. В 1892 году он был избран членом Лондонского королевского общества и служил одним из секретарей общества. ^[6] В 1910 году он стал почетным членом Королевского общества Эдинбурга. ^[7]

В 1903 году он был назначен профессором математики имени Лукаса в Кембридже, и занимал эту должность до выхода на пенсию в 1932 году. Он никогда не был женат. ^[8] В 1909 году король Эдуард VII посвятил его в рыцари .

Мотивированный своим решительным противодействием самоуправлению Ирландии , в феврале 1911 года Лармор баллотировался и был избран членом парламента от Кембриджского университета (избирательный округ парламента Великобритании) от Консервативной партии . Он оставался в парламенте до всеобщих выборов 1922 года , на которых ирландский вопрос был решен. После выхода на пенсию из Кембриджа в 1932 году Лармор вернулся в графство Даун в Северной Ирландии.

Он получил почетную степень доктора права (LLD) от Университета Глазго в июне 1901 года. ^{[9] [10]} Он был избран международным почетным членом Американской академии искусств и наук в 1903 году, международным членом Национальной академии наук США в 1908 году и международным членом Американского философского общества в 1913 году. ^{[11] [12] [13]} Он был награжден премией Понселе за 1918 год Французской академией наук . ^[14] Лармор был пленарным докладчиком в 1920 году на ICM в Страсбурге ^{[15] [16]} и приглашенным докладчиком на ICM в 1924 году в Торонто и на ICM в 1928 году в Болонье.

Он умер в Холивуде, графство Даун , 19 мая 1942 года. ^[17]

Работа

Лармор предположил, что эфир можно представить как однородную жидкую среду, которая была бы совершенно несжимаемой и упругой . Лармор считал, что эфир был отделен от материи. Он объединил модель вращающихся гиростатов лорда Кельвина (см. Вихревая теория атома ) с этой теорией . Лармор считал, что материя состоит из частиц, движущихся в эфире. Лармор считал, что источником электрического заряда была « частица » (которую еще в 1894 году он называл электроном ) . Лармор считал, что поток заряженных частиц составляет ток проводимости ( но не является частью атома ) . Лармор вычислил скорость излучения энергии ускоряющимся электроном . Лармор объяснил расщепление спектральных линий в магнитном поле колебанием электронов . ^[18]

Лармор на Четвертой конференции Международного союза по сотрудничеству в исследовании Солнца в обсерватории Маунт-Вилсон , 1910 г.

Лармор также создал первую модель атома солнечной системы в 1897 году. ^[19] Он также постулировал протон, назвав его «положительным электроном». Он сказал, что разрушение этого типа атома, составляющего материю, «является событием с бесконечно малой вероятностью».

В 1919 году Лармор предположил, что солнечные пятна представляют собой самовосстанавливающееся динамо- действие на поверхности Солнца .

Вот цитаты из одной из объемных работ Лармора:

• «в то время как атомы материи являются полностью или частично совокупностями электронов в устойчивом орбитальном движении. В частности, эта схема обеспечивает последовательную основу для электродинамических законов и согласуется с реальными отношениями между излучением и движущейся материей».
• «Формула для оптической дисперсии была получена в § 11 второй части этого мемуара на основе простой гипотезы, что электрическая поляризация молекул вибрирует как целое в унисон с электрическим полем излучения».
• «…пропускание излучения через среду, пронизанную молекулами, каждая из которых состоит из системы электронов, находящихся в устойчивом орбитальном движении, и каждая из которых способна совершать свободные колебания вокруг устойчивого состояния движения с определенными свободными периодами, аналогичными периодам планетарных неравенств Солнечной системы»;
• «А» будет положительным электроном в среде, а «В» будет дополнительным отрицательным электроном... Таким образом, мы создадим два постоянных сопряженных электрона А и В; каждый из них может перемещаться через среду, но они оба будут сохраняться до тех пор, пока не будут уничтожены внешним процессом, обратным тому, посредством которого они образовались». ^[20]

Открытие преобразования Лоренца

Копия 1900 года «Эфир и материя»

Параллельно с разработкой теории эфира Лоренца Лармор опубликовал приближение к преобразованиям Лоренца в Philosophical Transactions of the Royal Society в 1897 году ^[21] , а именно для пространственной части и для временной части, где и местное время . Он получил полное преобразование Лоренца в 1900 году, вставив в свое выражение локальное время такое, что , и как и раньше и . ^[22] Это было сделано примерно в то же время, что и Хендрик Лоренц (1899, 1904) и за пять лет до Альберта Эйнштейна (1905). ${\displaystyle x_{1}=x\epsilon ^{\frac {1}{2}}}$ ${\displaystyle dt_{1}=dt^{\prime }\epsilon ^{-{\frac {1}{2}}}}$ ${\displaystyle \epsilon =\left(1-v^{2}/c^{2}\right)^{-1}}$ ${\displaystyle t^{\prime }=t-vx/c^{2}}$ ${\displaystyle \epsilon }$ ${\displaystyle t^{\prime \prime }=t^{\prime }-\epsilon vx^{\prime }/c^{2}}$ ${\displaystyle x_{1}=\epsilon ^{\frac {1}{2}}x^{\prime }}$ ${\displaystyle dt_{1}=\epsilon ^{-{\frac {1}{2}}}dt^{\prime \prime }}$

Однако Лармор не обладал правильными преобразованиями скоростей, которые включают в себя закон сложения скоростей, который позже был открыт Анри Пуанкаре . Лармор предсказал явление замедления времени , по крайней мере для вращающихся электронов, написав (Larmor 1897): «... отдельные электроны описывают соответствующие части своих орбит за времена, более короткие для [покоящейся] системы в соотношении (1 –  v ² / c ² ) ^1/2 ». Он также подтвердил, что сокращение Фицджеральда–Лоренца ( сокращение длины ) должно происходить для тел, атомы которых удерживаются вместе электромагнитными силами. В своей книге «Эфир и материя» (1900) он снова представил преобразования Лоренца, замедление времени и сокращение длины (рассматривая их как динамические, а не кинематические эффекты). Лармор выступал против пространственно-временной интерпретации преобразования Лоренца в специальной теории относительности, потому что он продолжал верить в абсолютный эфир. Он также критиковал кривизну пространства общей теории относительности до такой степени, что утверждал, что абсолютное время имеет важное значение для астрономии (Лармор, 1924, 1927).

Публикации

• 1884, «Наименьшее действие как фундаментальная формула в динамике и физике», Труды Лондонского математического общества .
• 1887, «О непосредственном применении первых принципов в теории уравнений с частными производными», Труды Королевского общества .
• 1891, «К теории электродинамики», Труды Королевского общества .
• 1892, «К теории электродинамики, зависящей от природы механических напряжений в возбужденных диэлектриках», Труды Королевского общества .
• 1893–97, «Динамическая теория электрической и светоносной среды», Труды Королевского общества; Философские труды Королевского общества . Серия из 3 статей, содержащих физическую теорию вселенной Лармора.
• 1896, «Влияние магнитного поля на частоту излучения», Труды Королевского общества .
• 1896, «Об абсолютном минимуме оптического отклонения призмой», Труды Кембриджского философского общества .
• Лармор, Дж. (1897). «Динамическая теория электрической и светоносной среды. Часть III. Отношения с материальными средами». Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences . 190 : 205–493. Bibcode :1897RSPTA.190..205L. doi : 10.1098/rsta.1897.0020 .
• 1898, «Заметка о полной схеме электродинамических уравнений движущейся материальной среды и электрострикции», Труды Королевского общества .
• 1898, «О происхождении магнитооптического вращения», Труды Кембриджского философского общества .
• Лармор, Дж. (1900), Эфир и материя  , Cambridge University Press; Содержит преобразования Лоренца на стр. 174.
• 1903, «Об электродинамических и тепловых соотношениях энергии намагничивания», Труды Королевского общества .
• 1904, «О математическом выражении принципа Гюйгенса» (прочитано 8 января 1903 г.), Труды Лондонского математического общества , сер. 2, т. 1 (1904), стр. 1–13.
• 1907, «Эфир» в Encyclopaedia Britannica , 11-е изд. Лондон.
• 1908, «Уильям Томсон, барон Кельвин из Ларгса. 1824–1907» (некролог). Труды Королевского общества .
• 1921, «О математическом выражении принципа Гюйгенса — II » (прочитано 13 ноября 1919 г.), Труды Лондонского математического общества , сер. 2, т. 19 (1921), стр. 169–180.
• 1924, «О редактировании Ньютона», Nature .
• 1927, «Ньютоновское время, необходимое для астрономии», Nature .
• 1929, Математические и физические статьи . Издательство Кембриджского университета. ^[23]
• 1937, (как редактор), Истоки электрических идей Клерка Максвелла, описанные в его знакомых письмах Уильяму Томсону . Издательство Кембриджского университета. ^[24]

Лармор редактировал собрания сочинений Джорджа Стокса , Джеймса Томсона и Уильяма Томсона .

• 
  Титульный лист к экземпляру «Эфира и материи» 1900 года
• 
  Первая страница предисловия к «Эфиру и материи»
• 
  Первая страница «Эфира и материи»

Смотрите также

• Цитаты, связанные с Джозефом Лармором в Wikiquote
• История преобразований Лоренца
• Теория динамо
• прецессия Лармора
• Лармор (кратер)

Ссылки

1. О'Коннор, Джон Дж.; Робертсон, Эдмунд Ф. , «Джозеф Лармор», Архив истории математики Мактьютора , Университет Сент-Эндрюс
2. "Сэр Джозеф Лармор | Ирландский физик | Британника" .
3. Биографический указатель бывших членов Королевского общества Эдинбурга 1783–2002 (PDF) . Королевское общество Эдинбурга . Июль 2006 г. ISBN 0-902-198-84-X. Архивировано из оригинала (PDF) 4 марта 2016 г. . Получено 12 марта 2017 г. .
4. От Балликаррикмадди до Луны Lisburn.com, 6 мая 2011 г.
5. "Larmor, Joseph (LRMR876J)". База данных выпускников Кембриджа . Кембриджский университет.
6. "Court Circular". The Times . № 36919. Лондон. 7 ноября 1902 г. стр. 8.
7. Биографический указатель бывших членов Королевского общества Эдинбурга 1783–2002 (PDF) . Королевское общество Эдинбурга. Июль 2006 г. ISBN 0-902-198-84-X. Архивировано из оригинала (PDF) 4 марта 2016 г. . Получено 12 марта 2017 г. .
8. "Джозеф Лармор - Биография". История математики . Получено 5 апреля 2024 г.
9. Эддингтон, А.С. (1942). «Джозеф Лармор. 1857–1942». Некрологи членов Королевского общества . 4 (11): 197–207. doi : 10.1098/rsbm.1942.0016 .
10. "Glasgow University Jubilee". The Times . № 36481. Лондон. 14 июня 1901 г. стр. 10. Получено 5 января 2024 г. – через Newspapers.com.
11. "Джозеф Лармор". Американская академия искусств и наук . 9 февраля 2023 г. Получено 15 ноября 2023 г.
12. "Джозеф Лармор". www.nasonline.org . Получено 15 ноября 2023 г. .
13. "История члена APS". search.amphilsoc.org . Получено 15 ноября 2023 г. .
14. "Премии Парижской академии наук за 1918 год". Nature . 102 (2565): 334–335. 26 декабря 1918 г. Bibcode :1918Natur.102R.334.. doi : 10.1038/102334b0 .
15. «Вопросы физической неопределенности Джозефа Лармора» (PDF) . Compte rendu du Congrès International des Mathématiciens Tenu в Страсбурге 22 или 30 сентября 1920 года . 1921. стр. 3–40. Архивировано из оригинала (PDF) 27 декабря 2013 года.
16. H, HB (7 октября 1920 г.). «Международный конгресс математиков». Nature . 106 (2658): 196–197. Bibcode :1920Natur.106..196H. doi : 10.1038/106196a0 .В своем пленарном докладе Лармор отстаивал теорию эфира в противовес общей теории относительности Эйнштейна.
17. Биографический указатель бывших членов Королевского общества Эдинбурга 1783–2002 (PDF) . Королевское общество Эдинбурга. Июль 2006 г. ISBN 0-902-198-84-X. Архивировано из оригинала (PDF) 4 марта 2016 г. . Получено 12 марта 2017 г. .
18. История электрона: рождение микрофизики под редакцией Джеда З. Бухвальда, Эндрю Уорика
19. Эффект Зеемана и открытие электрона, Теодор Арабатзис, 2001.
20. «Динамическая теория электрической и светоносной среды. — Часть III». Джозеф Лармор, Философский перевод, А, т. 190, 1897, стр. 205–300.
21. Лармор, Джозеф (1897), «О динамической теории электрической и светоносной среды, часть 3, отношения с материальными средами»  , Philosophical Transactions of the Royal Society , 190 : 205–300, Bibcode : 1897RSPTA.190..205L, doi : 10.1098/rsta.1897.0020
22. Лармор, Джозеф (1900), Эфир и материя  , Cambridge University Press
23. Gronwall, TH (1930). «Обзор: математические и физические статьи сэра Джозефа Лармора» (PDF) . Bull. Amer. Math. Soc . 36 (7): 470–471. doi : 10.1090/s0002-9904-1930-04975-7 .
24. Пейдж, Ли (1938). «Обзор: Истоки электрических идей Клерка Максвелла, описанные в знакомых письмах Уильяму Томсону сэром Джозефом Лармором» (PDF) . Bull. Amer. Math. Soc . 44 (5): 320. doi : 10.1090/s0002-9904-1938-06738-9 .

Дальнейшее чтение

• Брюс Дж. Хант (1991), «Максвеллианцы» , Издательство Корнеллского университета.
• Макроссан, М.Н. «Заметка о теории относительности до Эйнштейна», Британский журнал философии науки , 37 (1986): 232–234.
• Уорик, Эндрю, « О роли гипотезы сокращения Фицджеральда–Лоренца в развитии электронной теории материи Джозефа Лармора ». Архив истории точных наук 43 (1991): 29–91.
• Дарригол, О. (1994), «Электронные теории Лармора и Лоренца: сравнительное исследование», Исторические исследования в области физических и биологических наук , 24 (2): 265–336, doi :10.2307/27757725, JSTOR  27757725
• « Очень краткая биография Джозефа Лармора »
• « Теории эфира и поля в конце 19 века » на VictorianWeb: История науки в викторианскую эпоху
• « Документы сэра Джозефа Лармора ». Янус, Кембриджский университет.
• «Лармор, сэр Джозеф»  . Ирландский справочник Тома  . Дублин: Alexander Thom and Son Ltd. 1923. стр.  132  – через Wikisource .

Внешние ссылки

• СМИ, связанные с Джозефом Лармором, на Викискладе?