Alberts Einšteins - brīnuma gads

Alberts Einšteins

Brīnuma gads

Neskatoties uz dienas darbu patentu birojā, Einšteins daudz laika pavadīja, izstrādājot savas zinātniskās teorijas. Līdz 1905. gadam viņš bija gatavs iepazīstināt pasauli ar savām teorijām. Tajā gadā viņš publicēja četrus zinātniskus rakstus, katrs par citu tematu, fizikas žurnālā ar nosaukumuFizikas gadagrāmatas. Šie dokumenti bija revolucionāri un veidoja pamatu mūsdienu fizikai. Šo zinātnisko atklājumu uzplūdu vēsturnieki bieži sauc par “brīnumu gadu”.

Fotoelektriskais efekts un gaismas kvanti

Pirmais Einšteina darbs, kas publicēts Brīnumu gadā, tika nosauktsHeiristiskais viedoklis par gaismas ražošanu un pārveidošanu. ' Šis raksts ieviesa ideju, ka gaisma nav nepārtraukts vilnis, bet sastāv no paketēm, kuras viņš sauca par kvantiem. Vēlāk termins “fotoni” tiks izmantots, lai raksturotu Einšteina mazās gaismas daļiņas.

Einšteins ne tikai izvilka šo ideju no gaisa, viņš secināja šo ideju no pašreizējām zinātniskajām teorijām un eksperimentiem, kurus veica citi fiziķi. Maksa Planka darbs (Plancka nemainīgais), kā arī Filipa Lenarda veiktie eksperimentālie darbi pie fotoelektriskā efekta ļoti ietekmēja Einšteina teoriju.

Fotoelektriskā efekta zīmējums
Fotoelektriskais efekts
Avots: Wikimedia Commons


Šo ideju, ka gaisma pastāvēja kvantitatīvi, sākotnēji noraidīja zinātnieku aprindas, tostarp lielākā daļa šīs dienas lielisko fiziķu (pat Makss Planks noraidīja šo hipotēzi). Tikai pēc daudziem gadiem, 1919. gadā, kad eksperimenti parādīja Einšteina teorijas precizitāti, fotonu teorija kļuva plašāk pieņemta. Kad 1921. gadā Einšteinam tika piešķirta Nobela prēmija, tika īpaši pieminēts viņa darbs pie fotoelektriskā efekta. Mūsdienās fotons ir būtiska mūsdienu fizikas sastāvdaļa.

Braunu kustība

Einšteina 1905. gada otrais darbs nebija tik revolucionārs kā viņa pirmais, bet tomēr izrādījās nozīmīgs pavērsiens fizikas vēsturē. Papīra nosaukums bija 'Par nelielu daļiņu kustību, kas suspendētas stacionārā šķidrumā, kā to prasa molekulārā kinētiskā siltuma teorija. '

Šajā rakstā Einšteins izmantoja molekulu nejaušu kustību, lai izskaidrotu Brauna kustību šķidrumā. Līdz šim brīdim Brauna kustības izskaidrošana šķidrā veidā bija klupšanas akmens centienos pierādīt molekulu un atomu esamību. Izmantojot statistisko fiziku, Einšteins spēja izskaidrot, kā miljonu sīku molekulu nelielie nejaušie efekti varētu izraisīt lielākas daļiņas (t.i., Brauna kustības) kustību. Šis raksts ne tikai pierādīja molekulu un atomu esamību, bet arī parādīja statistikas fizikas nozīmi zinātnē.

Krāsu kodēts Brownian Motion grafiks
Grafiks, kurā parādīta Brauna daļiņu difūzija
Avots: Nav līdzsvara statistiskā termodinamika


Īpaša relativitāte

Einšteina trešais 1905. gada darbs tika nosauktsPar kustīgo ķermeņu elektrodinamiku. ' Šis raksts vēlāk kļūs pazīstams kā Einšteina īpašās relativitātes teorija. Šis raksts ieviesa lielas izmaiņas fizikas mehānikā, kad relatīvais ātrums starp objektiem tuvojās gaismas ātrumam. Einšteina teorijas rezultāti ieviesa vairākus revolucionārus jēdzienus, tostarp ideju, ka laiks, masa un telpa nav nemainīgi objektiem, kas pārvietojas ar dažādu ātrumu.

Darbā Einšteins postulēja, ka gaismas ātrums tomēr vienmēr bija nemainīgs. Tas nemainījās, pamatojoties uz novērotāja un gaismas avota relatīvo ātrumu. Tad viņš izpētīja vienlaicīgu notikumu ideju un secināja, ka notikumi, kas vienam novērotājam parādījās vienlaicīgi, citam novērotājam var neparādīties vienlaicīgi. Atšķirībā no daudziem zinātniskiem dokumentiem, Einšteins savu jauno teoriju skaidroja, aprakstot domāšanas eksperimentus, nevis sarežģītu matemātiku. Lai ilustrētu viņa teorijas darbību, viņš izmantoja piemēru, kurš brauc vilcienā, salīdzinot ar stāvošo uz perona.

Einšteins arī apgalvoja, ka neeksistēja noslēpumainais “ēteris”, kuru zinātnieki centās definēt simtiem gadu. Varbūt tas šodien neizklausās revolucionāri, taču „ētera” jēdziens tajā laikā bija svarīga ideja fizikā. “Ētera” idejas noraidīšana bija pārdrošs paziņojums, kas mainīja fizikas gaitu.

Hendrika Lorenca portrets
Einšteins izmantoja holandiešu fiziķa darbu
Hendriks Lorents, definējot īpašo relativitāti

Avots: Karaliskā bibliotēka


Masas un enerģijas līdzvērtība

Einšteina brīnuma gada nobeiguma darbs tika nosaukts 'Vai ķermeņa inerce ir atkarīga no tā enerģijas satura?'Šis raksts ieviesa vienu no slavenākajiem zinātniskajiem vienādojumiem vēsturē: E = mcdivi. Šajā rakstā tika izmantoti daži jēdzieni, kurus Einšteins vispirms ierosināja savā rakstā par īpašo relativitāti. Tas parādīja, ka objekta masa ir objekta enerģijas satura rādītājs. Būtībā masa un enerģija bija viens un tas pats.

Šai idejai un Einšteina slavenajam vienādojumam bija milzīgas sekas. Vienādojums parādīja, ka pat neliels masas daudzums satur milzīgu enerģijas daudzumu. Aplūkojot Einšteina vienādojumu, jūs redzēsiet, ka enerģija (E) ir vienāda ar masas (m) reizinājumu ar gaismas ātruma kvadrātu (c). Gaismas ātrums (c) ir nemainīgs un liels skaitlis (aptuveni 300 000 km / s vai 186 000 jūdzes / s). Tātad, pat neliels masas daudzums reizināts ar cdivibūs daudz enerģijas. Šī ideja galu galā noveda pie atombumbas un kodolenerģijas.

Einšteins
Einšteina slavenā formula E = mc2
Autors: Dereks Jensens


Interesants fakts

Einšteins arī iesniedza disertāciju 'Jauna molekulāro izmēru noteikšana'1905. gadā iegūstot fizikas doktora grādu Cīrihes universitātē.



Alberta Einšteina biogrāfijas saturs
  1. Pārskats
  2. Pieaug Einšteins
  3. Izglītība, Patentu valde un Laulība
  4. Brīnuma gads
  5. Vispārējās relativitātes teorija
  6. Akadēmiskā karjera un Nobela prēmija
  7. Aizbraucot no Vācijas un Otrā pasaules kara
  8. Vairāk atklājumu
  9. Vēlāk Dzīve un nāve
  10. Alberta Einšteina citāti un bibliogrāfija
>> Izgudrotāji un zinātnieki

Citi izgudrotāji un zinātnieki:
Aleksandrs Greiems Bels
Reičela Kārsone
Džordžs Vašingtona Carver
Frensiss Kriks un Džeimss Vatsons
Marija Kirī
Leonardo da Vinči
Tomass Edisons
Alberts Einšteins
Henrijs Fords
Bens Franklins
Roberts Fultons
Galileo
Džeina Gudala
Johanness Gūtenbergs
Stīvens Hokings
Antuāns Lavoizjē
Džeimss Naismits
Īzaks Ņūtons
Luiss Pastērs
Brāļi Raiti


Darbi citēti