L'equazione di Lorentz-Lorenz è una formula che mette in relazione l'indice di rifrazione di una sostanza con la polarizzabilità elettronica delle particelle costituenti. Ma sapevi chi ha scoperto per primo tale equazione?
Il fisico Ludvig Lorenz sviluppò un'equazione matematica per descrivere la rifrazione della luce e la densità di una sostanza trasparente pura. Un altro fisico, Hendrick Lorentz, scoprì la stessa equazione quasi dieci anni dopo.
Chi era Ludvig Lorenz?
Ludvig Valentin Lorenz nacque a Elsinore, Danimarca, nel 1829. Quando aveva solo tredici anni, l’interesse di Lorenz per la fisica si accese partecipando a una conferenza organizzata dalla Società per la Diffusione delle Scienze Naturali. La conferenza fece decidere a Lorenz di voler approfondire la conoscenza della matematica e della fisica.
Il fisico danese iniziò a frequentare diversi corsi al Collegio Politecnico e all’Università di Copenhagen. Si laureò come candidato politecnico in chimica nel 1852. Tuttavia, Lorenz non ricevette mai alcuna formazione formale in fisica, il suo campo preferito. Grazie al sostegno sia del governo sia di sovvenzioni private, Lorenz si trovò a Parigi nel 1858 per approfondire i suoi studi sulla fisica teorica.
Si specializzò nelle teorie dell’ottica e dell’elasticità e, nel 1866, fu eletto membro della prestigiosa Royal Danish Academy for Sciences and Letters. Nello stesso anno fu nominato insegnante alla Scuola Militare di Copenhagen, dove il suo incarico durò 21 anni.
Lorenz cercò di ottenere una posizione di insegnamento all’Università di Copenhagen e al Collegio Politecnico, ma senza successo. Nel 1887 ricevette un’offerta generosa dalla Carlsberg Foundation delle Carlsberg Breweries. La fondazione offrì di pagare il fisico danese come ricercatore indipendente per consentirgli di continuare le sue scoperte. (Fonte: ARXIV)
Il curioso caso della coincidenza
Avendo inizialmente adottato i modelli meccanici della luce pubblicati da scienziati precedenti, il fisico danese voleva basare una teoria della luce su grandezze direttamente osservabili come l’intensità, la velocità, la direzione di propagazione, il colore, la fase e il piano di polarizzazione.
Questo divenne il lavoro più noto di Lorenz sull’ottica, frutto di studi sistematici sulla rifrazione e la sua relazione con lo stato molecolare di un mezzo trasparente. Pubblicò poi il suo lavoro nel 1869, scritto in danese, noto come equazione di Lorenz.
Ignorato da Lorenz, un giovane scienziato olandese di 25 anni, Hendrik A. Lorentz, studiò la stessa teoria della luce. La differenza negli studi dei due scienziati era il loro approccio. Il danese Lorenz affrontò il suo studio da un punto di vista della fisica meccanica, mentre l'olandese Lorentz lo affrontò da una teoria elettromagnetica. Nonostante la differenza di riferimento, i due dedussero la stessa formula di rifrazione.
Al momento della sua dissertazione, anche l'olandese Lorentz non era a conoscenza delle opere di Lorenz, poiché Lorentz pubblicò il suo lavoro in olandese. Scoprirono le opere dell'altro solo quando le traduzioni tedesche dei loro articoli furono pubblicate su Annalen der Physik nel 1880.
Il loro lavoro combinato divenne noto come Equazione di Lorenz-Lorentz. L'equazione stimolò numerosi esperimenti sulla rifrattività molecolare. Divenne uno strumento essenziale nella nuova chimica fisica.
Altri scienziati ottennero informazioni preziose sui legami dei composti chimici, la loro costituzione e le dimensioni di molecole e ioni. (Fonte: ARXIV)
