Albert Einstein jest uważany za geniusza i jest uważany za jednego z największych myślicieli na świecie. Chociaż nie jest znany z wynalazków, jak Thomas Edison czy Nikola Tesla, teorie i idee Einsteina związane z fizyką nadal wywierają wpływ dzisiaj.
spędził większość swojego życia badając teorie względności, badając przestrzeń, czas, materię i energię., Jakie były najważniejsze teorie Alberta Einsteina? Patrząc wstecz na tego innowacyjnego myśliciela, oto niektóre z najważniejszych osiągnięć Alberta Einsteina.
kwantowa teoria światła
Einstein zaproponował swoją teorię światła, stwierdzając, że całe światło składa się z małych pakietów energii, zwanych fotonami. Zasugerował, że te fotony są cząstkami, ale mają również właściwości falowe, co było wówczas zupełnie nowym pomysłem.
poświęcił też trochę czasu na opisanie emisji elektronów z metali, które były uderzane dużymi impulsami elektrycznymi, takimi jak błyskawica., Rozwinął on tę koncepcję efektu fotoelektrycznego, którą omówimy w dalszej części tego artykułu.
specjalna teoria względności
w badaniach Einsteina zaczął zauważać niespójności mechaniki newtonowskiej w ich stosunku do zrozumienia elektromagnetyzmu, a konkretnie do równań Maxwella., W pracy opublikowanej we wrześniu 1905 roku zaproponował nowy sposób myślenia o mechanice obiektów zbliżających się do prędkości światła.
koncepcja ta stała się znana jako specjalna teoria względności Einsteina. Zmieniło to ówczesne rozumienie fizyki.
objawieniem Einsteina było to, że obserwatorzy w ruchu względnym inaczej doświadczają czasu. Zdawał sobie sprawę, że możliwe jest, aby dwa wydarzenia wydarzyły się jednocześnie z perspektywy jednego obserwatora, ale miały miejsce w różnych momentach z perspektywy drugiego. I obaj obserwatorzy mieliby rację.,
zrozumienie szczególnej teorii względności może być trochę trudne, ale sprowadzamy to do prostej sytuacji.
zaczął od pomysłu, że światło zawsze porusza się ze stałą prędkością 300 000 km / s i zapytał, co by się stało z naszymi wyobrażeniami o przestrzeni i czasie, gdyby tak było?
teraz wyobraź sobie, że po raz kolejny masz obserwatora stojącego na nasypie kolejowym, gdy przejeżdża pociąg, i że każdy koniec pociągu jest uderzany przez piorun, tak jak środek pociągu mija obserwatora., Ponieważ uderzenia pioruna są w tej samej odległości od obserwatora, ich światło dociera do jego oka w tej samej chwili. Więc obserwator powiedziałby, że dwa strajki miały miejsce jednocześnie.
jest jednak inny obserwator, ten w pociągu, siedzący dokładnie w środku. Ponieważ pociąg jest w ruchu, światło pochodzące od pioruna z tyłu musi podróżować dalej, aby dogonić, więc dociera do tego obserwatora później niż światło pochodzące z przodu. Ten obserwator doszedłby do wniosku, że ten z przodu rzeczywiście miał miejsce pierwszy. I obaj obserwatorzy mieliby rację.,
RELATED: 7 mitów o Albercie Einsteinie musisz przestać wierzyć
Einstein stwierdził, że ruch w przestrzeni może być również uważany za ruch w czasie. W istocie przestrzeń i czas oddziałują na siebie, obie są względnymi pojęciami w odniesieniu do prędkości światła.
numer Avogadro
dla każdego, kto zdał maturę z chemii w liceum, numer Avogadro może Ci się kojarzyć.,
podczas gdy Einstein pracował nad opracowaniem swojego matematycznego modelu wyjaśniającego ruch Browna, nieregularny ruch cząstek w płynie, udowodnił również istnienie atomów i położył podwaliny pod obliczenie liczby Avogadro, liczby atomów w jednym Molu cząsteczki lub elementu.
prace Einsteina nad ruchem Browna sugerowały istnienie drobnych nierozróżnialnych cząstek. Teoria ta została później udowodniona przez Jeana Perrina, który przeprowadził eksperymenty przy użyciu mikroskopu o wysokiej precyzji, aby zweryfikować prace Matematyczne Einsteina., Pozwoliło to Perrinowi obliczyć liczbę Avogadro i udowodnić istnienie atomów — za co otrzymał Nagrodę Nobla w 1926 roku.
kondensat Bose-Einsteina
w 1924 roku Einstein został wysłany przez fizyka Satyendra Nath Bose. W artykule omówiono szczegółowy sposób postrzegania fotonów światła jako gazu. Einstein uogólnił teorię Bosego na gaz idealny o identycznych atomach lub cząsteczkach, dla których zachowana jest liczba cząstek.,
Einstein współpracował z Bose ' em, aby rozszerzyć tę ideę na Atomy, co doprowadziło do przewidywania nowego stanu materii: kondensatu Bose-Einsteina. Pierwszy przykład tego stanu powstał w 1995 roku.
przewidział również, że przy wystarczająco niskich temperaturach cząstki zostaną zablokowane w najniższym stanie kwantowym układu. Zjawisko to nazywa się kondensacją Bosego-Einsteina.,
kondensat Bosego-Einsteina jest zasadniczo grupą atomów, które są chłodzone bardzo blisko zera absolutnego. Kiedy osiągną taką temperaturę, prawie nie poruszają się względem siebie. Zaczynają się gromadzić i wchodzić w dokładnie te same Stany energetyczne. Oznacza to, że z fizycznego punktu widzenia grupa atomów zachowuje się tak, jakby były pojedynczym atomem.
wiemy, że dzieje się tak tylko dla „bozonów” — cząstek o całkowitym spinie, który jest całkowitą wielokrotnością H, stałą Plancka podzieloną przez 2 pi.,
Ogólna teoria względności
w 1916 roku Einstein opublikował swoją ogólną teorię względności. Artykuł ten uogólnia pojęcia szczególnej teorii względności i prawa Newtona o uniwersalnej grawitacji, opisując grawitację jako własność przestrzeni i czasu. Teoria ta pomogła nam zrozumieć, jak powstaje struktura wszechświata na dużą skalę.
teorię ogólnej teorii względności można wyjaśnić w następujący sposób:
Newton pomógł określić grawitację między dwoma obiektami jako ciągnięcie dwóch ciał, niezależnie od tego, jak masywne jest każde z nich lub jak daleko od siebie są.,
Einstein ustalił, że prawa fizyki są stałe dla wszystkich nie przyspieszających obserwatorów, że prędkość światła jest stała bez względu na to, jak szybko porusza się obserwator. Odkrył, że przestrzeń i czas są ze sobą splecione i że zdarzenia, które występują w jednym czasie dla jednego obserwatora, mogą wystąpić w innym czasie dla następnego.
doprowadziło to do jego teorii, że masywne obiekty w przestrzeni mogą zniekształcać czasoprzestrzeń.
przewidywania Einsteina pomogły współczesnym fizykom zbadać i zrozumieć czarne dziury i soczewkowanie grawitacyjne.,
efekt fotoelektryczny
teoria efektu fotoelektrycznego Einsteina omawia emisję elektronów z metalu, gdy światło świeci na nim, o czym wspominaliśmy wcześniej. Naukowcy zaobserwowali to zjawisko, ale nie byli w stanie pogodzić tego odkrycia z falową teorią światła Maxwella.
jego teoria fotonów pomogła zrozumieć to zjawisko. Teoretyzował, że gdy światło uderza w obiekt, dochodzi do emisji elektronów, które uznał za fotoelektrony.,
model ten stanowił podstawę działania ogniw słonecznych — światło powoduje, że atomy uwalniają elektrony, które generują prąd, tworząc w ten sposób elektryczność.
dualność falowo-cząsteczkowa
prace Alberta Einsteina nad rozwojem teorii kwantowej były jednymi z najbardziej wpływowych, jakie kiedykolwiek osiągnął. Podczas swojej wczesnej kariery Einstein utrzymywał, że światło powinno być traktowane zarówno jako fala, jak i cząstka. Innymi słowy, fotony mogą zachowywać się jednocześnie jak cząstki i fale. Stało się to znane jako dualność falowo-cząstkowa.,
Mamy dwa sprzeczne obrazy rzeczywistości; osobno żaden z nich nie wyjaśnia w pełni zjawiska światła, ale razem tak.”
gdy myślimy o całej pracy Einsteina, musimy również zastanowić się, jak wpłynęła ona na tych, którzy przyszli po niego. Prace Einsteina wpłynęły na zaawansowaną nowoczesną mechanikę kwantową, model czasu fizycznego, zrozumienie światła, paneli słonecznych, a nawet nowoczesnej chemii. Nieustannie kwestionował otaczający go świat., To czyni go wielkim, jego nieskończona ciekawość świata.
ważne jest, aby nie przestawać pytać. „Ciekawość ma swój powód istnienia”, zauważył Einstein. Osiągnięcia Alberta Einsteina jednoznacznie wpłynęły na nasze rozumienie fizyki, jakie znamy dzisiaj.