Waarom is de ene stof doorzichtig en de andere niet? Waarom is die stof rood of blauw? Waarom buigt licht af wanneer het door een lens beweegt? Op dergelijke vragen had rond 1900 niemand een antwoord. Totdat de Leidse natuurkundige Hendrik Antoon Lorentz ineens allerlei kennis over magnetisme, elektriciteit en licht aan elkaar begon te knopen.
Aan het einde van de 19e eeuw was al veel bekend over elektriciteit, magnetisme en licht. Maar de samenhang van deze verschijnselen was niet duidelijk. Hendrik Antoon Lorentz verklaarde de terugkaatsing en breking van licht echter als een elektromagnetisch golfverschijnsel. Alles wat we nu begrijpen over licht als natuurverschijnsel en alle toepassingen die daar uit zijn voortgekomen, danken we dus voor een groot deel aan Lorentz.
Elektron
Lorentz kreeg dat voor elkaar doordat hij een van de kleinste onderdelen van een atoom onthulde. Dat was het elektron, een minuscuul klein, elektrisch geladen deeltje dat verantwoordelijk is voor alles dat met elektriciteit, magnetisme en licht te maken heeft.
Bovendien toonde Lorentz ook nog eens aan dat voorwerpen die zeer snel bewegen, kleiner en zwaarder worden. Daarbij bleek de snelheid van het licht het absolute snelheidsmaximum. Die drie doorbraken staan tegenwoordig bekend als belangrijke elementen van de speciale relativiteitstheorie van Einstein, maar het was dus Lorentz die daarvoor de basis legde.
Voor één van zijn doorbraken, ontving Lorentz in 1902 de Nobelprijs voor de natuurkunde. Hij kreeg hem samen met Pieter Zeeman voor hun werk aan het zogeheten Zeemaneffect, dat het gevolg blootlegt van een subtiel samenspel van licht en magnetisme rond atomen. Lorentz deed voor die ontdekking het theoretische werk en Zeeman bewees in experimenten dat die theorie inderdaad standhield.
Bijzonder talent
Aan de carrière van Lorentz (1853 – 1928) is goed te zien dat hij een bijzonder talent was. Hij was nauwelijks 17 toen hij in Leiden natuurkunde en wiskunde ging studeren. Binnen vijf jaar, hij was toen 22, was hij zowel afgestudeerd, als gepromoveerd. In 1877, nog eens twee jaar later, werd hij in Leiden op 24-jarige leeftijd benoemd tot hoogleraar theoretische natuurkunde. Dat maakte hem tot een van de jongste professoren ooit.
Lorentz was allesbehalve een kamergeleerde. In de jaren na de Eerste Wereldoorlog zette hij zich als voorzitter van de internationale Solvayconferentie in voor de verzoening van onderzoekers uit de landen die met elkaar in oorlog waren geweest. Hij speelde ook een grote rol bij de drooglegging van de Zuiderzee. Lorentz berekende alle mogelijke patronen van golf- en waterbewegingen en bepaalde hoe hoog het water kon komen en dus hoe hoog de dijken moesten worden. De formules die hij daarvoor ontwikkelde worden in de stromingsleer nog steeds gebruikt.
Sociaal bewogen
Lorentz was ook een sociaal bewogen man. Hij zette zich sterk in voor de opvoeding van de jeugd in het armere bevolkingsdeel. Op zijn initiatief werd in 1910 in Leiden een openbare bibliotheek geopend. Tot 1912 woonde Lorentz aan de Hooigracht. Na bijna veertig jaar in Leiden te hebben gewoond, verhuisde hij naar Haarlem. Daar werd hij naast zijn Leids hoogleraarschap ook curator van Teyler’s Museum. Lorentz overleed in 1928.
Einstein, die vanaf 1911 vaak naar Leiden kwam, in 1920 bijzonder hoogleraar werd en met zijn relativiteitstheorie voortborduurde op de ideeën van Lorentz, schreef naar aanleiding van de 25-jarige herdenking van Lorentz’ overlijden het volgende: ‘Voor mij betekende hij meer dan alle anderen die ik op mijn levensweg ontmoette.’
