Введение
Альберт Эйнштейн — выдающийся физик-теоретик, чьи открытия и теории имеют огромное значение для современной науки. Он является одним из основателей современной физики и внес значительный вклад в развитие многих областей науки, включая физику относительности, квантовую механику и космологию. В данной работе мы рассмотрим жизнь и творчество этого великого ученого.
Глава 1: Основы специальной теории относительности
В 1905 году Альберт Эйнштейн опубликовал статью «К электродинамике движущихся тел», в которой он разработал основы специальной теории относительности. В этой статье он представил новые законы движения, основанные на двух постулатах: специальном принципе относительности и принципе постоянства скорости света в вакууме.
Специальный принцип относительности Эйнштейна является обобщением механического принципа относительности Галилея, применимого к любым физическим явлениям. Этот принцип утверждает, что законы физики имеют одинаковую форму во всех инерциальных системах отсчета.
Второй постулат Эйнштейна — принцип постоянства скорости света в вакууме — утверждает, что скорость света в вакууме является постоянной и не зависит от движения источника света или наблюдателя. Это привело к революционным выводам о пространстве, времени и материи.
Глава 2: Общая теория относительности
В 1915 году Эйнштейн завершил создание общей теории относительности, которая стала известна как современная релятивистская теория тяготения. Он установил связь между пространством, временем и материей, и вывел уравнение, описывающее поле тяготения.
Глава 3: Вклад в квантовую теорию света
Альберт Эйнштейн также внес значительный вклад в квантовую теорию света. Он ввел понятие фотона и установил законы фотоэффекта. Его работы также затрагивали область фотохимии и предсказание индуцированного излучения. Он развил статистическую теорию броуновского движения и создал квантовую статистику Бозе-Эйнштейна.
Глава 4: Космология и единая теория поля
С 1933 года Альберт Эйнштейн начал работать над проблемами космологии и единой теории поля. Его исследования в этой области имели огромное значение и оказали влияние на последующие разработки в науке.
Заключение
Альберт Эйнштейн — несомненно, один из величайших ученых в истории. Его открытия и теории имеют огромное значение для современной науки и оказали огромное влияние на развитие физики, астрономии и других областей науки. Его работы продолжают вдохновлять ученых по всему миру и являются основой для многих современных научных исследований.
Топик по английскому языку «Albert Einstein — Альберт Эйнштейн»
... или квантовой теории света. Считается, что свет состоит из отдельных частичек энергий, названных квантами, или фотонами. Работа Эйнштейна переосмысливает теорию света. ... Вселенной. Четвертая работа — математическое дополнение к специальной теории относительности. Именно здесь он представил свою знаменитую формулу E ... в 1919 году он разводится, чтобы женится на своей двоюродной сестре. В возрасте 26 лет ...
Список использованной литературы
- Альберт Эйнштейн. Автобиографические записки
- Биография Альберта Эйнштейна: открывая границы мира
- Эйнштейн: жизнь и творчество
1 Начало пути
Альберт Эйнштейн родился в старинном немецком городе Ульме, но через год семья переселилась в Мюнхен, где отец Альберта, Герман Эйнштейн, и дядя Якоб организовали небольшую компанию «Электротехническая фабрика Я.Эйнштейна и К°». Вначале дела компании, занимавшейся усовершенствованием приборов дугового освещения, электроизмерительной аппаратурой и генераторами постоянного тока, шли довольно успешно. Но в 90-х гг. 19 века, в связи с расширением строительства крупных электроцентралей и линий дальних электропередач, возник целый ряд мощных электротехнических фирм. Надеясь спасти компанию, братья Эйнштейны в 1894 году перебрались в Милан, однако через два года, не выдержав конкуренции, компания прекратила свое существование.
Альберт до трех лет не говорил, но уже в ранние годы проявлял необычайное любопытство в отношении того, как устроен окружающий мир, и способность понимать сложные математические идеи. В 12-летнем возрасте он сам по книгам выучил евклидовую геометрию.
Дядя Якоб уделял много времени маленькому племяннику. «Я помню, например, что теорема Пифагора была мне показана моим дядей еще до того, как в мои руки попала священная книжечка по геометрии», — так Эйнштейн в воспоминаниях, говорил об учебнике евклидовой геометрии. Часто дядя задавал мальчику математические задачи, и тот «испытывал подлинное счастье, когда справлялся с ними».
Родители отдали Альберта сначала в католическую начальную школу, а затем в мюнхенскую классическую гимназию Луитпольда, известную как прогрессивное и весьма либеральное учебное заведение, но которую он так и не окончил. И в школе, и в гимназии Альберт приобрел не лучшую репутацию. Чтение научно-популярных книг породило у юного Эйнштейна, по его собственному выражению, «прямо-таки фантастическое свободомыслие». В своих воспоминаниях М.Борн писал: «Уже в ранние годы Эйнштейн показал неукротимую волю к независимости. Он ненавидел игру в солдаты, потому что это означало насилие». Позже Эйнштейн говорил, что людям, которым доставляет удовольствие маршировать под звуки марша, головной мозг достался зря, они вполне могли бы довольствоваться одним спинным.
Образование и учебная карьера Альберта Эйнштейна
Мюнхенская школа, где учился молодой Эйнштейн, отталкивала его своей тупой регламентацией и скукой. Этот фактор, в сочетании с постоянными деловыми неудачами семьи, привел к тому, что в 1894 году они покинули Германию и переехали в Милан, Италия. В этот период своей жизни 15-летний Эйнштейн решил воспользоваться возможностью и бросить школу. Он провел год в Милане вместе с родителями, прежде чем отправиться пешком в Цюрих в октябре 1895 года.
Целью Эйнштейна было поступить в Федеральную высшую техническую школу, известную как Политехникум. Примечательно, что для поступления в эту школу не требовалось свидетельства об окончании средней школы. Эйнштейн блестяще сдал вступительные экзамены по математике, физике и химии, но провалился по другим предметам. Хотя его результаты по математике позволили ему попасть в Политехникум. Ректор школы, оценив незаурядные математические способности молодого Эйнштейна, направил его на подготовительные курсы в кантональную школу в Аарау, расположенную в 20 милях к западу от Цюриха.
Поиск истины важнее, чем обладание ею (А. Эйнштейн)
... Кроме того, не стоит забывать и о побочных продуктах процесса поиска истины, которые часто оказываются более важными, чем результаты непосредственных исследований. В качестве примера можно привести почти случайное ... является знание, комплекс информации об окружающем мире. Согласно приведённому высказыванию Эйнштейна, знание менее важно, чем познание. Я считаю, что учёный имел в виду, что ...
В Аарау Эйнштейн учился под руководством ученого и педагога А. Таухшмидта, который руководил школой. Это учебное заведение было одним из лучших в Швейцарии и сильно отличалось от казарменной обстановки в Пруссии, где ранее учился Эйнштейн. Год обучения в Аарау был для него полезным и приятным, особенно в сравнении с предыдущей школой.
Аарау Эйнштейн и его образование в Политехникуме Цюриха
Выпускные экзамены в Аарау Эйнштейн сдал вполне успешно (кроме экзамена по французскому языку), что дало ему право на зачисление в Политехникум в Цюрихе. «Поли», как его обычно называли студенты и преподаватели,– в те годы по праву считался одним из лучших вузов мира по уровню преподавания точных наук и технических дисциплин. Кафедру физики там возглавлял профессор В.Г.Вебер, прекрасный лектор и талантливый экспериментатор, занимавшийся в основном вопросами электротехники.
Поначалу Эйнштейн был принят очень хорошо, но затем отношения между ним и руководителями кафедры физики Вебером и Перне стали складываться далеко не лучшим образом и в конце концов перешли во взаимную враждебность. В какой-то мере это объяснялось чисто научными причинами. Отличаясь консерватизмом взглядов на электромагнитные явления, Вебер не принимал теории Максвелла, представлений о поле и придерживался концепции дальнодействия. Его студенты узнавали прошлое физики, но не ее настоящее и, тем более, будущее.
Эйнштейн же изучал труды Максвелла, был убежден в существовании всепроникающего эфира и размышлял о том, как на него действуют различные поля (в частности, магнитное) и как можно экспериментально обнаружить движение относительно эфира. Он тогда не знал об опытах Майкельсона и независимо от него предложил свою интерференционную методику. Но опыты, придуманные Эйнштейном, со страстью работавшим в физическом практикуме, не имели шансов осуществиться. «Скепсис» Вебера в отношении задуманных Эйнштейном экспериментов по обнаружению «эфирного ветра» вполне понятен: он просто не верил в существование эфира. Конечно, Вебер в конце концов оказался в этом прав, но вера его проистекала не из глубокого анализа состояния электродинамики на рубеже столетий, а, наоборот, из ее полного игнорирования.
Преподаватели недолюбливали строптивого студента. «Вы умный малый, Эйнштейн, очень умный малый, но у вас есть большой недостаток — вы не терпите замечаний», — сказал ему как-то Вебер, и этим определялось многое.
В книгах об Эйнштейне Вебер неизменно выступает в качестве, так сказать, отрицательного героя. И действительно, трудное положение, в котором оказался будущий великий физик после окончания Политехникума, целиком дело рук Вебера, но не следует забывать, сколь нелегким студентом был молодой Эйнштейн. Конфликт с Вебером дорого обошелся Эйнштейну: весьма успешно сдав выпускные экзамены и получив диплом об окончании Политехникума, он остался без работы. Вебер не только не захотел взять его ассистентом (у него на кафедре в это время были две вакансии, на которые он принял выпускников другого факультета), но даже использовал свое влияние, чтобы помешать Эйнштейну получить какое-нибудь другое место.
Сбор и использование в дипломной работе статистической информации
... описании статей из сборников, перед сведениями об издании после тире приводят « В книге» или «In» - для иностранных работ. В выходных данных ... следует начинать с новой страницы. Титульный лист дипломной работы, Объем работы и нумерация., Графический материал Графическими материалами ... « В книге» опускаются при описании статей из собраний сочинений или избранных произведений. Например: 2. Эйнштейн А. ...
2 Бюро патентов. Первые шаги к признанию
После окончания Политехникума молодой дипломированный преподаватель физики (Эйнштейну шел тогда двадцать второй год) жил в основном у родителей в Милане и два года не мог найти постоянной работы. Только в 1902 году, по рекомендации друзей, он получил наконец место эксперта в федеральном Бюро патентов в Берне. Незадолго до этого Эйнштейн сменил гражданство и стал швейцарским подданным.
Эйнштейн был зачислен в Патентное бюро на должность технического эксперта III класса (а не II, как он хотел) с годичным испытательным сроком – он должен был овладеть техническими дисциплинами и черчением. Испытательный срок затянулся более чем на два года. Только в сентябре 1904 года Эйнштейн стал полноправным техническим экспертом III класса, а вопрос о переводе его на должность эксперта II класса был решен только в 1906 году, когда его «звездные» работы были уже опубликованы.
К моменту поступления в бюро Эйнштейна, оно было для своего времени учреждением весьма высокого класса. Четко отлаженная деятельность патентного ведомства, несомненно, способствовала промышленному развитию Швейцарии в начале нашего столетия. Служащие бюро работали в просторных светлых помещениях, оборудованных по последнему слову тогдашней оргтехники. Технические эксперты Бюро патентов получали жалованье на уровне университетских профессоров. Все они были специалисты высокого класса, в большинстве своем закончившие, как и Эйнштейн, цюрихский Политехникум.
Влияние службы в Бюро патентов на жизнь Эйнштейна
Служба в бернском Бюро патентов, несомненно, оказала влияние на многие события его жизни. По словам самого Эйнштейна, которые звучат, правда, несколько парадоксально, именно она позволила ему спокойно и плодотворно работать в области теоретической физики. Обретенная, благодаря этой удовлетворительно оплачиваемой работе финансовая независимость, устойчивость положения позволили Эйнштейну построить семью. Через несколько месяцев после устройства на работу он женился на своей бывшей цюрихской однокурснице Милеве Марич, родом из Сербии, которая была на четыре года старше его. Их семейная жизнь сложилась неудачно. Для Эйнштейна физика всегда была на первом месте. Оно же было практически и единственным.
Технический эксперт был обязан подвергать проверке, оценке и корректировке поступающие патентные заявки, решать спорные вопросы с изобретателями, выписывать авторские удостоверения. Это была работа не только с бумагами. Эксперт был обязан проводить испытания действующих патентуемых моделей или образцов. За день приходилось обрабатывать не менее трех заявок. Рабочий день служащего Патентного бюро длился восемь часов. К тому же Эйнштейн должен был, по крайней мере, в первые годы, находить время для освоения технического черчения. Директор бюро Галлер был приверженцем жесткой дисциплины. Себя и своих коллег Эйнштейн называл «батраками», «патентными рабами», а само учреждение «светским монастырем». Эйнштейна как знатока электродинамики Максвелла загрузили в первую очередь «электрическими» патентами.
История русской литературы XX века (20-30-е гг.)
... объединений, тем более, что по этому параметру в 20-е г.г. между двумя ветвями литературы шло своего рода соревнование. В Париже в ... смысловых оттенков. Значительная часть романов и повестей, выходивших в свет в годы гражданской войны и вскоре после ее окончания, принадлежит перу ... Только в одной Москве в 1920 г. существовало более 30 литературных групп и объединений. Нередко входившие в эти группы ...
В бюро патентов Эйнштейн проработал семь с лишним лет, считая эти годы самыми счастливыми в жизни. Скорее всего, он имел в виду не материальные блага, к которым он всегда относился с большой долей безразличия, и не наличие якобы свободного времени для занятий наукой. В непростой бернский период своей жизни Эйнштейн взялся за сложные нетривиальные задачи и успешно решил их. Он с оптимизмом говорил: «…после восьми часов работы остается еще восемь часов на всякую всячину, да еще есть воскресенье». Макс Борн писал: «Чтобы успешно заниматься наукой в виде побочного труда, нужно было быть Эйнштейном».
Введение
Альберт Эйнштейн был известным физиком, чьи научные исследования и открытия изменили представление о современной физике. В то время, когда он работал в Патентном бюро, его ум был полон различными научными и техническими вопросами, и он находил время для самостоятельной творческой работы. В этом периоде он сотрудничал с другими учеными и философами, вместе с которыми обсуждал и изучал различные проблемы, что привело к созданию «Академии Олимпа».
Развитие «Академии Олимпа»
В начале своего пребывания в Берне, Эйнштейн объявил о частных уроках, на которые откликнулся Морис Соловин, изучавший философию в Цюрихском университете. Вместе они начали читать интересные книги и обсуждать различные проблемы. Позже к ним присоединился Конрад Габихт, который приехал в Берн для завершения своего математического образования. Так родилась «Академия Олимпа», где они вместе изучали работы Спинозы, Юма, Ампера, Гельмгольца, Римана, Пуанкаре и других ученых. Они также читали шедевры мировой литературы, такие как «Антигона» Софокла, «Рождественские рассказы» Диккенса и «Дон-Кихот» Сервантеса.
Участники «Академии Олимпа» читали по одной странице, иногда даже по полстраницы или одной фразе, после чего проводили долгие дискуссии, которые могли продолжаться несколько дней. Они были искренне заинтересованы в обучении и познании, и «Академия Олимпа» стала их способом удовлетворить свою жажду знаний, которую не могла удовлетворить высшая школа.
Влияние Микеланжело Бессо
Позднее к «Академии Олимпа» присоединился Микеланжело Бессо, который был рекомендован Эйнштейном и поступил в Бернское патентное бюро. Он обладал обширными знаниями и был заядлым спорщиком. Эйнштейн писал, что Бессо был его лучшим резонатором новых идей. Именно Бессо был первым, кому Эйнштейн рассказал о своей теории относительности.
Заседания «Академии Олимпа»
Заседания «Академии Олимпа» чаще всего проходили в квартире Эйнштейна. Именно здесь, в 20-х годах, была создана теория относительности. Эйнштейн без колебаний назвал адрес своей бернской квартиры, когда журналисты спросили, где была создана эта теория.
Заключение
Работа в Патентном бюро и сотрудничество с участниками «Академии Олимпа» были счастливыми годами для Эйнштейна. Вместе они изучали и обсуждали различные научные и философские проблемы, что привело к созданию теории относительности и принесло Эйнштейну мировую славу.
Альберт Эйнштейн получил ученую степень доктора философии в 1905 году. Однако, только в 1908 году он был утвержден приват-доцентом в Берне. В 1909 году он принял приглашение занять место экстраординарного профессора теоретической физики в Цюрихском университете и покинул Патентное бюро в Берне.
Эволюционная теория происхождения человека Ч. Дарвина. Сторонники ...
... он работал около 20 лет. В итоге книга была опубликована в 1859 г. Эволюционная теория Дарвина представляет собой целостное учение ... а не как результат их стремления к самосовершенствованию, также Дарвин в своей теории объяснил, что целесообразность строения может быть ... Дарвина был также ряд других значимых научных работ, таких как «Путешествие натуралиста вокруг света на корабле „Бигль“» 1839 года ...
3 Знаменитые теории Альберта Эйнштейна
3.1 Броуновское движение
Год 1905 стал знаменательным в истории физики. В этом году Эйнштейн опубликовал три важнейшие работы, сыгравшие выдающуюся роль во всем последующем развитии физики ХХ века.
В первой работе, посвященной броуновскому движению, Эйнштейн сделал важные предсказания о движении взвешенных в жидкости частиц, обусловленном столкновениями с молекулами. Предсказания позднее подтвердились на опыте.
Во второй работе, посвященной фотоэффекту, Эйнштейн высказал революционную гипотезу о природе света: при определенных обстоятельствах свет можно рассматривать как поток частиц, фотонов, энергия которых пропорциональна частоте световой волны. Практически не нашлось физиков, которые согласились бы с этой идеей Эйнштейна. Потребовались два десятилетия напряженных усилий экспериментаторов и теоретиков, чтобы картина фотонов стала общепризнанной в рамках квантовой механики.
Наиболее революционной стала третья работа Эйнштейна «К электродинамике движущихся тел», в которой с необычайной ясностью были изложены идеи частной теории относительности (ЧТО), разрушившей классические представления о пространстве-времени, существовавшие со времени Ньютона.
Первая из этих статей — «О движении взвешенных в покоящейся жидкости частиц, вытекающем из молекулярно-кинетической теории», вышедшая в 1905 году, была посвящена теории броуновского движения.
Это явление (непрерывное беспорядочное зигзагообразное движение частичек цветочной пыльцы в жидкости), открытое в 1827 году английским ботаником Р.Броуном, уже получило тогда статистическое объяснение, но теория Эйнштейна (который не знал предшествующих работ по броуновскому движению) имела законченную форму и открывала возможности количественных экспериментальных исследований.
3.2 Кванты и фотоэффект
В 1905 году Альберт Эйнштейн опубликовал работу «Об одной эвристической точке зрения на возникновение и превращение света». В этой работе он продолжил исследования Макса Планка, который пять лет ранее показал, что спектральный состав излучения горячих тел может быть объяснен, если принять, что процесс излучения света происходит дискретно, а не непрерывно.
Макс Планк предложил концепцию квантов, которые представляют собой дискретные порции энергии. Физический смысл этих квантов оставался неясным, но их величина была связана с произведением постоянной Планка и частоты излучения. В своей работе Эйнштейн развил эту точку зрения и применил ее к объяснению фотоэффекта.
Фотоэффект — это явление, при котором свет, попадая на поверхность материала, вызывает выбивание электронов из этого материала. Эйнштейн предложил объяснение этого явления, исходя из предположения о существовании фотонов — квантов света. Он предположил, что энергия фотона пропорциональна его частоте, и эта энергия передается электронам, вызывая их выбивание.
Эта работа Эйнштейна имела большое значение для физики, поскольку в то время существование фотонов и их влияние на фотоэффект были под сомнением. Однако, благодаря экспериментальным исследованиям, проведенным в последующие годы, было подтверждено, что фотоэффект действительно объясняется существованием фотонов и их энергетическими свойствами.
Теория Большого взрыва
... несмотря на то, что теория Большого взрыва основывается на общей теории относительности, она допускает разбегание некоторых частиц со скоростями, превышающими скорости света. Кроме этого, указывая на ограничения ... считают исходные условия маловероятными». Теория большого взрыва не дает однозначно объяснения происхождения галактик, представленные в данной работе два взгляда на эту проблему не ...
В начале XX века Альберт Эйнштейн выдвинул революционную идею о том, что свет состоит из дискретных порций энергии, называемых фотонами. Он предположил, что эти фотоны движутся со скоростью 300 000 километров в секунду и являются неделимыми частицами. Эта идея помогла объяснить законы фотоэффекта, включая существование «красной границы» — минимальной частоты, ниже которой выбивание электронов светом из вещества не происходит.
Основной идеей Эйнштейна было установление соответствия между энергией фотона и энергией выбитого электрона. Каждый фотон выбивает один электрон, и кинетическая энергия электрона равна энергии фотона за вычетом энергии, необходимой для вырывания электрона из металла. Яркость света определяется количеством фотонов, а не скоростью выбитых электронов. Более высокие энергии фотонов могут быть получены путем использования излучения с более высокой частотой.
Эйнштейн увидел в экспериментальных законах фотоэффекта убедительное доказательство прерывистой структуры света и его поглощения отдельными порциями. Он связал энергию каждой порции излучения с частотой в соответствии с гипотезой Планка. Из этого следует, что свет имеет прерывистую структуру, и порции световой энергии сохраняют свою индивидуальность. Они поглощаются только в целом.
Фотоэффект является одним из явлений, которое может быть объяснено с помощью закона сохранения энергии. Кинетическая энергия фотоэлектрона может быть найдена, применяя этот закон. Это уравнение позволяет объяснить основные факты, связанные с фотоэффектом. Согласно теории Эйнштейна, интенсивность света пропорциональна числу квантов энергии в световом пучке и, следовательно, определяет количество электронов, выбитых из металла. Скорость электронов определяется только частотой света и работой выхода, которая зависит от материала и состояния его поверхности. Она не зависит от интенсивности света.
Фотоэффект наблюдается только тогда, когда частота света v больше минимального значения. Для того чтобы выбить электрон из металла без передачи ему кинетической энергии, необходимо выполнить работу выхода А. Следовательно, энергия кванта должна быть больше этой работы. Минимальная частота, при которой возникает фотоэффект, называется красной границей фотоэффекта.
Для цинка красной границе соответствует длина волны м (ультрафиолетовое излучение).
Это объясняет результаты эксперимента, в котором фотоэффект прекращается при использовании стеклянной пластинки, задерживающей ультрафиолетовое излучение.
Работа выхода для алюминия или железа больше, чем для цинка. Поэтому в эксперименте используется цинковая пластина. У щелочных металлов работа выхода меньше, а длина волны, соответствующая красной границе, больше. Используя уравнение Эйнштейна, можно найти постоянную Планка h. Для этого необходимо экспериментально определить частоту света v, работу выхода А и измерить кинетическую энергию фотоэлектронов. Постоянная Планка h была также найдена Планком при изучении теплового излучения. Совпадение значений постоянной Планка, полученных различными методами, подтверждает предположение о прерывистом характере излучения и поглощения света веществом. Уравнение Эйнштейна, несмотря на свою простоту, объясняет основные закономерности фотоэффекта. В современной физике фотон рассматривается как одна из элементарных частиц. Таблица элементарных частиц уже многие десятки лет начинается с фотона.
Раскольников и его теория о праве на кровь «по совести»
... природе человека, а закон, дающий право сильным мира сего творить зло, считает извечным. Вместо того чтобы ... Раскольников решил все взять в свои руки, направить ход событий по пути, предначертанному им самим. Протест и возмущение Родиона против общественного строя сочетается с его теорией «сильной ... Это самый страшный и самый справедливый судья на свете. На мой взгляд, антигуманные мысли и дела не ...
Исследование двойственной природы света и открытие фотона
В начале XX века Эйнштейн предложил смелую гипотезу о двойственной природе света. Он предположил, что свет может проявлять себя как волна, но также и как поток частиц. Эта гипотеза была подтверждена в результате проведения оптических экспериментов, а особенно фотоэлектрическим эффектом.
Фотоэлектрический эффект подтвердил предложенную Эйнштейном интерпретацию и позволил установить, что свет может вести себя как частица. Экспериментальные исследования фотоэффекта были проведены не только для видимого света, но и для рентгеновского и гамма-излучения, что подтвердило правильность гипотезы Эйнштейна.
В 1922 году А. Комптон экспериментально обнаружил фотон — частицу света, которую Эйнштейн предсказал теоретически. Таким образом, Эйнштейну принадлежит открытие фотона.
Волновые свойства материальных объектов
В 1924 году Луи де Бройль сделал еще один важный шаг в развитии физики. Он предложил идею о том, что не только свет, но и материальные объекты, такие как электроны, обладают волновыми свойствами. Эта идея была экспериментально подтверждена и заложила основы квантовой механики.
Экспликация принципиальных результатов
Работы Эйнштейна позволили объяснить такие явления, как флуоресценция, фотоионизация и вариации удельной теплоемкости твердых тел при различных температурах. Они не могли быть объяснены с помощью электромагнитной теории света.
Нобелевская премия и признание
В 1922 году Эйнштейну была присуждена Нобелевская премия по физике 1921 года за его заслуги перед теоретической физикой и особенно за открытие закона фотоэлектрического эффекта. Эйнштейн стал новым лауреатом Нобелевской премии и получил признание научного сообщества.
Закон Эйнштейна стал основой фотохимии, а идеи Эйнштейна и де Бройля заложили основы квантовой механики и преобразили физику.
Из-за предварительной договоренности о выступлении в Японии Эйнштейн не смог присутствовать на церемонии вручения премии и прочитал свою Нобелевскую лекцию только через год после присуждения ему премии.
3.3 Частная (специальная) теория относительности
Специальная теория относительности Эйнштейна была основана на двух универсальных допущениях, которые исключали необходимость в гипотезе о существовании эфира. Первое допущение заключается в том, что все законы физики одинаково применимы для любых двух наблюдателей, независимо от их относительного движения. Второе допущение состоит в том, что скорость света всегда одинакова в свободном пространстве, независимо от движения источника света.
Эти допущения привели к изменению представлений о пространстве и времени. Согласно специальной теории относительности, ни один материальный объект не может двигаться быстрее света. Размеры движущегося объекта сокращаются в направлении движения, а его масса увеличивается, чтобы скорость света была одинаковой для всех наблюдателей. Кроме того, движущиеся часы идут медленнее по сравнению со стационарными.
Специальная теория относительности также меняет наше представление о стационарности. Движение или покой всегда определяются относительно наблюдателя. Например, наблюдатель, едущий на движущемся объекте, считается неподвижным относительно этого объекта, но может двигаться относительно другого наблюдателя. Поскольку время становится относительной переменной, также меняется и понятие одновременности. События, которые кажутся одновременными для одного наблюдателя, могут быть разделены во времени с точки зрения другого наблюдателя.
Идут годы и люди меняются со временем до неузнаваемости
... сочинений учащихся. Для работы им был предложен текст современного прозаика Сергея Качалкова о Максиме Любавине. Приведём текст полностью. (1)Как время меняет людей! ... Любавин, где он сидел. (25)А лет через десять, когда ему вручат Нобелевскую ... до дома. (60)Я дал ему двести рублей, он вернул десятку сдачи и поехал искать новых клиентов. (61) – Вместе учились? – спросила жена. (62) – Это наш Эйнштейн! ...
Специальная теория относительности также приводит к выводу о эквивалентности массы и энергии. Масса объекта связана с его энергией соотношением E = mc2, где c — скорость света. Таким образом, при испускании фотонов света источник теряет массу.
Релятивистские эффекты и их значение в атомной и ядерной физике
Релятивистские эффекты, как правило, проявляются только при больших скоростях, характерных для атомных и субатомных частиц. При обычных скоростях эти эффекты являются пренебрежимо малыми. Однако, специальная теория относительности, разработанная Альбертом Эйнштейном, позволила объяснить ряд особенностей процессов, происходящих в атомной и ядерной физике.
Одной из таких особенностей является потеря массы, связанная с испусканием света. Эта потеря массы является чрезвычайно малой и обычно не может быть измерена с помощью самых чувствительных химических весов. Однако, благодаря специальной теории относительности, мы можем объяснить этот эффект и понять его значение.
Важным примером применения релятивистских эффектов в атомной физике является расщепление ядер урана. Почти через сорок лет после создания теории относительности, физики, работавшие над созданием атомной бомбы, смогли вычислить количество энергии, выделяющейся при взрыве бомбы, исходя из дефекта массы при расщеплении ядер урана.
Восприятие работ Эйнштейна в научном сообществе
Работы Альберта Эйнштейна были неоднозначно восприняты в научном сообществе. Многие ученые не понимали его идеи, и это было связано с его специфическими взглядами на структуру правильных теорий и на связь между теорией и экспериментом.
Эйнштейн признавал, что опыт является единственным источником знаний, но он также считал, что научные теории являются свободными творениями человеческой интуиции. Он утверждал, что хорошая теория должна базироваться на минимальном количестве постулатов и описывать максимальное количество явлений.
Такое «скупое» использование постулатов в своих теориях делало работы Эйнштейна труднодоступными для коллег. Однако, несколько выдающихся физиков, включая Макса Планка, сразу поддержали молодого ученого. Благодаря помощи Планка, Эйнштейн смог перебраться из патентного бюро в Цюрихе в Прагу, а затем в Берлин, где он занимал должность директора Института физики кайзера Вильгельма.
3.4 Общая теория относительности
В 1905 году Эйнштейну было 26 лет, но его имя уже приобрело широкую известность. В 1914 году принял приглашение переехать на работу в Берлин в качестве профессора Берлинского университета и одновременно директора Института физики. Германское подданство Эйнштейна было восстановлено. К этому времени уже полным ходом шла работа над общей теорией относительности. Путь, приведший Эйнштейна к успеху, был трудным и извилистым. В результате совместных усилий Эйнштейна и его бывшего студенческого товарища М.Гроссмана в 1912 году появилась статья «Набросок обобщенной теории относительности», а окончательная формулировка теории датируется 1915 годом. Опираясь на всем известный факт, что «тяжелая» и «инертная» массы равны, удалось найти принципиально новый подход к решению проблемы: каков механизм передачи гравитационного взаимодействия между телами и что является переносчиком этого взаимодействия? Ответ, предложенный Эйнштейном, был ошеломляюще неожиданным: в роли такого посредника выступала сама «геометрия» пространства — времени.
Общая теория относительности охватывала все возможные движения, в том числе и ускоренные (т.е. происходящие с переменной скоростью).
Господствовавшая ранее механика, берущая начало из работ Исаака Ньютона, становилась частным случаем, удобным для описания движения при относительно малых скоростях. Эйнштейну пришлось заменить многие из введенных Ньютоном понятий. Такие аспекты ньютоновской механики, как, например, отождествление гравитационной и инертной масс, вызывали у него беспокойство. По Ньютону, тела притягивают друг друга, даже если их разделяют огромные расстояния, причем сила притяжения, или гравитация, распространяется мгновенно. Гравитационная масса служит мерой силы притяжения. Что же касается движения тела под действием этой силы, то оно определяется инерциальной массой тела, которая характеризует способность тела ускоряться под действием данной силы.
Общая теория относительности Эйнштейна
Эйнштейн провел так называемый «мысленный эксперимент», чтобы объяснить физические явления, связанные с гравитацией и светом. Он представил ситуацию, где человек находится в свободно падающей коробке, например в лифте, и уронил ключи. В этом эксперименте лифт, человек и ключи падали бы с одинаковой скоростью и сохранили бы свои относительные положения. Эйнштейн заметил, что человек в лифте не смог бы определить, находится ли он в гравитационном поле или движется с постоянным ускорением. Он сделал вывод, что гравитационные и инерциальные эффекты неотличимы друг от друга.
Эйнштейн расширил свою картину на свет и предположил, что луч света, пересекающий кабину лифта «горизонтально», будет искривлен. Это происходит из-за того, что за время, которое требуется лучу света, чтобы пройти от стенки к стенке, кабина лифта успевает продвинуться на некоторое расстояние. Таким образом, световой луч изменяет свою траекторию. Для Эйнштейна это означало, что в реальном мире лучи света искривляются, когда они проходят вблизи массивных тел.
На основе этих наблюдений Эйнштейн разработал общую теорию относительности, которая заменила ньютоновскую теорию гравитации. В общей теории относительности массивные тела не притягивают друг друга, а изменяют геометрию пространства-времени, что влияет на движение тел, проходящих через это пространство.
Эйнштейн предложил три эффекта, которые можно использовать для проверки его теории: искривление светового луча в поле тяготения Солнца, смещение перигелия Меркурия и гравитационное красное смещение. Последующие эксперименты показали, что эти эффекты действительно существуют и количественно соответствуют предсказаниям общей теории относительности.
Введение
Теория относительности Альберта Эйнштейна является одной из самых важных и влиятельных теорий в истории физики. Ее разработка заняла много лет и требовала большого количества экспериментальных подтверждений. Однако ее значимость стала очевидной только после успешной проверки одного из ее предсказаний в 1919 году. Этот эпохальный момент принес Эйнштейну всемирную славу и признание.
Основная часть
В декабре 1915 года на заседании Академии наук в Берлине Эйнштейн представил окончательные уравнения общей теории относительности. Эта теория стала вершиной его научного творчества и считалась одним из самых значительных и красивых теоретических построений в истории физики.
Однако понимание и признание общей теории относительности пришло не сразу. В первые три года после ее представления она интересовала лишь узкий круг специалистов и была понятна только небольшому числу избранных ученых.
Ситуация резко изменилась в 1919 году, когда удалось проверить одно из парадоксальных предсказаний теории — искривление луча света полем тяготения Солнца. Это наблюдение было возможно только во время полного солнечного затмения. В 1919 году такое затмение было наблюдаемо в районах с хорошей погодой, что позволило провести точное фотографирование положения звезд на небе.
Экспедиция, организованная английским астрофизиком сэром Артуром Эддингтоном, смогла подтвердить предсказание Эйнштейна. Это событие принесло Эйнштейну мировую славу. Статьи о теории относительности заполнили газеты всех стран, вышло множество популярных книг, объясняющих суть теории обывателям.
Эйнштейн стал одним из самых авторитетных ученых в мире. В 1920-е годы он активно путешествовал и принимал участие в международных конференциях. Особенно важная была его роль в дискуссиях по квантовой механике, где его беседы и споры с Нильсом Бором стали знаменитыми.
Заключение
Подтверждение предсказания теории относительности в 1919 году принесло Эйнштейну не только славу и признание, но и укрепило позицию его теории как одной из самых значимых в физике. Его вклад в развитие науки останется незабываемым.
4. Калейдоскоп изобретений и экспериментов
В период интенсивных исследований по общей теории относительности, Эйнштейн обратился к экзотическим лабораторным экспериментам. Он пишет своему другу Микеле Бессо: «Эксперимент скоро закончится… Изумительная работа… Какую же изощренность демонстрирует природа, когда пытаешься проникнуть в ее тайны… я все еще увлекаюсь проведением опытов». Речь идет о гиромагнитных явлениях микрочастиц, а именно, о повороте свободно подвешенного ферромагнитного образца при его намагничивании внешним магнитным полем. Этот уникальный опыт был поставлен совместно с зятем выдающего голландского теоретика Хендрика Лоренца – де Гаазом. Эйнштейн преодолел трудности, с которыми не смогли справиться многие маститые экспериментаторы.
Малоизвестно, что Эйнштейн с различными соавторами имел более двух десятков патентов. Интересно и то, что, уйдя из бернского патентного бюро, получив мировую известность как физик, Эйнштейн не расстался с патентной деятельностью. Например, совместно с Л.Сциллардом в конце 1920-х годов были запатентованы три типа холодильных машин, насосы для холодильных машин, компрессор, устройства для сжижения газов и паров (они нашли применение в атомной технике).
Совместно с Гольдштейном запатентовано устройство для передачи звука, основанное на явлении магнитострикции. В 1936 году со своим другом, врачом Г.Буки он запатентовал фотокамеру с автоматической подстройкой под уровень освещенности. Эйнштейн часто выступал в качестве патентного эксперта. В 1916 году (создание общей теории относительности!) он писал Бессо: «У меня сейчас снова весьма забавная экспертиза в одном патентном процессе».
Эйнштейн сыграл значительную роль в признании Г.Аншютца изобретателем гироскопического компаса. Известно, что он участвовал в патентной тяжбе между фирмами АЭГ и Сименс в 1929 году. Во время второй мировой войны Эйнштейн сотрудничал с министерством военно-морского флота США в качестве научно-технического эксперта. В его обязанности входила оценка изобретений, поступающих в министерство.
5 Эмиграция
Эйнштейн не без колебаний принял предложение переехать в Берлин. Но возможность общения с крупнейшими немецкими учеными, в числе которых был и Планк, привлекала его. Но политическая и нравственная атмосфера в Германии делалась все тягостнее и тягостнее, антисемитизм поднимал голову. В 1933 году, когда власть захватили фашисты, Эйнштейн навсегда покинул Германию. На этих драматических событиях заканчивается европейский период жизни Эйнштейна.
В знак протеста против фашизма он отказался от германского подданства и вышел из состава Прусской и Баварской Академий наук.
Переехав в США, Эйнштейн занял должность профессора физики в новом институте фундаментальных исследований в Принстоне (штат Нью-Джерси).
Он продолжал заниматься вопросами космологии, а также усиленно искал пути построения единой теории поля, которая бы объединила гравитацию, электромагнетизм (а возможно, и остальное).
И хотя реализовать эту программу ему не удалось, это не поколебало репутации Эйнштейна как одного из величайших естествоиспытателей всех времен.
Маленький университетский городок Принстон в США приютил Эйнштейна. Никаких особых мер для обеспечения его личной безопасности не принималось, жители были дружелюбны, называли его «старый док», а студенты распевали про него песенки.
В Принстоне Эйнштейн стал местной достопримечательностью. Его знали как физика с мировым именем, но для всех он был скромным, приветливым и несколько эксцентричным человеком, с которым можно было столкнуться прямо на улице. В часы досуга он любил музицировать. Начав учиться игре на скрипке в шесть лет, Эйнштейн продолжал играть всю жизнь, иногда в ансамбле с другими физиками. Ему нравился парусный спорт, который, как он полагал, необыкновенно способствует размышлениям над физическими проблемами.
Приезд Эйнштейна был для Америки огромным событием. Почти сразу же Эйнштейн был приглашён президентом Рузвельтом в Белый дом (ведь у них были общие интересы – огромное увлечение парусным спортом).
Но спокойной жизни в тихом американском городке не получилось. Среди физиков – иностранцев, оказавшихся в эмиграции в США, росла тревога по возможному созданию атомной бомбы в Германии. Они обратились к Эйнштейну с просьбой обратиться к американскому президенту. Сегодня, когда известные ученые обсуждают важные экологические проблемы, вопросы противоракетной обороны и многие другие, важные для общества вопросы, раздаются голоса, что не следует смешивать науку с политикой. Эйнштейн же был убежден, что на каждом учёном лежит моральная ответственность за судьбу человечества. И учёный обязан донести до людей суть своих работ и объяснить возможные последствия. Поэтому Эйнштейн и физик Лео Сциллард направили письмо Франклину Рузвельту, где сообщали об открытии деления ядер урана и предупреждали об опасности создания ядерного оружия. Это был импульс к развертыванию «Манхэттенского проекта» по созданию атомной бомбы.
После второй мировой войны, потрясенный ужасающими последствиями использования атомной бомбы против Японии и все ускоряющейся гонкой вооружений, Эйнштейн стал горячим сторонником мира, считая, что в современных условиях война представляла бы угрозу самому существованию человечества. Незадолго до смерти он поставил свою подпись под воззванием Бертрана Рассела, обращенным к правительствам всех стран, предупреждающим их об опасности применения водородной бомбы и призывающим к запрету ядерного оружия. Эйнштейн выступал за свободный обмен идеями и ответственное использование науки на благо человечества.
18 апреля 1955 года в 1 час 25 минут перестало биться сердце великого творца. Эйнштейн скончался в Принстоне от аневризмы аорты. Весь мир скорбел. Но Эйнштейн завещал, чтобы не было ни похорон, ни могилы, ни памятника. Всего десять самых близких человек шли за гробом. Тело было предано кремации, пепел развеян по ветру над рекой Дэлавер.
Река по имени Время продолжает свое течение и где-то несет его прах.
Заключение
Имя Альберта Эйнштейна вошло в перечень самых выдающихся людей XX столетия и одного из величайших ученых всех времен.
Эйнштейн обогатил физику с присущей только ему силой прозрения и непревзойденной игрой воображения. С детских лет он воспринимал мир как гармоническое познаваемое целое, «стоящее перед нами наподобие великой и вечной загадки». По его собственному признанию, он верил в «Бога Спинозы, являющего себя в гармонии всего сущего». Именно это «космическое религиозное чувство» побуждало Эйнштейна к поиску объяснения природы с помощью системы уравнений, которая обладала бы большой красотой и простотой.
И сегодня, спустя 100 лет после выхода в свет «звездных» статей, посвященных принципам относительности, квантовой и молекулярной теориям, проблема, волновавшая Эйнштейна, по-прежнему будоражит умы ученых мира. Выражение E = mc2 – это крылатая фраза, знакомая широкой публике так же,
Величие, сделанного Эйнштейном в науке, трудно переоценить. Сейчас нет практически ни одной ветви современной физики, где, так или иначе, не присутствовали бы фундаментальные понятия квантовой механики или теории относительности.
Но, пожалуй, еще важнее уверенность, которую своими трудами вселил в ученых Эйнштейн, что природа познаваема и ее законы красивы. Стремление к этой красоте и составляло смысл жизни великого ученого.
Список использованной литературы
[Электронный ресурс]//URL: https://liarte.ru/referat/na-temu-albert-eynshteyn-so-spiskom-literaturyi/
1. Кузнецов Б.Г. Эйнштейн. Жизнь, смерть, бессмертие. 5-е изд., перераб. и доп. — М.: Наука, 1985.
2. Лауреаты Нобелевской премии. Энциклопедия. Пер. с англ. — М.: «Прогресс», 1992.
3. Сноу Ч.П. Портреты и размышления. — М.: изд. «Прогресс», 1985.
4. Френкель В.Я., Явелов Б.Е. Эйнштейн: изобретения и эксперимент. 2-е изд., перераб. и дополн. – М.: изд. «Наука», 1990.
5. Хофман Б. Альберт Эйнштейн: творец и бунтарь. История физики. — Пер. с англ. – М.: «Прогресс», 1983.
6. Явелов Б.Е., Френкель В.Я. Патентный эксперт Эйнштейн//Сб. Пути в незнакомое, — М.: Советский писатель, 1983
