Основният закон на Айнщайн

Всички знаем самоличността на Айнщайн. Законът за относителността стана основното откритие в кариерата на великия учен. Това обаче далеч не е единственото научно изследване, с което германският физик е известен. Историята на живота на Айнщайн и основните му постижения ще бъдат разказани в нашия материал.

Животът на Албърт Айнщайн

Най-големият физик е роден през 1879 г. в Улм, малко германско градче. Алберт получил училищното си образование и след това влязъл в техническото училище в Цюрих. Противно на многобройните митове, Айнщайн винаги е имал всичко в ред с математиката.

След дипломирането си, Алберт Айнщайн работи в централата на патентното ведомство на Берн за изобретения. Първоначално ученият живее в бедност. Спечелил е съвместна работа със списание "Annals of Physics".

Законът за относителността Айнщайн е въведен през 1905 г. Четири години по-късно ученият получава преподавателски пост в Университета в Цюрих. Малко по-късно германският физик бе номиниран за Нобелова награда. Награда Айнщайн получена, но не и за основната идея: към теорията на относителността научната комисия реагира хладно. Но те се влюбиха в теорията за фотоелектричния ефект, за нея бе блестящ физик и получи Нобелова награда.

Закони на фотоелектричния ефект

В началото на 20-и век немският физик Макс Планк обяснява спектъра на състава на излъчването от горещи тела. Според неговата теория, радиационният процес е дискретен, т.е. неговата емисия трябва да бъде разпределена. Планк обаче не можа да обясни физическото значение на кванти - неделими части от светлината.

Теорията на Планк бе взета от Айнщайн. Значението на закона на фотоелектричния ефект е, че светлинните вълни не само излъчват и абсорбират, но също така се състоят от кванти. Това са частици, които се движат във вакуум със скорост 300 хиляди километра в секунда. Малко по-късно фотони започнаха да се наричат ​​фотони.

Голяма роля в закона на Айнщайн играе концепцията за "червената граница" - по-ниската честота, след която нищо не се случва. Това се дължи на изхвърлянето на електрони от материята чрез светлина. Важно е да се разбере, че законът за фотоелектричния ефект не е такъв. Той включва много различни позиции относно ролята на кванти, фотони и различни вещества.

Броуанско движение

Непрекъснатото движение на частиците в течността е открито от британския ботаник Робърт Браун в началото на XIX век. Като предмет на експеримента беше използван прашецът. Браун можеше да даде статистическо обяснение на движението, но в теорията на Айнщайн тя придоби пълна форма.

Германският физик формира теория, според която движението на частиците се дължи на сблъсък с невидими молекули. Освен това Айнщайн представи редица принципи, според които е възможно да се изчисли броят на молекулите и тяхната маса.

Германският физик не само допълва теорията на Браун, но и укрепва научното мнение за реалността на молекулите. Факт е, че повечето учени от началото на ХХ век поставят под съмнение съществуването на микрочастици. За тях това не беше нищо друго освен хипотеза на времето на Демокрит. Айнщайн обаче посочи необходимото количество доказателства.

Специална теория на относителността

До края на XIX век много физици са уверени в съществуването на етер - определено вещество, което запълва вселената. Само двама американски физици се съмняват в теорията: Мишелсън и Морли. Те създадоха експеримент, в който търсеха разлики в скоростта на светлината, за които се предполага, че се разпространяват във въздуха. Резултатът от експеримента се очаква: ролята на етера като носител на светлина е малко вероятно.

Теорията на Мишелсън-Морли била допълнена от Айнщайн. Той формира идеята, че светлината винаги се разпространява със същата скорост. Тя не зависи от движението на нейния източник. По този начин концепцията за етера е напълно опровергана.

Айнщайн променил понятието за време и пространство. Никой физически обект не може да се движи по-бързо от светлината. В този случай наблюдателят вижда как размерите на движещия се обект се намаляват в посоката на движение. Скоростта на светлината може да бъде еднаква както за почиващите, така и за движещите се наблюдатели, само ако времето малко намалее.

Един от най-важните постулати е представен в Айнщайновия закон за относителността. Той е идеята за еквивалентността на енергията и масата.

Закон за опазване на енергията

За Айнщайн принадлежи формула, позната на мнозина: E = mc². Е тук означава енергия, m е масата и c е скоростта на светлината. Но какво значи всичко това и как се отнася?

Масата и енергията са едни и същи. Доказателство за това е навсякъде. Например, батерията с пръсти, преобразувана в чиста енергия, ще е равна на 250 милиарда от същите батерии, но вече се използва по старомоден начин. Защо се случва това? В закона на Айнщайн има отговор на този въпрос, и съвсем прост. Общата енергия на физическото тяло е равна на неговата маса, умножена по коефициента на размерите на квадрата на скоростта във вакуумното пространство. По този начин всяка енергийна категория съответства на нейния собствен вид маса.

Идеята за еквивалентността на масата на обекта на енергията, която се намира в тялото, се превръща в основен постулат на конкретната теория на относителността. Освен това законът на Айнщайн е от голямо практическо значение. Днес тя се използва широко в енергийната и военната сфера.

Възприемане на идеите на Айнщайн

По този начин, специалната теория на относителността се основава на две постулати. Първата идея е принципът на относителността, според който референтните рамки, движещи се един спрямо друг с постоянна скорост в една посока, се управляват от едни и същи закони. Вторият принцип е свързан със скоростта на светлината. То е същото за всеки наблюдател и не зависи от скоростта на тяхното движение. Нищо в природата не може да бъде по-бързо от скоростта на светлината.

Много учени не възприемат идеите на Айнщайн. Германският учен говореше неразбираеми неща и често отричаше установените хипотези. Въпреки това, всички теории и закони на Айнщайн във физиката бяха получени в резултат на опит, а не на теоретична работа. Идеалната теория, твърди немският физик, трябва да се основава на минималния брой постулати и да опише най-голям брой феномени.

Обща теория на относителността

В крайна сметка трябва да говорим за основния закон на Айнщайн - общата теория на относителността (GTR). Първите идеи бяха публикувани през 1912 г. Заедно с Гросман, неговият другар Айнщайн публикува статия "Скица на генерализираната ТО". Крайната формулировка се появи едва през 1915 г.

Германският учен разчита на факта, че "инертните" и "тежките" маси са равни. Но какво може да бъде начинът да се прехвърли гравитационното въздействие между телата? Какво може да бъде дистрибутор на такова въздействие? Айнщайн даде много неочакван отговор: посредникът е система от пространство и време.

Пространството казва как да се движи, а материята разкрива как да го навие.

С появата на теорията на Айнщайн Нютоновата механика е нещо от миналото. Гравитационното привличане на телата беше заменено от пространно-времево описание на това как масивните обекти влияят върху характеристиките на пространството около себе си. Така телата не са привлечени един към друг, но те променят пространствено-времевия континуум. Джон Арчибалд Уилер, американски приятел и колега на Айнщайн, описва теорията на великия физик по-добре от другите: "Космоса казва как да се движи и материята разказва как да го навива".

Признаване на научни идеи

В ранните години почти никой не прие теорията на Айнщайн. Ситуацията се променя едва през 1919 г., когато беше поставен директен опит. Той се оказа едно от прогнозите на общата теория на относителността. Фактът е, че лъчът на светлината, излъчван от далечна звезда, е изкривен от гравитационното поле на Слънцето.

Такова наблюдение може да се наблюдава при всяко слънчево затъмнение. Айнщайн става известен по целия свят.

По-долу е представен / f "Каква е теорията на относителността?" (1964 г., СССР).

За първи път в световната история научната теория е направила истински фроур дори в обикновеното общество. Теорията на относителността стана обект на разговори в светските салони. Вестниците бяха пълни с новини за необичайния учен, учители от различни университети започнаха да се обръщат към Айнщайн за съвет. Дори и политиците не застанаха настрани: от името на германския учен те се опитаха да спечелят и да направят кариера. Айнщайновото мнение се е превърнало в един от най-популярните и авторитетни в света.