Albert Einstein gilt als Genie und gilt als einer der größten Denker der Welt. Obwohl er nicht für Erfindungen bekannt ist, wie bei Thomas Edison oder Nikola Tesla, sind Einsteins Theorien und Ideen in Bezug auf die Physik weiterhin von BedeutungEinfluss heute.
Er verbrachte einen Großteil seines Lebens damit, Relativitätstheorien zu erforschen, Raum, Zeit, Materie und Energie zu untersuchen. Was waren also die wichtigsten Theorien von Albert Einstein? Wenn wir auf diesen innovativen Denker zurückblicken, sind hier einige der wichtigsten von Albert EinsteinErfolge.
1. Quantentheorie des Lichts
Einstein schlug seine Theorie des Lichts vor und stellte fest, dass alles Licht aus winzigen Energiepaketen besteht, die Photonen genannt werden. Er schlug vor, dass diese Photonen Teilchen waren, aber auch wellenartige Eigenschaften hatten, eine damals völlig neue Idee.
Er verbrachte auch einige Zeit damit, die Emission von Elektronen aus Metallen zu skizzieren, die von großen elektrischen Impulsen wie Blitzen getroffen wurden. Er erweiterte dieses Konzept des photoelektrischen Effekts, das wir später in diesem Artikel diskutieren werden.
2. Spezielle Relativitätstheorie
In Einsteins Studien bemerkte er Inkonsistenzen der Newtonschen Mechanik in ihrem Verhältnis zum Verständnis des Elektromagnetismus, insbesondere zu Maxwells Gleichungen. In einem im September 1905 veröffentlichten Artikel schlug er eine neue Denkweise über die Mechanik von Objekten vor, die sich dem nähernLichtgeschwindigkeit.
Dieses Konzept wurde als Einsteins Spezielle Relativitätstheorie bekannt. Es veränderte das damalige Verständnis der Physik.
Einsteins Offenbarung war, dass Beobachter in relativer Bewegung die Zeit unterschiedlich erleben. Er erkannte, dass es möglich ist, dass zwei Ereignisse gleichzeitig aus der Perspektive eines Beobachters auftreten, aber aus der Perspektive des anderen zu unterschiedlichen Zeiten auftreten. Und beide Beobachter würden es seinrichtig.
Das Verständnis der speziellen Relativitätstheorie kann etwas schwierig sein, aber wir werden es auf eine einfache Situation reduzieren.
Er begann mit der Idee, dass sich Licht immer mit einer konstanten Geschwindigkeit von 300.000 km / s bewegt, und fragte, was mit unseren Vorstellungen von Raum und Zeit passieren würde, wenn dies der Fall wäre.
Stellen Sie sich nun vor, Sie haben wieder einen Beobachter, der im Vorbeifahren eines Zuges auf einem Bahndamm steht, und jedes Ende des Zuges wird von einem Blitz getroffen, gerade als der Mittelpunkt des Zuges den Beobachter passiert. Weil der BlitzStreiks sind gleich weit vom Beobachter entfernt, ihr Licht erreicht sein Auge im selben Moment. Der Beobachter würde also sagen, dass die beiden Streiks gleichzeitig stattgefunden haben.
Es gibt jedoch einen anderen Beobachter im Zug, der genau in der Mitte sitzt. Da sich der Zug bewegt, muss das vom Blitz im Heck kommende Licht weiter wandern, um aufzuholen, sodass es diesen Beobachter später als erreichtdas Licht kommt von vorne. Dieser Beobachter würde zu dem Schluss kommen, dass das vor ihm tatsächlich zuerst passiert ist. Und beide Beobachter wären korrekt.
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Einstein stellte fest, dass Bewegung durch den Raum auch als Bewegung durch die Zeit betrachtet werden kann. Im Wesentlichen beeinflussen sich Raum und Zeit gegenseitig, beides relative Konzepte in Bezug auf die Lichtgeschwindigkeit.
3. Avogadro-Nummer
Für alle, die es durch einen Chemieunterricht an der High School geschafft haben Avogadro-Nummer klingelt möglicherweise.
Während Einstein an der Entwicklung seines mathematischen Modells zur Erklärung der Brownschen Bewegung, der unregelmäßigen Bewegung von Partikeln in einer Flüssigkeit, arbeitete, arbeitete er auch hat die Existenz von Atomen bewiesen und den Grundstein für die Berechnung der Avogadro-Zahl, der Anzahl der Atome in einem Mol Molekül oder eines Elements gelegt.
Einsteins Arbeit zur Brownschen Bewegung deutete auf die Existenz winziger nicht unterscheidbarer Teilchen hin. Diese Theorie wurde später von Jean Perrin bewiesen, der Experimente mit einem hochpräzisen Mikroskop durchführte, um Einsteins mathematische Arbeit zu verifizieren. Dies ermöglichte es Perrin, die Avogadro-Zahl zu berechnen und die Existenz zu beweisenvon Atomen - für die er die erhielt Nobelpreis 1926 .
4. Das Bose-Einstein-Kondensat
1924 erhielt Einstein eine Arbeit des Physikers Satyendra Nath Bose. In dieser Arbeit wurde eine detaillierte Sichtweise auf Lichtphotonen als Gas erörtert. Einstein verallgemeinerte Boses Theorie auf ein ideales Gas aus identischen Atomen oder Molekülen, für das die Anzahl der Partikel erhalten bleibt.
Einstein arbeitete mit Bose zusammen erweitern Sie diese Idee auf Atome was zu einer Vorhersage für einen neuen Materiezustand führte: das Bose-Einstein-Kondensat. Das erste Beispiel für diesen Zustand wurde 1995 hergestellt.
Er sagte auch voraus, dass die Partikel bei ausreichend niedrigen Temperaturen im niedrigsten Quantenzustand des Systems miteinander verbunden werden würden. Dieses Phänomen wird als Bose-Einstein-Kondensation bezeichnet.
A Bose-Einstein Kondensat ist im Wesentlichen eine Gruppe von Atomen, die sehr nahe am absoluten Nullpunkt abgekühlt sind. Wenn sie diese Temperatur erreichen, bewegen sie sich kaum relativ zueinander. Sie beginnen sich zu verklumpen und treten in genau dieselben Energiezustände ein. Dies bedeutet, dassAus physikalischer Sicht verhält sich die Gruppe der Atome so, als ob sie ein einzelnes Atom wären.
Wir wissen jetzt, dass dies nur für „Bosonen“ geschieht - Partikel mit einem Gesamtspin, der ein ganzzahliges Vielfaches von ist h , die Planck-Konstante geteilt durch 2 pi.
5. Allgemeine Relativitätstheorie
1916 veröffentlichte Einstein sein G allgemeine Relativitätstheorie . Dieses Papier verallgemeinert die Konzepte der Speziellen Relativitätstheorie und des Newtonschen Gesetzes der universellen Gravitation und beschreibt die Schwerkraft als eine Eigenschaft von Raum und Zeit. Diese Theorie hat uns geholfen zu verstehen, wie die großräumige Struktur des Universums aufgebaut ist.
Die Theorie der Allgemeinen Relativitätstheorie kann so erklärt werden :
Newton half bei der Quantifizierung der Schwerkraft zwischen zwei Objekten als Zerren zweier Körper, unabhängig davon, wie massiv jeder ist oder wie weit sie voneinander entfernt sind.
Einstein stellte fest, dass die Gesetze der Physik für alle nicht beschleunigenden Beobachter konstant bleiben, dass die Lichtgeschwindigkeit konstant ist, egal wie schnell sich der Beobachter bewegt. Er stellte fest, dass Raum und Zeit miteinander verwoben waren und dass Ereignisse, die gleichzeitig auftreten, fürEin Beobachter könnte zu einem anderen Zeitpunkt für den nächsten auftreten.
Dies führte zu seiner Theorie, dass massive Objekte im Raum die Raumzeit verzerren könnten.
Einsteins Vorhersagen haben modernen Physikern geholfen, Schwarze Löcher und Gravitationslinsen zu untersuchen und zu verstehen.
6. Der photoelektrische Effekt
Einsteins Theorie der Photoelektrischer Effekt diskutiert die Emission von Elektronen aus Metall, wenn Licht darauf scheint, wie wir bereits angedeutet haben. Wissenschaftler hatten dieses Phänomen beobachtet, konnten den Befund jedoch nicht mit Maxwells Wellentheorie des Lichts in Einklang bringen.
Seine Photonentheorie half beim Verständnis dieses Phänomens. Er vermutete, dass beim Auftreffen von Licht auf ein Objekt Elektronen emittiert werden, die er als Photoelektronen betrachtete.
Dieses Modell bildete die Grundlage dafür, wie Solarzellen Arbeitslicht bewirkt, dass Atome Elektronen freisetzen, die einen Strom erzeugen und so Elektrizität erzeugen.
7. Wellen-Teilchen-Dualität
Albert Einsteins Arbeit zur Entwicklung der Quantentheorie war eine der wirkungsvollsten, die er jemals erreicht hat. Während seiner frühen Karriere bestand Einstein darauf, dass Licht als beides behandelt werden sollte eine Welle und ein Teilchen Mit anderen Worten, Photonen können sich gleichzeitig als Teilchen und als Wellen verhalten. Dies wurde als Welle-Teilchen-Dualität bekannt.
Er wird zitiert, um dies zu diesem Thema zu sagen, " Wir stehen vor einer neuen Art von Schwierigkeit. Wir haben zwei widersprüchliche Bilder der Realität; getrennt erklärt keiner von ihnen die Phänomene des Lichts vollständig, aber zusammen tun sie es. "
Wenn wir über alle Arbeiten von Einstein nachdenken, müssen wir auch berücksichtigen, wie sie diejenigen beeinflusst haben, die nach ihm kamen. Einsteins Arbeiten haben die fortgeschrittene moderne Quantenmechanik, das Modell der physikalischen Zeit, das Verständnis von Licht, Sonnenkollektoren und beeinflusstsogar moderne Chemie. Er stellte unerbittlich die Welt um sich herum in Frage. Das machte ihn großartig, seine unendliche Neugier auf die Welt.
Das Wichtigste ist, nicht aufzuhören zu fragen. "Neugier hat seinen eigenen Grund zu existieren", bemerkte Einstein. Albert Einsteins Leistungen haben unser Verständnis der Physik, wie wir sie heute kennen, eindeutig beeinflusst.