Сэр Джо́зеф Ла́рмор ( англ. Sir Joseph Larmor ; 11 июля 1857 , Северная Ирландия — 19 мая 1942 ) — ирландский физик -теоретик и математик , профессор Кембриджского университета . Член Королевского общества (1892), почётный член Эдинбургского королевского общества (1910), иностранный член Национальной академии наук США , член-корреспондент Французской академии наук , член Академии деи Линчеи .

Работы относятся к электродинамике движущихся тел , термодинамике , магнетизму , изучению структуры атома, математической физике . Принимал участие (наряду с Лоренцем ) в разработке электронной теории . Его монография « Эфир и материя » (1900) сыграла значительную роль в развитии электродинамики . Работы Лармора, хотя и уходят корнями в классическую физику , в конечном итоге способствовали её пересмотру, возникновению теории относительности и квантовой механики .

Наиболее известен тем, что первым опубликовал (в 1900 году) в законченном виде релятивистские преобразования пространства и времени, относительно которых уравнения Максвелла сохраняют свой вид, а также релятивистскую формулу сложения скоростей . Впоследствии, по предложению Анри Пуанкаре , эти формулы получили название « преобразования Лоренца » ( Лоренц ранее опубликовал неточный, приближённый вариант этих преобразований); они позволили Пуанкаре и Эйнштейну обосновать универсальный « принцип относительности », охватывающий также и электромагнитные явления .

Биография

Джозеф Лармор родился 11 июля 1857 года в графстве Антрим (Северная Ирландия) в семье зажиточного коммерсанта Хью Лармора из Белфаста , и его жены Анны Райт . Около 1860 года семья переехала в Белфаст, где Джозеф получил образование в Королевском академическом институте Белфаста, а затем изучал математику и естественные науки в Королевском колледже . Затем он продолжил обучение в кембриджском колледже Святого Иоанна , где заслужил престижную премию Смита, а по окончании колледжа (1880) был избран его членом. В 1883 году Лармор получил степень магистра .

В период 1880—1885 Лармор преподавал физику («натуральную философию») в Королевском колледже в Голуэе . В 1885 году он вернулся в Кембридж преподавателем математики ( Лукасовский профессор математики с 1903 года). Летом он всегда возвращался в родную Ирландию. В 1892 году он был избран членом Лондонского королевского общества, работал одним из секретарей общества. В 1910 году он стал почётным членом Эдинбургского королевского общества .

За выдающиеся научные достижения король Эдуард VII в 1909 году возвёл Лармора в рыцарское достоинство.

Лармор был решительно против системы гомруля и выступал за союз Ирландии с Великобританией. В феврале 1911 года он был избран членом парламента от Кембриджского университета от Консервативной партии. Он оставался в парламенте до всеобщих выборов 1922 года, после которых ирландский вопрос был решён .

На период 1914—1916 был избран президентом Лондонского математического общества . В 1920 году Лармор выступал на пленарных заседаниях Международного конгресса математиков в Страсбурге. Он выступал также на двух следующих конгрессах (1924 и 1928 годы).

Никогда не был женат. В 1932 году ушёл в отставку (его сменил Поль Дирак ), вернулся в Северную Ирландию и поселился в графстве Даун. Скончался 19 мая 1942 года в Холивуде .

Научная деятельность

Преобразования Лоренца

Все механические процессы подчиняются принципу относительности Галилея . Математически это означает, что уравнения механики не меняют свою форму (инвариантны) при галилеевых преобразованиях , Электромагнитные процессы также в основном зависят только от относительного движения заряженных и магнитных тел, однако уравнения Максвелла при галилеевых преобразованиях меняют форму, и это ставит под сомнение принцип относительности .

Первым, кто занялся вопросом, при каких преобразованиях уравнения Максвелла инвариантны, был немецкий физик-теоретик Вольдемар Фогт . В статье 1887 года « Ueber das Doppler’sche Princip » (см. ) он предложил преобразования (приведены в современных обозначениях):

${\displaystyle x^{\prime }=x-vt,\quad y^{\prime }={\frac {y}{\gamma }},\quad z^{\prime }={\frac {z}{\gamma }},\quad t^{\prime }=t-x{\frac {v}{c^{2}}}}$ ,

где ${\displaystyle \gamma =1/{\sqrt {1-v^{2}/c^{2}}}}$ , Если правые части формул умножить на ${\displaystyle \gamma ,}$ получится современный вид преобразований.

Лоренц в книге 1892 года независимо предложил свою версию:

${\displaystyle x^{\prime }=\gamma (x-vt),\quad t^{\prime }=\gamma ^{2}\left(t-x{\frac {v}{c^{2}}}\right)}$ ,

От современного варианта она отличается лишним множителем ${\displaystyle \gamma }$ в формуле для ${\displaystyle t^{\prime }.}$ Ещё одну модифицированную версию Лоренц предложил в книге 1895 года, с её помощью он объяснил эффект Доплера , аберрацию света и результат опыта Физо .

Лармор опубликовал в 1897 году статью , в которой привёл преобразования Лоренца в современном виде. С их помощью он объяснил результат опыта Майкельсона — Морли .

Другие темы

Лармор внёс большой вклад в развитие электронной теории Лоренца . Он заложил основы теории диамагнетизма и парамагнетизма ( прецессия Лармора ), получившие дальнейшее развитие в трудах Ланжевена и Вейса .

Одним из первых Лармор оценил фундаментальную важность для физики принципа наименьшего действия . Между 1894 и 1897 годами он опубликовал три статьи под одинаковым названием « Динамическая теория электрической и светоносной среды ». В этих статьях была представлена ​​его теория электрона ,

В 1919 году он предложил модель «самоподдерживающегося динамо» для объяснения существования магнитного поля Земли — модель, действующая и по сей день.

Лармор считал себя частью ирландской научной традиции и участвовал в редактировании посмертных сборников работ ряда ирландских ученых :

• своего друга Джорджа Фитцджеральда , первым предположившего видимое сокращение движущихся тел ;
• Джорджа Стокса , своего предшественника на кафедре математики Кембриджского университета;
• Уильяма Томсона (лорда Кельвина) .

Оценки

Друзья дали Лармору краткое описание: «скромный, застенчивый человек, который с трудом заводил близкие дружеские отношения и чьи многочисленные акты щедрости совершались без огласки». Сэр Дарси Томпсон заметил: «У него было немного друзей, но за всю жизнь он не потерял ни одного из них» .

Артур Эддингтон писал :

Классическая физика действительно подошла к концу. Из тех, кто всё же сумел добиться существенного прогресса на этом трудном этапе — кто наконец довёл классическую физику до того момента, когда новые методы стали неизбежными — два имени особенно выделяются: Лоренц и Лармор. В их работе было много общего, поэтому иногда трудно оценить их вклад по отдельности. Репутация Лармора, возможно, была в тени репутации Лоренца. Но, по любым оценкам, достижения Лармора высоки; и его место в науке прочно, как того, кто заново зажёг тлеющие угли старой физики, чтобы подготовить появление новой.

Награды и почести

• (1880) от Кембриджского университета
• (1892) Принят в члены Королевского общества .
• (1898) за книгу « Эфир и материя ».
• (1903) Лукасовский профессор математики
• (1909) За выдающиеся научные достижения король Эдуард VIIвозвёл Лармора в рыцарское достоинство.
• (1909) Бейкеровская лекция
• (1912—1914) вице-президент Королевского общества
• (1914) Медаль де Моргана
• (1914—1916) избран президентом Лондонского математического общества
• (1915) Королевская медаль
• (1918) Премия Понселе
• (1921) Медаль Копли

В 1970 году Международный астрономический союз присвоил имя Джозефа Лармора кратеру на обратной стороне Луны .

В честь учёного названы несколько научных терминов.

• Ларморова частота
• Ларморовский радиус
• Ларморовская прецессия

Основные труды

• 1884, «Least action as the fundamental formulation in dynamics and physics», Proceedings of the London Mathematical Society .
• 1887, «On the direct applications of first principles in the theory of partial differential equations», Proceedings of the Royal Society .
• 1891, «On the theory of electrodynamics», Proceedings of the Royal Society .
• 1892, «On the theory of electrodynamics, as affected by the nature of the mechanical stresses in excited dielectrics», Proceedings of the Royal Society .
• 1893-97, «Dynamical Theory of the Electric and Luminiferous Medium», Proceedings of the Royal Society; Philosophical Transactions of the Royal Society . Series of 3 papers containing Larmor’s physical theory of the universe.
• 1896, «The influence of a magnetic field on radiation frequency», Proceedings of the Royal Society .
• 1896, «On the absolute minimum of optical deviation by a prism», Proceedings of the Cambridge Philosophical Society .
• Larmor, J. (1897). . Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences . 190 : 205—493. Bibcode : . doi : .
• 1898, «Note on the complete scheme of electrodynamic equations of a moving material medium, and electrostriction», Proceedings of the Royal Society .
• 1898, «On the origin of magneto-optic rotation», Proceedings of the Cambridge Philosophical Society .
• Larmor, J. Aether and Matter. — Cambridge University Press, 1900. (формулы преобразований приведены на стр. 174)
• 1903, «On the electrodynamic and thermal relations of energy of magnetisation», Proceedings of the Royal Society .
• 1904, «On the mathematical expression of the principle of Huygens» (read 8 Jan. 1903), Proceedings of the London Mathematical Society , Ser. 2, vol. 1 (1904), pp. 1-13.
• 1907, «Aether» in Encyclopædia Britannica , 11th ed. London.
• 1908, «William Thomson, Baron Kelvin of Largs. 1824—1907» (Obituary). Proceedings of the Royal Society .
• 1921, «On the mathematical expression of the principle of Huygens — II » (read 13 Nov. 1919), Proceedings of the London Mathematical Society , Ser. 2, vol. 19 (1921), pp. 169-80.
• 1924, «On Editing Newton», Nature .
• 1927, «Newtonian time essential to astronomy», Nature .
• 1929, Mathematical and Physical Papers . Cambridge Univ. Press.
• 1937, (as editor), Origins of Clerk Maxwell’s Electric Ideas as Described in Familiar Letters to William Thomson . Cambridge University Press.

Примечания

Литература

• Спасский Б. И. История физики, в двух томах. — Изд. 2-е. — М. : Высшая школа, 1977. — Т. 2.
• Храмов Ю. А. Лармор Джозеф // Физики : Биографический справочник / Под ред. А. И. Ахиезера . — Изд. 2-е, испр. и доп. — М. : Наука , 1983. — С. 155. — 400 с. — 200 000 экз.

Ссылки

• Джон Дж. О’Коннор и Эдмунд Ф. Робертсон . (англ.) — биография в архиве MacTutor .
• (англ.) . Дата обращения: 29 июня 2021.
• Diane Greco, Ph.D. (Massachusetts Institute of Technology). (англ.) . VictorianWeb: History of science in the Victorian era . Дата обращения: 29 июня 2021.
• . Janus, University of Cambridge.