Albert Einstein - Kraftaárið

Albert Einstein

Kraftaárið

Þrátt fyrir að hafa dagvinnu á einkaleyfastofunni eyddi Einstein miklum tíma sínum í að þróa eigin vísindakenningar. Árið 1905 var hann tilbúinn að kynna kenningar sínar fyrir heiminum. Hann birti fjórar vísindaritgerðir á því ári, sem hver um sig fjallaði um annað efni, í eðlisfræðiritinu kallaðAnnálar eðlisfræðinnar. Þessi blöð voru tímamótaverk og lögðu grunninn að nútíma eðlisfræði. Þessi sprengja vísindalegra uppgötvana er oft kölluð „Kraftaárið“ af sagnfræðingum.

Photoelectric Effect og Light Quanta

Fyrsta blaðið sem Einstein birti í kraftaverkaárinu bar titilinn 'Á sjónarhorni varðandi framleiðslu og umbreytingu ljóss. ' Þessi grein kynnti hugmyndina um að ljós væri ekki samfelld bylgja heldur væri hún samsett úr pakka sem hann kallaði skammta. Síðar yrði hugtakið „ljóseindir“ notað til að lýsa litlum ljósögnum Einsteins.

Einstein dró þessa hugmynd ekki bara úr lausu lofti heldur ályktaði hugmyndina af núverandi vísindakenningum og tilraunum sem gerðar voru af öðrum eðlisfræðingum. Verk Max Plancks (Planck's Constant) auk tilraunaverkefna við ljóseindræn áhrif sem Philipp Lenard framkvæmdi höfðu mikil áhrif á kenningu Einsteins.

Teikning af ljósvaraáhrifum
Ljósmyndavirkni
Heimild: Wikimedia Commons


Þessari hugmynd að ljós væri til í magni var upphaflega hafnað af vísindasamfélaginu þar á meðal flestum frábæru eðlisfræðingum samtímans (jafnvel Max Planck hafnaði þessari tilgátu). Það var ekki fyrr en mörgum árum síðar, árið 1919, þegar tilraunir sýndu fram á nákvæmni kenningar Einsteins að ljóseindakenningin fékk meiri viðurkenningu. Þegar Einstein hlaut Nóbelsverðlaunin árið 1921 var sérstaklega minnst á störf hans við ljóseindræn áhrif. Í dag er ljóseindin grundvallarþáttur í nútíma eðlisfræði.

Brownian Motion

Annað blað Einsteins árið 1905 var ekki eins tímamótaverk og hans fyrsta en reyndist samt mikilvægur áfangi í sögu eðlisfræðinnar. Blaðið bar titilinn „Á hreyfingu lítilla agna sem eru sviflausar í kyrrstæðum vökva, eins og krafist er í sameindahreyfikenningu um hita. '

Í þessari grein notaði Einstein tilviljanakennda hreyfingu sameinda til að útskýra Brownian Motion í vökva. Fram að þessum tímapunkti hafði útskýring á Brownian Motion í vökva verið ásteytingarsteinn í því skyni að sanna tilvist sameinda og atóma. Með því að nota tölfræðilega eðlisfræði gat Einstein útskýrt hvernig lítil handahófsáhrif milljóna örsmárra sameinda gætu valdið hreyfingu stærri agna (þ.e. Brownian Motion). Þessi grein sannaði ekki aðeins tilvist sameinda og atóma heldur sýndi einnig fram á mikilvægi tölfræðilegra eðlisfræði í vísindum.

Litakóðuð graf af Brownian Motion
Graf sem sýnir dreifingu brúnra agna
Heimild: Nonequilibrium Statistical Thermodynamics


Sérstök afstæði

Þriðja rit Einsteins frá 1905 bar titilinn „Um rafgreiningu hreyfanlegra líkama. ' Þessi grein átti síðar eftir að verða þekkt sem Einstein's Theory of Special Relativity. Þessi grein kynnti miklar breytingar á vélfræði eðlisfræðinnar þar sem hlutfallslegur hraði milli hluta nálgaðist ljóshraða. Niðurstöður kenningar Einsteins kynntu nokkur tímamótahugtök þar á meðal hugmyndina um að tími, massi og rými séu ekki stöðugir fyrir hluti sem hreyfast með mismunandi hraða.

Í blaðinu fullyrti Einstein að ljóshraði væri þó alltaf stöðugur. Það breyttist ekki miðað við hlutfallslegan hraða áhorfandans og ljósgjafans. Hann kannaði síðan hugmyndina um samtímis atburði og komst að þeirri niðurstöðu að atburðir sem birtust samtímis einum áhorfanda mega ekki virðast samtímis öðrum áhorfanda. Ólíkt mörgum vísindagreinum útskýrði Einstein nýja kenningu sína með því að lýsa hugsunartilraunum frekar en flókinni stærðfræði. Hann notaði dæmið um manneskju sem ferðaðist í lest á móti einum sem stóð á pallinum til að sýna hvernig kenning hans virkaði.

Einstein fullyrti einnig að hinn dularfulli „eter“ sem vísindamenn hefðu verið að reyna að skilgreina í hundruð ára væri ekki til. Þetta hljómar kannski ekki byltingarkennt í dag en hugtakið „eter“ var mikilvæg hugmynd í eðlisfræði á þeim tíma. Að hafna hugmyndinni um „eterinn“ var áræðin fullyrðing og breytti gangi eðlisfræðinnar.

Portrett af Hendrik Lorentz
Einstein sótti í störf hollenskra eðlisfræðinga
Hendrik Lorentz við að skilgreina sérstaka afstæðiskennd

Heimild: Konunglega bókasafnið


Mass-orka jafngildi

Lokaritgerð kraftaverkaárs Einsteins bar titilinn 'Er tregða líkama háð orkuinnihaldi?'Þessi grein kynnti eina frægustu vísindalegu jöfnu sögunnar: E = mctvö. Þessi grein notaði nokkur af hugtökunum sem Einstein lagði fyrst til í erindi sínu um sérstaka afstæðiskennd. Það sýndi fram á að massi hlutar er mælikvarði á orkuinnihald hlutarins. Í grunninn var massa og orka sami hluturinn.

Þessi hugmynd og fræg jöfna Einsteins höfðu gífurleg áhrif. Jafnan sýndi fram á að jafnvel lítið magn innihélt mikið magn af orku. Ef þú lítur á jöfnu Einsteins sérðu að orka (E) er jöfn massa (m) sinnum fermetra ljóshraða (c). Hraði ljóssins (c) er stöðugur og mikill fjöldi (um það bil 300.000 km / sek. Eða 186.000 mílur / sek.). Svo, jafnvel lítið magn af massa margfaldað með ctvöverður mikil orka. Þessi hugmynd leiddi að lokum til kjarnorkusprengju og kjarnorku.

Einstein
Fræg formúla Einsteins E = mc2
Höfundur: Derek Jensen


Athyglisverð staðreynd

Einstein kynnti einnig ritgerð sína 'Ný ákvörðun um sameindarvíddirárið 1905 vann hann doktorsgráðu í eðlisfræði frá háskólanum í Zürich.



Albert Einstein Ævisaga Innihald
  1. Yfirlit
  2. Að alast upp við Einstein
  3. Menntun, einkaleyfastofan og hjónaband
  4. Kraftaárið
  5. Kenning um almenna afstæðiskennd
  6. Akademískur ferill og Nóbelsverðlaun
  7. Að yfirgefa Þýskaland og seinni heimsstyrjöldina
  8. Fleiri uppgötvanir
  9. Síðar Líf og dauði
  10. Albert Einstein tilvitnanir og heimildaskrá
>> Uppfinningamenn og vísindamenn

Aðrir uppfinningamenn og vísindamenn:
Alexander Graham Bell
Rachel Carson
George Washington Carver
Francis Crick og James Watson
Marie Curie
Leonardo da Vinci
Thomas Edison
Albert Einstein
Henry Ford
Ben Franklin
Robert Fulton
Galíleó
Jane Goodall
Johannes Gutenberg
Stephen Hawking
Antoine Lavoisier
James Naismith
Isaac Newton
Louis Pasteur
Wright bræðurnir


Verk sem vitnað er í