Pagrindinis Biografija Albertas Einšteinas - stebuklo metai

Albertas Einšteinas - stebuklo metai

Albertas Einšteinas

Stebuklo metai

Nepaisant to, kad patentų biure dirbo vieną dieną, Einšteinas daug laiko praleido kurdamas savo mokslo teorijas. Iki 1905 m. Jis buvo pasirengęs pristatyti savo teorijas pasauliui. Tais metais jis paskelbė keturis mokslinius straipsnius, kurių kiekvienas apėmė skirtingą temą, fizikos žurnale, pavadintame „TheFizikos metraščiai. Šie darbai buvo novatoriški ir padėjo pagrindą šiuolaikinei fizikai. Šis mokslinių atradimų pliūpsnis istorikų dažnai vadinamas „Stebuklo metais“.

Fotoelektrinis efektas ir šviesos kvantai

Pirmasis „Stebuklų metais“ išleistas Einšteino pranešimas pavadintasHeuristinis požiūris į šviesos gamybą ir transformaciją. “ Šiame dokumente buvo įvesta mintis, kad šviesa nebuvo nuolatinė banga, bet sudaryta iš pakelių, kuriuos jis pavadino kvantais. Vėliau terminas „fotonai“ būtų naudojamas apibūdinti mažas Einšteino šviesos daleles.

Einšteinas ne tik ištraukė šią idėją iš oro, jis padarė išvadą iš dabartinių mokslo teorijų ir kitų fizikų atliktų eksperimentų. Maxo Plancko darbas („Planck's Constant“), taip pat eksperimentinis fotoelektrinio efekto darbas, kurį atliko Philippas Lenardas, turėjo didelę įtaką Einšteino teorijai.

Fotoelektrinio efekto piešimas

Fotoelektrinis efektas
Šaltinis: „Wikimedia Commons“

Šią mintį, kad šviesa egzistuoja kiekybiškai, iš pradžių atmetė mokslo bendruomenė, įskaitant daugumą didžiųjų tos dienos fizikų (net Maxas Planckas atmetė šią hipotezę). Tik po daugelio metų, 1919 m., Kai eksperimentai parodė Einšteino teorijos tikslumą, fotonų teorija tapo plačiau pripažinta. Kai 1921 metais Einšteinui buvo įteikta Nobelio premija, buvo konkrečiai paminėtas jo darbas apie fotoelektrinį efektą. Šiandien fotonas yra pagrindinė šiuolaikinės fizikos dalis.

Brauno judesys

Antrasis Einšteino 1905 m. Pranešimas nebuvo toks novatoriškas, kaip jo pirmasis, tačiau vis tiek pasirodė svarbus etapas fizikos istorijoje. Popierius buvo pavadintas „Mažų dalelių, suspenduotų stacionariame skystyje, judėjimas, kaip reikalauja molekulinė kinetinė šilumos teorija. “

Šiame straipsnyje Einšteinas naudojo atsitiktinį molekulių judėjimą, kad paaiškintų Browno judesį skystyje. Iki šiol Browno judesio paaiškinimas skystyje buvo kliūtis bandant įrodyti molekulių ir atomų egzistavimą. Naudodamas statistinę fiziką, Einšteinas sugebėjo paaiškinti, kaip nedidelis atsitiktinis milijonų mažų molekulių poveikis gali sukelti didesnės dalelės (t. Y. Browno judesio) judėjimą. Šis straipsnis ne tik įrodė molekulių ir atomų egzistavimą, bet ir parodė statistinės fizikos svarbą moksle.

Spalvotas Brauno judesio grafikas

Grafikas, rodantis Brauno dalelių difuziją
Šaltinis: Pusiausvyros nebuvimo statistinė termodinamika

Ypatingas reliatyvumas

Trečiasis Einšteino 1905 m. Pranešimas buvo pavadintas „Apie judančių kūnų elektrodinamiką. “ Šis dokumentas vėliau taps žinomas kaip Einšteino ypatingojo reliatyvumo teorija. Šis straipsnis pristatė didelius fizikos mechanikos pokyčius, kai santykinis greitis tarp objektų artėjo prie šviesos greičio. Einšteino teorijos rezultatai pristatė keletą novatoriškų sąvokų, įskaitant idėją, kad laikas, masė ir erdvė nėra pastovūs objektams, judantiems skirtingu greičiu.

Straipsnyje Einšteinas teigė, kad šviesos greitis visuomet buvo pastovus. Remiantis santykiniu stebėtojo ir šviesos šaltinio greičiu, jis nepakito. Tada jis išnagrinėjo vienalaikių įvykių idėją ir padarė išvadą, kad įvykiai, kurie vienu metu pasirodė vienam stebėtojui, kitam stebėtojui gali nepasirodyti vienu metu. Skirtingai nuo daugelio mokslinių straipsnių, Einšteinas paaiškino savo naują teoriją aprašydamas minties eksperimentus, o ne sudėtingą matematiką. Jis iliustravo, kaip veikia jo teorija, pavyzdžiu, kai asmuo važiuoja traukiniu, o ne tuo, kas stovi ant platformos.

Einšteinas taip pat teigė, kad paslaptingo „eterio“, kurį mokslininkai bandė apibrėžti šimtus metų, nėra. Šiandien tai gali neatrodyti novatoriškas, tačiau „eterio“ koncepcija tuo metu buvo svarbi fizikos idėja. „Eterio“ idėjos atsisakymas buvo drąsus teiginys ir pakeitė fizikos eigą.

Hendriko Lorentzo portretas

Einšteinas rėmėsi olandų fiziko darbu
Hendrikas Lorentzas apibrėždamas ypatingąjį reliatyvumą
Šaltinis: Karališkoji biblioteka

Masės ir energijos ekvivalentiškumas

Einšteino „Stebuklų metų“ baigiamasis darbas buvo pavadintas „Ar kūno inercija priklauso nuo jo energijos kiekio?'Šiame straipsnyje buvo pristatyta viena garsiausių mokslinių lygčių istorijoje: E = mc^du. Šiame straipsnyje buvo vartojamos kai kurios sąvokos, kurias Einšteinas pirmą kartą pasiūlė savo darbe apie ypatingą reliatyvumą. Tai parodė, kad objekto masė yra objekto energijos kiekio matas. Iš esmės masė ir energija buvo tas pats.

Ši idėja ir garsioji Einšteino lygtis turėjo didžiulę reikšmę. Lygtis parodė, kad net ir nedideliame masės kiekyje buvo didžiulis energijos kiekis. Pažvelgę į Einšteino lygtį pamatysite, kad energija (E) lygi masei (m), padaugintai iš šviesos greičio (c) kvadrato. Šviesos greitis (c) yra pastovus ir didelis skaičius (maždaug 300 000 km / s arba 186 000 mylių / sek). Taigi, net nedidelis masės kiekis padaugintas iš c^dubus daug energijos. Ši idėja galiausiai paskatino atominę bombą ir branduolinę energiją.

Garsioji Einšteino formulė E = mc2
Autorius: Derekas Jensenas

Įdomus faktas

Einšteinas taip pat pristatė disertaciją „Naujas molekulinių matmenų nustatymas1905 m. Ciuricho universitete įgijo fizikos daktaro laipsnį.

Alberto Einšteino biografijos turinys