Albert Einstein è pensato per essere stato un genio, ed è considerato uno dei più grandi pensatori del mondo. Anche se non è noto per le invenzioni, come con Thomas Edison o Nikola Tesla, le teorie e le idee di Einstein relative alla fisica continuano ad esercitare influenza oggi.
Ha trascorso gran parte della sua vita alla ricerca di teorie della relatività, indagando spazio, tempo, materia ed energia., Quindi, quali erano le teorie più significative di Albert Einstein? Mentre guardiamo indietro su questo pensatore innovativo, ecco alcuni dei risultati più significativi di Albert Einstein.
Teoria quantistica della luce
Einstein propose la sua teoria della luce, affermando che tutta la luce è composta da piccoli pacchetti di energia, chiamati fotoni. Suggerì che questi fotoni erano particelle ma avevano anche proprietà ondulatorie, un’idea totalmente nuova all’epoca.
Ha anche trascorso un po ‘ di tempo delineando l’emissione di elettroni dai metalli come sono stati colpiti da grandi impulsi elettrici, come un fulmine., Ha ampliato questo concetto dell’effetto fotoelettrico, di cui parleremo più avanti in questo articolo.
Teoria della Relatività Speciale
Negli studi di Einstein, iniziò a notare incongruenze della meccanica newtoniana nella loro relazione con la comprensione dell’elettromagnetismo, in particolare con le equazioni di Maxwell., In un articolo pubblicato nel settembre 1905, propose un nuovo modo di pensare alla meccanica degli oggetti che si avvicinavano alla velocità della luce.
Questo concetto divenne noto come Teoria della Relatività Speciale di Einstein. Ha cambiato la comprensione della fisica al momento.
La rivelazione di Einstein era che gli osservatori in movimento relativo sperimentano il tempo in modo diverso. Si rese conto che è possibile che due eventi accadano simultaneamente dalla prospettiva di un osservatore, ma si verificano in momenti diversi dalla prospettiva dell’altro. Ed entrambi gli osservatori avrebbero ragione.,
Comprendere la Teoria speciale della Relatività può essere un po ‘ difficile, ma la ridurremo a una situazione semplice.
Ha iniziato con l’idea che la luce viaggia sempre a una costante di 300.000 km / s, e ha chiesto cosa accadrebbe alle nostre idee di spazio e tempo se così fosse?
Ora, immagina di avere ancora una volta un osservatore in piedi su un terrapieno ferroviario mentre passa un treno, e che ogni estremità del treno sia colpita da un fulmine proprio mentre il punto medio del treno sta passando l’osservatore., Poiché i fulmini sono alla stessa distanza dall’osservatore, la loro luce raggiunge il suo occhio nello stesso istante. Quindi l’osservatore direbbe che i due scioperi sono avvenuti contemporaneamente.
Tuttavia, c’è un altro osservatore, questo sul treno, seduto al suo esatto punto medio. Poiché il treno è in movimento, la luce proveniente dal fulmine nella parte posteriore deve viaggiare più lontano per raggiungere, quindi raggiunge questo osservatore più tardi della luce proveniente dalla parte anteriore. Questo osservatore concluderebbe che quello di fronte è realmente accaduto per primo. Ed entrambi gli osservatori avrebbero ragione.,
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Einstein ha determinato che il movimento attraverso lo spazio può anche essere pensato come movimento attraverso il tempo. In sostanza, spazio e tempo si influenzano a vicenda, essendo entrambi concetti relativi in relazione alla velocità della luce.
Il numero di Avogadro
Per chiunque abbia superato una classe di chimica del liceo, il numero di Avogadro potrebbe suonare un campanello.,
Mentre Einstein lavorava per sviluppare il suo modello matematico per spiegare il moto browniano, il movimento irregolare delle particelle in un fluido, dimostrò anche l’esistenza degli atomi e pose le basi per calcolare il numero di Avogadro, il numero di atomi in una mole di molecola o un elemento.
Il lavoro di Einstein sul moto browniano suggeriva l’esistenza di minuscole particelle indistinguibili. Questa teoria è stata successivamente dimostrata da Jean Perrin, che ha effettuato esperimenti utilizzando un microscopio ad alta precisione per verificare il lavoro matematico di Einstein., Ciò ha permesso a Perrin di calcolare il numero di Avogadro e dimostrare l’esistenza di atomi, per i quali ha ricevuto il premio Nobel nel 1926.
Il condensato di Bose-Einstein
Nel 1924, Einstein ricevette un documento dal fisico Satyendra Nath Bose. Questo documento ha discusso un modo dettagliato di pensare a fotoni di luce come un gas. Einstein generalizzò la teoria di Bose a un gas ideale di atomi o molecole identici per i quali si conserva il numero di particelle.,
Einstein ha lavorato con Bose per estendere questa idea agli atomi, che ha portato a una previsione per un nuovo stato della materia: il Condensato di Bose-Einstein. Il primo esempio di questo stato è stato prodotto nel 1995.
Ha anche predetto che a temperature sufficientemente basse, le particelle si sarebbero bloccate insieme nello stato quantico più basso del sistema. Questo fenomeno è chiamato condensazione di Bose-Einstein.,
Un condensato di Bose-Einstein è essenzialmente un gruppo di atomi raffreddati molto vicino allo zero assoluto. Quando raggiungono quella temperatura, difficilmente si muovono l’uno in relazione all’altro. Cominciano a raggrupparsi e ad entrare esattamente negli stessi stati energetici. Ciò significa che, da un punto di vista fisico, il gruppo di atomi si comporta come se fossero un singolo atomo.
Ora sappiamo che questo accade solo per “bosoni” — particelle con uno spin totale che è un multiplo intero di h, la costante di Planck divisa per 2 pi.,
Teoria Generale della Relatività
Nel 1916, Einstein pubblicò la sua Teoria generale della Relatività. Questo articolo generalizza i concetti di relatività Speciale e la Legge di Gravitazione universale di Newton, descrivendo la gravità come una proprietà dello spazio e del tempo. Questa teoria ha aiutato la nostra comprensione di come è impostata la struttura su larga scala dell’universo.
La Teoria della Relatività Generale può essere spiegata in questo modo:
Newton ha contribuito a quantificare la gravità tra due oggetti come un tiro di due corpi, indipendentemente da quanto sia massiccio ciascuno o quanto siano distanti.,
Einstein ha determinato che le leggi della fisica sono costanti per tutti gli osservatori non acceleranti, che la velocità della luce è costante indipendentemente dalla velocità dell’osservatore. Ha scoperto che lo spazio e il tempo erano intrecciati e che gli eventi che si verificano in una sola volta per un osservatore potrebbero verificarsi in un momento diverso per il prossimo.
Questo ha portato alla sua teoria che gli oggetti massicci nello spazio potrebbero distorcere lo spaziotempo.
Le previsioni di Einstein hanno aiutato i fisici moderni a studiare e comprendere i buchi neri e le lenti gravitazionali.,
L’effetto fotoelettrico
La teoria dell’effetto fotoelettrico di Einstein discute le emissioni di elettroni dal metallo quando la luce splende su di esso, come abbiamo accennato prima. Gli scienziati avevano osservato questo fenomeno ma non erano stati in grado di conciliare la scoperta con la teoria delle onde della luce di Maxwell.
La sua teoria dei fotoni aiutò la comprensione di questo fenomeno. Teorizzò che, quando la luce colpisce un oggetto, c’è un’emissione di elettroni, che considerava fotoelettroni.,
Questo modello ha costituito la base di come funzionano le celle solari: la luce fa sì che gli atomi rilascino elettroni, che generano una corrente, creando così elettricità.
Dualità onda-particella
Il lavoro di Albert Einstein sullo sviluppo della teoria quantistica è stato uno dei più importanti che abbia mai realizzato. Durante la sua carriera, Einstein persistette nell’affermare che la luce doveva essere trattata sia come un’onda che come una particella. In altre parole, i fotoni possono comportarsi come particelle e come onde allo stesso tempo. Questo divenne noto come dualità onda-particella.,
È citato come dicendo questo sull’argomento, “Siamo di fronte a un nuovo tipo di difficoltà. Abbiamo due immagini contraddittorie della realtà; separatamente, nessuna di esse spiega pienamente i fenomeni della luce, ma insieme lo fanno.”
Mentre pensiamo a tutto il lavoro di Einstein, dobbiamo anche considerare come ha influenzato coloro che sono venuti dopo di lui. Il lavoro di Einstein ha influenzato la meccanica quantistica moderna avanzata, il modello del tempo fisico, la comprensione della luce, i pannelli solari e persino la chimica moderna. Ha implacabilmente messo in discussione il mondo che lo circonda., Questo è ciò che lo ha reso grande, la sua infinita curiosità per il mondo.
La cosa importante è non smettere di mettere in discussione. “La curiosità ha una sua ragione di esistere”, osservò Einstein. Le realizzazioni di Albert Einstein hanno inequivocabilmente influenzato la nostra comprensione della fisica come la conosciamo oggi.