معادلة لورنتز-لورينز هي صيغة تربط معامل الانكسار لمادة بالاستقطاب الإلكتروني للجسيمات المكوّنة. لكن هل كنت تعلم من اكتشف هذه المعادلة أولاً؟

طور الفيزيائي لودفيغ لورينز معادلة رياضية لوصف انكسار الضوء وكثافة مادة شفافة نقية. واكتشف فيزيائي آخر، هندريك لورنتز، نفس المعادلة تقريبًا بعد عشر سنوات.

من هو لودفيغ لورينز؟

ولد لودفيغ فالنتين لورينز في إلسنوره، الدنمارك عام 1829. عندما كان في الثالثة عشرة من عمره فقط، اشتعل اهتمامه بالفيزياء عندما حضر محاضرة أُجريت بواسطة جمعية نشر العلوم الطبيعية. جعلت هذه المحاضرة لورينز يقرر أنه يريد متابعة المعرفة في الرياضيات والفيزياء.

بدأ الفيزيائي الدنماركي حضور دورات مختلفة في الكلية التقنية وجامعة كوبنهاغن. تخرج كمرشح تقني في الكيمياء عام 1852. ومع ذلك، لم يتلق لورينز أي تعليم رسمي في الفيزياء، وهو المجال المفضل لديه. وبفضل الدعم من المنح الحكومية والخاصة، وجد لورينز نفسه في باريس عام 1858 لمواصلة دراساته في الفيزياء النظرية.

تخصص في نظريات البصريات والمرونة، وفي عام 1866 انتُخب عضوًا في الأكاديمية الدنماركية الملكية المرموقة للعلوم والآداب. وفي نفس العام، عُين كمعلم في المدرسة العسكرية الثانوية في كوبنهاغن، حيث استمر في هذا المنصب لمدة 21 عامًا.

حاول لورينز الحصول على وظيفة تدريسية في جامعة كوبنهاغن والكلية التقنية لكنه لم ينجح. في عام 1887، تلقى عرضًا سخيًا من مؤسسة كارلسبرغ التابعة لمصانع الجعة كارلسبرغ. عرضت المؤسسة تمويل الفيزيائي الدنماركي كباحث مستقل لتمكينه من مواصلة اكتشافاته. (المصدر: ARXIV)

القضية الغريبة للصدفة

بعد أن تبنى في البداية النماذج الميكانيكية للضوء التي نشرها العلماء السابقون، أراد الفيزيائي الدنماركي أن يبني نظرية للضوء على كميات يمكن ملاحظتها مباشرة مثل الشدة، السرعة، اتجاه الانتشار، اللون، الطور، ومستوى الاستقطاب.

أصبح هذا هو أشهر أعمال لورينز في البصريات، نتيجة دراسات منهجية للانكسار وعلاقته بالحالة الجزيئية للوسط الشفاف. ثم نشر عمله في عام 1869، الذي كُتب بالدنماركية، وعُرف باسم معادلة لورينز.

دون علم لورينز، درس العالِم الهولندي البالغ من العمر 25 عامًا، هندريك أ. لورنتز، نفس نظرية الضوء. كان الاختلاف في دراسات العالِمين هو منهجهما. اقترب العالِم الدنماركي لورينز من دراسته من منظور الفيزياء الميكانيكية، بينما اقترب العالِم الهولندي لورنتز من دراسته من نظرية الكهرومغناطيسية. وعلى الرغم من اختلاف المرجع، استنتج الاثنان نفس صيغة الانكسار.

في وقت رسالته، كان العالِم الهولندي لورنتز أيضًا غير مدرك لأعمال لورينز، حيث نشر لورنتز عمله باللغة الهولندية. اكتشفا أعمال بعضهما البعض فقط عندما نُشرت الترجمات الألمانية لأوراقهما في Annalen der Physik عام 1880.

أصبح عملهما المشترك معروفًا باسم Lorenz-Lorentz Equation. حفّزت المعادلة العديد من التجارب في الانكسار الجزيئي. وأصبحت أداة أساسية في الكيمياء الفيزيائية الجديدة.

حصل العلماء الآخرون على معلومات قيمة حول روابط المركبات الكيميائية، تركيبتها، وحجم الجزيئات والأيونات. (المصدر: ARXIV)