آلبرت انیشتین - سال معجزه

آلبرت انیشتین

سال معجزه

انیشتین علی رغم داشتن شغل روزانه در دفتر ثبت اختراعات ، بیشتر وقت خود را صرف توسعه نظریه های علمی خود کرد. تا سال 1905 ، او آماده بود تا نظریه های خود را به جهانیان ارائه دهد. وی در آن سال چهار مقاله علمی منتشر كرد كه هر كدام موضوع دیگری را پوشش می دادند ، در یك ژورنال فیزیك به نامسالنامه فیزیک. این مقالات پیشگامانه بود و بنیان فیزیک مدرن بود. مورخان اغلب این انفجار کشف علمی را 'سال معجزه' می نامند.

اثر فوتوالکتریک و کوانتای نوری

اولین مقاله ای که انیشتین در سال معجزه منتشر کرد با عنوان 'از دیدگاه اکتشافی در مورد تولید و تبدیل نور' در این مقاله این ایده مطرح شد كه نور موجی پیوسته نیست ، بلكه از بسته هایی تشكیل شده است كه وی آنها را كوانتا می نامید. بعداً ، اصطلاح 'فوتون' برای توصیف ذرات کوچک نور اینشتین استفاده می شود.

انیشتین این ایده را فقط از هوا بیرون نیاورد ، بلکه او این ایده را از نظریه ها و آزمایش های علمی فعلی که توسط سایر فیزیکدانان انجام شده استنباط کرد. کارهای ماکس پلانک (ثابت پلانک) و همچنین کارهای تجربی در مورد اثر فوتوالکتریک انجام شده توسط فیلیپ لنارد تأثیر زیادی در نظریه انیشتین داشت.

طراحی جلوه فوتوالکتریک
افکت فوتوالکتریک
منبع: Wikimedia Commons




این ایده که نور در کوانتا وجود دارد ، در ابتدا توسط جامعه علمی از جمله اکثر فیزیکدانان بزرگ آن روز رد شد (حتی ماکس پلانک این فرضیه را رد کرد). تا سالها بعد ، یعنی در سال 1919 ، هنگامی که آزمایشات صحت نظریه انیشتین را نشان دادند ، تئوری فوتونها با استقبال گسترده تری روبرو شد. هنگامی که به انیشتین جایزه نوبل در سال 1921 اهدا شد ، کار او در مورد اثر فوتوالکتریک به طور خاص ذکر شد. امروزه فوتون بخشی اساسی از فیزیک مدرن است.

حرکت براونیان

مقاله دوم انیشتین در سال 1905 به اندازه اولین مقاله پیشگامانه نبود ، اما همچنان یک نقطه عطف مهم در تاریخ فیزیک به اثبات رسید. عنوان مقاله بوددر مورد حرکت ذرات کوچک معلق در یک مایع ثابت ، همانطور که توسط تئوری جنبشی مولکولی گرما مورد نیاز است'

در این مقاله ، انیشتین از حرکت تصادفی مولکول ها برای توضیح حرکت Brownian در مایع استفاده کرد. تا این مرحله ، توضیح حرکت Brownian در مایع یک مانع در تلاش برای اثبات وجود مولکول ها و اتم ها بود. با استفاده از فیزیک آماری ، انیشتین توانست توضیح دهد که چگونه اثرات تصادفی کوچک میلیون ها مولکول ریز می تواند باعث حرکت ذره ای بزرگتر شود (به عنوان مثال حرکت Brownian). این مقاله نه تنها وجود مولکول ها و اتم ها را اثبات کرد ، بلکه اهمیت فیزیک آماری را در علم نیز به اثبات رساند.

نمودار کد شده رنگی Brownian Motion
نمودار نشان دهنده انتشار ذرات براونی
منبع: ترمودینامیک آماری Nonequilibrium


نسبیت خاص

مقاله سوم اینشتین در سال 1905 با عنوان 'در مورد الکترودینامیک اجسام متحرک' این مقاله بعداً به عنوان نظریه نسبیت خاص انیشتین شناخته می شود. در این مقاله با نزدیک شدن سرعت نسبی بین اجسام به سرعت نور ، تغییرات عمده ای در مکانیک فیزیک معرفی شد. نتایج نظریه انیشتین چندین مفهوم زمین شکن را ارائه داد از جمله این ایده که زمان ، جرم و فضا برای اجسامی که با سرعت های مختلف حرکت می کنند ثابت نیستند.

در این مقاله ، اینشتین فرض کرد که سرعت نور ، همیشه ثابت است. بر اساس سرعت نسبی ناظر و منبع نور تغییر نکرد. وی سپس ایده وقایع همزمان را کاوش کرد و نتیجه گرفت که وقایعی که به طور همزمان برای یک ناظر به نظر می رسند ممکن است برای ناظر دیگر به طور همزمان به نظر نرسند. برخلاف بسیاری از مقالات علمی ، انیشتین نظریه جدید خود را با توصیف آزمایشات فکری و نه ریاضیات پیچیده توضیح داد. وی برای نشان دادن نحوه کار نظریه خود از مثال مسافرت با قطار در مقابل ایستاده روی سکو استفاده کرد.

انیشتین همچنین ادعا کرد که 'اتر' مرموزی که دانشمندان صدها سال در تلاش بودند آن را تعریف کنند وجود ندارد. این شاید امروزه پیشگامانه به نظر نرسد ، اما مفهوم 'اتر' ایده مهمی در فیزیک در آن زمان بود. کنار گذاشتن ایده 'اتر' جمله جسورانه ای بود و روند فیزیک را تغییر داد.

پرتره هندریک لورنتس
انیشتین از کارهای فیزیکدان هلندی استفاده کرد
هندریک لورنتز در تعریف نسبیت خاص

منبع: کتابخانه سلطنتی


برابری انرژی جمعی

مقاله آخر سال معجزه انیشتین با عنوان 'آیا اینرسی یک بدن به محتوای انرژی آن بستگی دارد؟در این مقاله یکی از معروف ترین معادلات علمی تاریخ معرفی شده است: E = mcدو. در این مقاله برخی از مفاهیمی که انیشتین برای اولین بار در مقاله خود درباره نسبیت خاص ارائه داد استفاده شد. این نشان داد که جرم یک جسم اندازه گیری میزان انرژی جسم است. اساساً جرم و انرژی یک چیز بودند.

این ایده و معادله معروف انیشتین پیامدهای عظیمی داشت. این معادله نشان داد که حتی مقدار کمی جرم حاوی مقادیر زیادی انرژی است. اگر به معادله انیشتین نگاه کنید می بینید که انرژی (E) برابر است با جرم (متر) برابر مربع سرعت نور (c). سرعت نور (c) یک مقدار ثابت و زیاد است (تقریباً 300000 کیلومتر در ثانیه یا 186000 مایل در ثانیه). بنابراین ، حتی مقدار کمی از جرم در c ضرب می شوددوقرار است انرژی زیادی داشته باشد. این ایده در نهایت منجر به بمب اتمی و انرژی هسته ای شد.

انیشتین
فرمول معروف انیشتین E = mc2
نویسنده: درک جنسن


حقیقت جالب

انیشتین همچنین پایان نامه خود را ارائه دادتعیین جدیدی از ابعاد مولکولیدر طی سال 1905 موفق به دریافت دکترای فیزیک از دانشگاه زوریخ شد.



مطالب بیوگرافی آلبرت انیشتین
  1. بررسی اجمالی
  2. انیشتین بزرگ شدن
  3. آموزش ، اداره ثبت اختراعات و ازدواج
  4. سال معجزه
  5. نظریه نسبیت عام
  6. شغل علمی و جایزه نوبل
  7. ترک آلمان و جنگ جهانی دوم
  8. اکتشافات بیشتر
  9. زندگی و مرگ بعد
  10. نقل از آلبرت انیشتین و کتابشناسی
>> مخترعین و دانشمندان

سایر مخترعین و دانشمندان:
الکساندر گراهام بل
راشل کارسون
جورج واشنگتن کارور
فرانسیس کریک و جیمز واتسون
ماری کوری
لئوناردو داوینچی
توماس ادیسون
آلبرت انیشتین
هنری فورد
بن فرانکلین
رابرت فولتون
گالیله
جین گودال
یوهانس گوتنبرگ
استیون هاوکینگ
آنتوان لاووازیه
جیمز نایسمیت
آیزاک نیوتن
لویی پاستور
برادران رایت


آثار ذکر شده