Die Lorentz-Lorenz-Gleichung ist eine Formel, die den Brechungsindex einer Substanz mit der elektronischen Polarisierbarkeit der Bestandteile in Beziehung setzt. Aber wussten Sie, wer diese Gleichung zuerst entdeckt hat?

Physiker Ludvig Lorenz entwickelte eine mathematische Gleichung, um die Brechung von Licht und die Dichte einer reinen transparenten Substanz zu beschreiben. Ein anderer Physiker, Hendrick Lorentz, entdeckte dieselbe Gleichung fast zehn Jahre später.

Wer war Ludvig Lorenz?

Ludvig Valentin Lorenz wurde 1829 in Elsinore, Dänemark, geboren. Als er gerade einmal dreizehn Jahre alt war, wurde sein Interesse an Physik geweckt, als er einen Vortrag der Gesellschaft zur Verbreitung der Naturwissenschaften besuchte. Der Vortrag veranlasste Lorenz, zu entscheiden, dass er sein Wissen in Mathematik und Physik vertiefen wolle.

Der dänische Physiker begann, verschiedene Kurse am Polytechnischen Institut und an der Universität Kopenhagen zu besuchen. 1852 schloss er sein Studium als polytechnischer Kandidat in Chemie ab. Allerdings erhielt Lorenz nie eine formale Ausbildung in Physik, seinem bevorzugten Fachgebiet. Durch Unterstützung sowohl von staatlichen als auch privaten Stipendien fand er 1858 in Paris die Möglichkeit, seine Studien zur theoretischen Physik zu vertiefen.

Er spezialisierte sich auf Theorien der Optik und Elastizität und wurde 1866 in die angesehene Königliche Dänische Akademie der Wissenschaften und Literatur aufgenommen. Im selben Jahr wurde er zum Lehrer an der Militärischen Oberstufe in Kopenhagen ernannt, wo er 21 Jahre tätig war.

Lorenz versuchte, eine Lehrstelle an der Universität Kopenhagen und am Polytechnischen Institut zu erhalten, war jedoch erfolglos. 1887 erhielt er ein großzügiges Angebot von der Carlsberg-Stiftung der Carlsberg-Brauereien. Die Stiftung bot dem dänischen Physiker eine Bezahlung als unabhängiger Forscher an, um ihm zu ermöglichen, seine Entdeckungen fortzusetzen. (Quelle: ARXIV)

Der merkwürdige Fall der Zufälligkeit

Nachdem er zunächst die von früheren Wissenschaftlern veröffentlichten mechanischen Lichtmodelle übernommen hatte, wollte der dänische Physiker eine Lichttheorie auf direkt beobachtbaren Größen wie Intensität, Geschwindigkeit, Ausbreitungsrichtung, Farbe, Phase und Polarisationsebene gründen.

Dies wurde Lorenz' bekannteste Arbeit zur Optik, die aus systematischen Studien der Brechung und ihrer Beziehung zum molekularen Zustand eines transparenten Mediums hervorging. 1869 veröffentlichte er seine Arbeit, die auf Dänisch verfasst war und als Lorenz-Gleichung bekannt wurde.

Lorenz war nicht bewusst, dass ein 25‑jähriger niederländischer Wissenschaftler, Hendrik A. Lorentz, dieselbe Lichttheorie untersuchte. Der Unterschied in den Studien der beiden Wissenschaftler lag in ihrem Ansatz. Der dänische Lorenz ging seine Untersuchung von einem mechanisch‑physikalischen Standpunkt aus, während der niederländische Lorentz seine Untersuchung aus einer elektromagnetischen Theorie heraus anging. Trotz des unterschiedlichen Bezugs kamen beide zur gleichen Brechungsformel.

Zur Zeit seiner Dissertation war der niederländische Lorentz ebenfalls nicht über Lorenz’ Arbeiten informiert, da Lorentz seine Arbeiten auf Niederländisch veröffentlichte. Sie erfuhren erst von den Arbeiten des jeweils anderen, als deutsche Übersetzungen ihrer Aufsätze 1880 in den Annalen der Physik veröffentlicht wurden.

Ihre gemeinsame Arbeit wurde als Lorenz-Lorentz-Gleichung bekannt. Die Gleichung regte zahlreiche Experimente zur molekularen Brechungsfähigkeit an. Sie wurde zu einem unverzichtbaren Werkzeug in der neuen physikalischen Chemie.

Andere Wissenschaftler erhielten wertvolle Informationen über die Bindungen chemischer Verbindungen, deren Zusammensetzung und die Größe von Molekülen und Ionen. (Quelle: ARXIV)