Albert Einstein wordt beschouwd als een genie, en hij wordt beschouwd als een van ‘ s werelds grootste denkers. Hoewel hij niet bekend staat om uitvindingen, zoals met Thomas Edison of Nikola Tesla, blijven Einstein ‘ s theorieën en ideeën met betrekking tot de natuurkunde invloed uitoefenen vandaag de dag.
hij besteedde een groot deel van zijn leven aan het onderzoeken van relativiteitstheorieën, waarbij hij ruimte, tijd, materie en energie onderzocht., Wat waren Albert Einsteins belangrijkste theorieën? Als we terugkijken op deze innovatieve denker, hier zijn enkele van Albert Einstein ‘ s belangrijkste prestaties.
kwantumtheorie van licht
Einstein stelde zijn theorie van licht voor, waarin hij stelde dat al het licht bestaat uit kleine energiepakketten, fotonen genaamd. Hij suggereerde dat deze fotonen deeltjes waren maar ook golfachtige eigenschappen hadden, een totaal nieuw idee in die tijd.
hij besteedde ook enige tijd aan het beschrijven van de emissie van elektronen uit metalen die werden getroffen door grote elektrische pulsen, zoals bliksem., Hij breidde dit concept van het foto-elektrisch effect uit, dat we later in dit artikel zullen bespreken.
speciale relativiteitstheorie
in Einsteins studies begon hij inconsistenties van de Newtoniaanse mechanica op te merken in hun relatie tot het begrip van elektromagnetisme, specifiek met Maxwell ‘ s vergelijkingen., In een artikel dat in september 1905 werd gepubliceerd, stelde hij een nieuwe manier van denken voor over de mechanica van objecten die de lichtsnelheid naderen.
Dit concept werd bekend als Einsteins speciale relativiteitstheorie. Het veranderde het begrip van de natuurkunde in die tijd. Einsteins openbaring was dat waarnemers in relatieve beweging de tijd anders ervaren. Hij realiseerde zich dat het mogelijk is dat twee gebeurtenissen gelijktijdig plaatsvinden vanuit het perspectief van de ene waarnemer, maar op verschillende tijdstippen plaatsvinden vanuit het perspectief van de andere. En beide waarnemers zouden gelijk hebben.,
het begrijpen van de speciale relativiteitstheorie kan een beetje moeilijk zijn, maar we zullen het beperken tot een eenvoudige situatie. hij begon met het idee dat licht altijd met een constante 300.000 km/s reist, en vroeg wat er zou gebeuren met onze ideeën over ruimte en tijd als dat het geval was.
stel je nu eens voor dat er weer een waarnemer op een spoorwegdijk staat als een trein voorbijgaat, en dat elk uiteinde van de trein door een bliksemschicht wordt getroffen net als het middelpunt van de trein de waarnemer passeert., Omdat de blikseminslagen op dezelfde afstand van de waarnemer zijn, bereikt hun licht zijn oog op hetzelfde moment. Dus de waarnemer zou zeggen dat de twee aanvallen gelijktijdig plaatsvonden.
Er is echter een andere waarnemer, deze in de trein, zit precies in het midden. Omdat de trein in beweging is, moet het licht van de bliksem aan de achterkant verder reizen om in te halen, zodat het deze waarnemer later bereikt dan het licht van de voorkant. Deze waarnemer zou concluderen dat de voorste het eerst gebeurde. En beide waarnemers zouden gelijk hebben.,
gerelateerd: 7 mythes over ALBERT EINSTEIN je moet stoppen met geloven dat
Einstein bepaalde dat beweging door de ruimte ook gezien kan worden als beweging door de tijd. In wezen beà nvloeden ruimte en tijd elkaar, beide zijn relatieve begrippen in relatie tot de snelheid van het licht.
Avogadro ’s nummer
voor iedereen die een scheikundeles van de middelbare school heeft doorstaan, zou Avogadro’ s nummer een belletje kunnen doen rinkelen.,terwijl Einstein bezig was zijn wiskundig model te ontwikkelen voor het verklaren van Brownse beweging, de grillige beweging van deeltjes in een vloeistof, bewees hij ook het bestaan van atomen, en legde de basis voor het berekenen van Avogadro ‘ s aantal, het aantal atomen in een mol molecule of een element.
Einstein ‘ s werk over Brownse beweging suggereerde het bestaan van kleine niet te onderscheiden deeltjes. Deze theorie werd later bewezen door Jean Perrin, die experimenten uitvoerde met behulp van een hoge precisie microscoop om Einsteins wiskundige werk te verifiëren., Hierdoor kon Perrin het getal van Avogadro berekenen en het bestaan van atomen bewijzen — waarvoor hij in 1926 de Nobelprijs ontving.
het bose-einsteincondensaat
in 1924 kreeg Einstein een artikel van fysicus Satyendra Nath Bose toegestuurd. Dit artikel besprak een gedetailleerde manier om fotonen van licht als een gas te zien. Einstein veralgemeende Bose ‘ s theorie naar een ideaal gas van identieke atomen of moleculen waarvoor het aantal deeltjes wordt behouden.,
Einstein werkte samen met Bose om dit idee uit te breiden tot atomen, wat leidde tot een voorspelling voor een nieuwe toestand van de materie: het Bose-Einstein-condensaat. Het eerste voorbeeld van deze staat werd geproduceerd in 1995.
hij voorspelde ook dat bij voldoende lage temperaturen, de deeltjes aan elkaar zouden worden vergrendeld in de laagste kwantumtoestand van het systeem. Dit fenomeen heet Bose-Einstein condensatie.,
een bose-einsteincondensaat is in wezen een groep atomen die zeer dicht bij het absolute nulpunt worden gekoeld. Als ze die temperatuur bereiken, bewegen ze nauwelijks ten opzichte van elkaar. Ze beginnen samen te klonteren en komen in precies dezelfde energietoestanden. Dit betekent dat, vanuit een fysiek oogpunt, de groep atomen zich gedraagt alsof ze een enkel atoom.
We weten nu dat dit alleen gebeurt voor “bosonen” – deeltjes met een totale spin die een integer veelvoud van h is, de constante van Planck gedeeld door 2 pi.,
algemene relativiteitstheorie
in 1916 publiceerde Einstein zijn algemene relativiteitstheorie. In dit artikel worden de begrippen speciale relativiteit en Newton ‘ s Wet van de universele zwaartekracht veralgemeend, waarbij zwaartekracht wordt beschreven als een eigenschap van ruimte en tijd. Deze theorie heeft ons geholpen om te begrijpen hoe de grootschalige structuur van het universum is opgezet.
De theorie van de Algemene Relativiteitstheorie kan als volgt worden uitgelegd:
Newton hielp de zwaartekracht tussen twee objecten te kwantificeren als een trekbeweging van twee hemellichamen, onafhankelijk van hoe zwaar elk hemellichaam is of hoe ver ze uit elkaar liggen.,
Einstein stelde vast dat de wetten van de fysica constant zijn voor alle niet-versnellende waarnemers, dat de lichtsnelheid constant is, ongeacht hoe snel de waarnemer reist. Hij ontdekte dat ruimte en tijd met elkaar verweven waren en dat gebeurtenissen die zich voor de ene waarnemer op een ander moment voor de volgende zouden kunnen voordoen.
Dit leidde tot zijn theorie dat massieve objecten in de ruimte de ruimtetijd konden vervormen.Einsteins voorspellingen hebben moderne natuurkundigen geholpen om zwarte gaten en gravitatielens te bestuderen en te begrijpen.,
het foto-elektrisch Effect
Einsteins theorie van het foto-elektrisch Effect bespreekt de emissies van elektronen uit metaal wanneer er licht op schijnt, zoals we eerder al hebben vermeld. Wetenschappers hadden dit fenomeen waargenomen, maar waren niet in staat om de vondst te verzoenen met Maxwell ‘ s golftheorie van licht.
zijn theorie van fotonen hielp bij het begrijpen van dit fenomeen. Hij theoretiseerde dat als licht een object raakt, er een emissie van elektronen is, die hij foto-elektronen noemde.,
Dit model vormde de basis van hoe zonnecellen werken — licht zorgt ervoor dat atomen elektronen vrijgeven, die een stroom genereren, waardoor elektriciteit ontstaat.
Golf-Deeltjedualiteit
Albert Einsteins werk aan de ontwikkeling van de kwantumtheorie was een van de meest impactvolle die hij ooit heeft bereikt. Tijdens zijn vroege carrière, Einstein bleef beweren dat licht moet worden behandeld als zowel een golf en een deeltje. Met andere woorden, fotonen kunnen zich tegelijkertijd gedragen als deeltjes en als golven. Dit werd bekend als golf-deeltje dualiteit.,
hij wordt geciteerd als het zeggen van dit over het onderwerp, “we worden geconfronteerd met een nieuw soort moeilijkheid. We hebben twee tegenstrijdige beelden van de werkelijkheid; afzonderlijk verklaart geen van beide de verschijnselen van het licht volledig, maar samen wel.”
als we denken over al Einstein ‘ s werk, moeten we ook overwegen hoe het degenen die na hem kwamen heeft beïnvloed. Einsteins werk heeft invloed gehad op de geavanceerde moderne kwantummechanica, het model van de fysieke tijd, het begrip van licht, zonnepanelen en zelfs de moderne chemie. Hij ondervroeg onophoudelijk de wereld om hem heen., Dit maakte hem groot, zijn oneindige nieuwsgierigheid naar de wereld.
het belangrijkste is niet te stoppen met vragen stellen. “Nieuwsgierigheid heeft zijn eigen reden voor het bestaan”, merkte Einstein. Albert Einsteins prestaties hebben ons begrip van de natuurkunde zoals we die nu kennen ondubbelzinnig beïnvloed.