Albert Einstein - imeaasta

Albert Einstein

Ime-aasta

Hoolimata sellest, et tal on päevatöö patendiametis, veetis Einstein suure osa ajast oma teadusteooriate väljatöötamiseks. Aastaks 1905 oli ta valmis oma teooriaid maailmale esitama. Sel aastal avaldas ta neli teadusartiklit, millest kumbki käsitles erinevat teemat, füüsikaajakirjas nimegaFüüsika aastaraamatud. Need paberid olid murrangulised ja panid aluse kaasaegsele füüsikale. Seda teadusavastuste avangut nimetatakse ajaloolaste poolt sageli „imeaastaks“.

Fotoelektriline efekt ja valguskvandid

Esimene Einsteini imeaastal avaldatud artikkel kandis pealkirja 'Heuristilisest vaatenurgast, mis puudutab valguse tootmist ja muundamist. ' See artikkel tutvustas ideed, et valgus ei olnud pidev laine, vaid see koosnes pakettidest, mida ta nimetas kvantideks. Hiljem kasutatakse Einsteini väikeste valguseosakeste kirjeldamiseks terminit „footonid”.

Einstein ei tõmmanud seda ideed lihtsalt õhust, vaid järeldas selle ideest praeguste teadusteooriate ja teiste füüsikute korraldatud katsete põhjal. Einsteini teooriale avaldasid suurt mõju nii Max Plancki töö (Plancki konstant) kui ka eksperimentaalne töö fotoelektrilise efekti osas, mille viis läbi Philipp Lenard.


Fotoelektriline efekt
Allikas: Wikimedia Commons




Selle idee, et valgus eksisteeris kvantitatiivselt, lükkas teadusringkonnad, sealhulgas enamik selle päeva suuremaid füüsikuid, tagasi (isegi Max Planck lükkas selle hüpoteesi tagasi). Alles palju aastaid hiljem, 1919. aastal, kui katsed näitasid Einsteini teooria täpsust, sai footonite teooria laiemalt omaks. Kui Einstein 1921. aastal Nobeli preemia pälvis, mainiti konkreetselt tema tööd fotoelektrilise efekti alal. Tänapäeval on footon moodsa füüsika põhiosa.

Brownian Motion

Einsteini teine ​​artikkel 1905. aastal polnud nii murranguline kui tema esimene, kuid osutus siiski oluliseks verstapostiks füüsika ajaloos. Paberi pealkiri oliStatsionaarses vedelikus suspendeeritud väikeste osakeste liikumisel vastavalt molekulaarse kineetilise soojuse teooria nõuetele. '

Selles töös kasutas Einstein molekulide juhuslikku liikumist, et selgitada Brownis liikumist vedelikus. Kuni selle hetkeni oli Brownian Motioni seletamine vedelikus komistuskiviks molekulide ja aatomite olemasolu tõestamisel. Statistilise füüsika abil suutis Einstein selgitada, kuidas miljonite väikeste molekulide väikesed juhuslikud mõjud võivad põhjustada suurema osakese (st Brownian Motion) liikumise. See artikkel mitte ainult ei tõestanud molekulide ja aatomite olemasolu, vaid näitas ka statistilise füüsika tähtsust teaduses.


Graafik, mis näitab Browni osakeste difusiooni
Allikas: tasakaalustamata statistiline termodünaamika


Eriline suhtelisus

Einsteini kolmas 1905. aasta paber kandis pealkirjaLiikuvate kehade elektrodünaamikast. ' See artikkel sai hiljem nimeks Einsteini erirelatiivsusteooria. See artikkel tutvustas suuri muutusi füüsika mehaanikas, kui objektide suhteline kiirus lähenes valguse kiirusele. Einsteini teooria tulemused tutvustasid mitmeid murrangulisi mõisteid, sealhulgas ideed, et aeg, mass ja ruum pole erineva kiirusega liikuvate objektide suhtes konstantsed.

Dokumendis postitas Einstein, et valguse kiirus oli aga alati konstantne. Vaatleja ja valgusallika suhtelise kiiruse põhjal see ei muutunud. Seejärel uuris ta samaaegsete sündmuste ideed ja jõudis järeldusele, et sündmused, mis ilmnesid ühele vaatlejale üheaegselt, ei pruugi teise vaatleja jaoks ilmneda samaaegselt. Erinevalt paljudest teadusartiklitest selgitas Einstein oma uut teooriat pigem mõttekatsete kui keeruka matemaatika kirjeldamisega. Ta näitas, kuidas tema teooria töötas, näiteks rongis sõitva inimese ja platvormil seisva inimese näite.

Samuti väitis Einstein, et salapärast eetrit, mida teadlased olid sadu aastaid püüdnud määratleda, ei eksisteeri. See ei pruugi täna kõlada murrangulisena, kuid „eetri” kontseptsioon oli tollal füüsikas oluline mõte. Eetri idee tagasilükkamine oli julge väide ja muutis füüsika kulgu.


Einstein tugines Hollandi füüsiku tööle
Hendrik Lorentz erirelatiivsusteooria määratlemisel
Allikas: kuninglik raamatukogu


Mass-energia samaväärsus

Einsteini imeaasta lõputöö kandis pealkirja 'Kas keha inerts sõltub selle energiasisaldusest?'See artikkel tutvustas üht kuulsamat teaduslikku võrrandit ajaloos: E = mc^kaks. Selles artiklis kasutati mõningaid mõisteid, mille Einstein esitas oma esimeses erirelatiivsusteooria dokumendis. See näitas, et eseme mass on objekti energiasisalduse mõõt. Põhimõtteliselt olid mass ja energia sama asi.

Sellel ideel ja Einsteini kuulsal võrrandil oli tohutu mõju. Võrrand näitas, et isegi väike kogus massi sisaldas tohutult energiat. Kui vaatate Einsteini võrrandit, näete, et energia (E) võrdub massi (m) ja valguse kiiruse ruudu (c) korrutisega. Valguskiirus (c) on konstantne ja suur arv (umbes 300 000 km / s või 186 000 miili / s). Niisiis, isegi väike mass mass korrutatuna c-ga^kakssaab palju energiat. See idee viis lõpuks aatomipommi ja tuumaenergiani.


Einsteini kuulus valem E = mc2
Autor: Derek Jensen


Huvitav fakt

Einstein esitas ka oma väitekirja 'Molekulmõõtmete uus määramineaastal teenis ta Zürichi ülikoolis füüsika doktorikraadi.

Albert Einstein Biograafia sisu

1. Ülevaade
2. Kasvatades üles Einstein
3. Haridus, patendiamet ja abielu
4. Ime-aasta
5. Üldrelatiivsusteooria
6. Akadeemiline karjäär ja Nobeli preemia
7. Saksamaalt lahkumine ja II maailmasõda
8. Rohkem avastusi
9. Hilisem elu ja surm
10. Albert Einsteini tsitaadid ja bibliograafia

>> Leiutajad ja teadlased

Teised leiutajad ja teadlased:

Alexander Graham Bell Rachel Carson George Washington Carver Francis Crick ja James Watson Marie Curie Leonardo da Vinci Thomas Edison Albert Einstein Henry Ford Ben Franklin

Robert Fulton Galileo Jane Goodall Johannes Gutenberg Stephen Hawking Antoine Lavoisier James Naismith Isaac Newton Louis Pasteur Vennad Wrightid

Viidatud tööd