Albert Einstein - Čudesna godina

Albert Einstein

Čudesna godina

Iako je imao dnevni posao u patentnom uredu, Einstein je proveo veći dio svog vremena razvijajući vlastite znanstvene teorije. Do 1905. bio je spreman predstaviti svoje teorije svijetu. Te je godine objavio četiri znanstvena rada, od kojih svaki pokriva različitu temu, u časopisu za fiziku pod nazivomAnali iz fizike. Ti su radovi bili revolucionarni i postavili su temelj modernoj fizici. Taj nalet znanstvenih otkrića povjesničari često nazivaju 'Čudesnom godinom'.

Fotoelektrični efekti i kvante svjetlosti

Prvi rad koji je Einstein objavio u Čudesnoj godini nazvan je 'O heurističkom gledištu o proizvodnji i transformaciji svjetlosti. ' Ovaj je rad predstavio ideju da svjetlost nije kontinuirani val, već da se sastoji od paketa koje je nazvao kvantama. Kasnije će se izraz 'fotoni' koristiti za opis Einsteinovih malih čestica svjetlosti.

Einstein ovu ideju nije samo izvukao iz zraka, već ju je izveo iz trenutnih znanstvenih teorija i eksperimenata drugih fizičara. Rad Maxa Plancka (Planckova konstanta), kao i eksperimentalni rad na fotoelektričnom efektu koji je izveo Philipp Lenard, imao je velik utjecaj na Einsteinovu teoriju.

Crtež fotoelektričnog efekta
Fotoelektrični efekt
Izvor: Wikimedia Commons




Tu je ideju da svjetlost postoji u kvantima u početku odbacila znanstvena zajednica, uključujući većinu velikih fizičara tog doba (čak je i Max Planck odbacio ovu hipotezu). Tek mnogo godina kasnije, 1919., kada su eksperimenti pokazali točnost Einsteinove teorije, teorija fotona postala je šire prihvaćena. Kad je Einsteinu 1921. dodijeljena Nobelova nagrada, posebno se spominje njegov rad na fotoelektričnom efektu. Danas je foton temeljni dio moderne fizike.

Brownov pokret

Einsteinov drugi rad 1905. godine nije bio toliko revolucionaran kao njegov prvi, ali se ipak pokazao važnom prekretnicom u povijesti fizike. Rad je naslovljen 'O kretanju malih čestica suspendiranih u nepokretnoj tekućini, kako zahtijeva Molekularna kinetička teorija topline. '

U ovom je radu Einstein koristio slučajno kretanje molekula kako bi objasnio Brownovo gibanje u tekućini. Do ovog trenutka objašnjavanje Brownovog pokreta u tekućini bilo je kamen spoticanja u nastojanju da se dokaže postojanje molekula i atoma. Služeći se statističkom fizikom, Einstein je uspio objasniti kako mali slučajni učinci milijuna sitnih molekula mogu uzrokovati kretanje veće čestice (tj. Brownovo kretanje). Ovaj rad ne samo da je dokazao postojanje molekula i atoma, već je također pokazao važnost statističke fizike u znanosti.

Grafikon Brownia Motion kodiran u boji
Grafikon koji prikazuje difuziju Brownovih čestica
Izvor: Neuravnotežena statistička termodinamika


Posebna relativnost

Einsteinov treći rad iz 1905. godine naslovljen je 'O elektrodinamici pokretnih tijela. ' Ovaj će rad kasnije postati poznat kao Einsteinova teorija posebne relativnosti. Ovaj je rad uveo velike promjene u mehaniku fizike jer se relativna brzina između predmeta približavala brzini svjetlosti. Rezultati Einsteinove teorije uveli su nekoliko revolucionarnih koncepata, uključujući ideju da vrijeme, masa i prostor nisu stalni prema objektima koji se kreću različitim brzinama.

U radu je Einstein pretpostavio da je brzina svjetlosti uvijek bila konstantna. Nije se promijenio na temelju relativne brzine promatrača i izvora svjetlosti. Zatim je istražio ideju istodobnih događaja i zaključio da se događaji koji su se jednom promatraču činili istodobnima možda ne čine istodobnim drugom promatraču. Za razliku od mnogih znanstvenih radova, Einstein je svoju novu teoriju objasnio opisivanjem misaonih pokusa umjesto složene matematike. Koristio je primjer osobe koja putuje vlakom naspram one koja stoji na peronu kako bi ilustrirao kako je njegova teorija funkcionirala.

Einstein je također tvrdio da tajnoviti 'eter' koji su znanstvenici pokušavali definirati stotinama godina ne postoji. To možda danas ne zvuči prijelomno, ali koncept 'etera' bio je važna ideja u fizici u to vrijeme. Odbacivanje ideje o 'eteru' bilo je smjela izjava i promijenilo je tijek fizike.

Portret Hendrika Lorentza
Einstein se oslanjao na rad nizozemskog fizičara
Hendrik Lorentz u definiranju posebne relativnosti

Izvor: Kraljevska knjižnica


Ekvivalencija masa-energija

Završni rad Einsteinove čudotvorne godine naslovljen je 'Ovisi li tromost tijela o svom energetskom sadržaju?'Ovaj je rad predstavio jednu od najpoznatijih znanstvenih jednadžbi u povijesti: E = mcdva. U ovom su se radu koristili neki koncepti koje je Einstein prvi put predložio u svom radu o Posebnoj relativnosti. Pokazalo je da je masa predmeta mjera energetskog sadržaja predmeta. U osnovi, masa i energija bile su ista stvar.

Ova ideja i Einsteinova poznata jednadžba imali su ogromne implikacije. Jednadžba je pokazala da čak i mala količina mase sadrži ogromne količine energije. Ako pogledate Einsteinovu jednadžbu, vidjet ćete da je energija (E) jednaka masi (m) umnoženoj s kvadratom brzine svjetlosti (c). Brzina svjetlosti (c) je konstantna i velika je brojka (približno 300 000 km / s ili 186 000 milja / s). Dakle, čak i mala količina mase pomnožena sa cdvabit će puno energije. Ova je ideja na kraju dovela do atomske bombe i nuklearne energije.

Einsteina
Einsteinova poznata formula E = mc2
Autor: Derek Jensen


Zanimljiva činjenica

Einstein je također predstavio svoju disertaciju 'Novo određivanje molekularnih dimenzija'tijekom 1905. doktorirajući mu fiziku na Sveučilištu u Zürichu.



Albert Einstein Biografija Sadržaj
  1. Pregled
  2. Odrastajući Einstein
  3. Obrazovanje, Ured za patente i brak
  4. Čudesna godina
  5. Teorija opće relativnosti
  6. Akademska karijera i Nobelova nagrada
  7. Odlazak iz Njemačke i Drugi svjetski rat
  8. Više otkrića
  9. Kasniji život i smrt
  10. Citati i bibliografija Alberta Einsteina
>> Izumitelji i znanstvenici

Ostali izumitelji i znanstvenici:
Alexander Graham Bell
Rachel Carson
George Washington Carver
Francis Crick i 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
Braća Wright


Citirana djela