Albert Einstein – život a dielo

Obsah prezentácie:

• život Alberta Einsteina• prínos Einsteina do fyziky

- fotoelektrický jav- Brownov pohyb- všeobecná a špeciálna teória

relativity

Životopisné údaje

Štúdium a mladosť

• narodil sa 14. marca 1879 v Ulme• navštevoval katolícku ľudovú školu• 1888 – Lutipold-Gymnasium• predčasne opúšťa školu• uchádza sa o miesto na Zürišskej

Polytechnike

Zamestnanie

• švajčiarsky patentový úrad• 1903 – oženil sa s Milevou• 1905 (annus mirabilis) – 4 články:

Brownov pohyb, fotoelektrický jav, špeciálna teória relativity a ekvivalencia hmotnosti a energie

• 1915 – všeobecná teória relativity

Po prvej svetovej vojne

• 1919 – rozvod s Milevou, oženil sa s Elsou Löwenthalovou

• 1921 – Nobelova cena (fotoel. jav)• 1933 – Hitler sa dostáva k moci

– emigroval do Princetonu, USA• 1939 – Einstein-Szilárdov list Roosveltovi• 18. apríl 1955 – zomrel v Princetone

Prínos Einsteina do fyziky

Oblasti prác

• problémy štatistickej mechaniky (1902)• fotoelektrický jav (1905)• špeciálna teória relativity (1905)• Brownov pohyb (1905)• všeobecná teória relativity (1915)• relativistická kozmológia (1917)• teória jednotného poľa (1923)

Fotoelektrický jav

• prvé pozorovanie – Hertz (1887)• ožarovanie zinkovej platne UV žiarením• Thomson (1899), Tesla (1901), Lénárd (1902)• uvoľnovanie elektrónov z mriežky kovu pri

dopade fotónov• rovnica popisujúca fotoelektrický jav

0EhfEk

• ich energia nezávisí od intenzity žiarenia, ale od frekvencie

• zvýšením intenzity sa iba zvýši množstvo elektrónov

• charakteristická frekvencia – minimálna frekvencia žiarenia, ktoré je schopné vypudiť elektróny

• využitie: solárne články, CCD snímače, fotoelektrónová spektroskopia

• demonštrácia: pokus s elektrometrom, elektrostatická levitácia na povrchu Mesiaca

Brownov pohyb

• Ingenhausz (1785), Brongniart (1827)• „prvé“ pozorovanie – R. Brown (1827)• chaotický pohyb peľu vo vode• matematicky ho popísali Thiele (1880) a

Bachelier (1900)• fyzikálnu teóriu odvodili až Einstein a

Smoluchowski (1905)• empirickými pozorovaniami potvrdil teóriu

Perrin

• matematický popis – Wienerov proces• skladá sa z nekonečne malého priblíženia

náhodnej prechádzky• Langevinova rovnica (časový vývoj):

• rovnica pre difúziu (kratší časový interval)

)()(dd tBFt

mm vxva

trrDt

,,

• základ Einsteinovho fyzikálneho popisu:

• určuje mieru pohybu častice• využitie: výpočet Avogadrovej konštanty, relatívnych

molekulových hmotností• „Feynmanov rapkáč“ – perpetuum mobile

aNRTD6

Špeciálna teória relativity

• Galileove transformácie, absolútny priestor• problém pri vysokých rýchlostiach• Michelsonov-Morleyho experiment (1887)• Lorentzove transformácie• rovnaké vzťahy, ale inak, odvodil Einstein

a dal im dôležitý fyzikálny význam

• dva základné princípy:– Fyzikálne zákony majú rovnaký tvar vo

všetkých inerciálnych sústavách.– Rýchlosť svetla vo vákuu má rovnakú veľkosť

vo všetkých inerciálnych sústavách.• dôsledky: dilatácia času, kontrakcia dĺžky,

relativistická hmotnosť• Lorentzov faktor

• paradox dvojčiat

1

2

2

1

cv

Všeobecná teória relativity

• rozšírenie špeciálnej• dva základné princípy:

– Všetky vzťažné sústavy sú rovnocenné pre popis fyzikálnych dejov.

– Gravitačné a zotrvačné sily majú rovnakú fyzikálnu podstatu a platia pre ne rovnaké základné sústavy.

• druhý princíp – experimentálne práce Eötvösa, Zemana, Dickeho

• popisuje štruktúru priestoročasu a jeho interakciu s gravitačným poľom

• dôsledky: stáčanie priamky apsíd, červený posun, zakrivenie svetelného lúča

• rovnica metriky priestoročasu:

• kozmologické dôsledky, člen s lambdou zavedený kvôli statickosti vesmíru

• Einstein to neskôr označil za svoj najväčší omyl

Ďakujeme za pozornosť

Lenka Lietavcová, Tomáš Szaniszlo, 3.F