Доклад: Принцип относительности Эйнштейна. Эйнштейн реферат по физике

Доклад - Альберт Эйнштейн - Физика

Муниципальное образовательноеучреждение средняя общеобразовательная школа № Рефератпо физикена тему:“Альберт Эйнштейн”Выполнил:

Проверила:

г. Челябинск, 2007

Эйнштейн вырос в свободомыслящеймелкобуржуазной семье, чьи предки из поколения в поколение жили в Швабии(юго-западная часть Германии). По происхождению они были евреями, нобезразлично относились к религии. Жизнь семьи была сносной, хотя и беспечной,но они никогда не были так бедны, как Уэллсы илиРезерфорды.

В детстве Эйнштейн не был особенноспособным ребенком. Он казался отсталым (как и Черчилль), поздно началговорить. Все это кажется несколько странным, особенно для будущего математика.Как правило, математические способности проявляются в очень раннем возрасте.Многие из выдающихся математиков уже задавали вопросы о больших или бесконечнобольших числах, когда им не было и трех лет (рассказы об этом вполне достоверны,скажем, в отношении Харди и Дирака). Я лично наблюдал за одним действительноталантливым юным математиком, которому было четыре года. И я полагаю, чтотеперь, когда начали внимательно изучать этот ярко выраженный и особенныйталант, мы будем знать, есть ли у ребенка математические способности, еще дотого, как он научился читать.

Итак, в детстве Эйнштейн не проявлялматематических способностей, но не следует думать, что он был вовсе лишен их.Они просто не обнаруживались в раннем возрасте. С десяти лет в нем стализаметны признаки быстрого развития, но это было быстрое развитие не интеллекта,а характера.

Его родители, которые вполне моглибыть и католиками, если бы они вообще были верующими, отдали сына вкатолическую начальную школу. Он отнесся к ней равнодушно. Десяти лет егоопределили в одну из гимназий Мюнхена. Ее он возненавидел по тем же причинам,по которым ненавидел и в семьдесят лет: гимназия была пропитана милитаристскимдухом, а ему раз и навсегда, на всю жизнь, стал ненавистен немецкий милитаризм.Дети маршировали, учителя рявкали — это была не школа, а казарма. Уже в десятьлет он отвергал всякую муштру. Он приходил в ужас от принуждения в любом видеили в любой форме — физической, эмоциональной или умственной. Zwang. Знаю лия это немецкое слово, спросил он у меня, когда мы говорили об английскихнравах. Так вот, в мюнхенской гимназии он впервые ополчился на этот Zwang.

Zwang

— насилие (нем.).

В десять лет он, казалось, с такой жеуверенностью полагался на свой разум, как и в семьдесят. В детстве у него былпериод религиозного настроения. Но недолго. Очень скоро в центре его вниманиястал разум, и в двенадцать лет он исповедовал нечто вроде космической религииневерующего, которая сохранилась у него на всю жизнь. Но он так часто произносилслово «бог», что вводил этим людей в заблуждение. Ребенком ондействительно пережил глубокое религиозное чувство, но когда потом говорил обоге, то вовсе не имел в виду то, что под этим понимали верующие. «Я верю в бога Спинозы, которыйраскрывается в гармонии всего сущего, а не в того бога, который управляетсудьбами и поступками людей», — говорил он уже в зрелом возрасте.

В ранней юности он сам пришел к этомуумозаключению, когда был еще скромным учеником мюнхенской гимназии. С такой жесамостоятельностью он решил, чем он будет заниматься. У него были хорошие — ноне больше того — успехи в физике и математике. Но он не выносил большинствашкольных предметов и вовсе не хотел преуспевать в них. В этом он весьмаотличался от многих одаренных мальчиков и почти от всех будущих ученых. Вшкольные годы Резерфорд, например (он тоже был творчески самобытным человеком),учился всему тому, чему его учили, и учился отлично. Харди не любил свою школув Уинчестере, но он стремился проявить себя, чтобыполучить награду и стипендии в Тринити-колледже. Для Эйнштейна соревнованиеничего не значило, оно не соблазняло его. Здесь снова можно заметить духовноесходство с молодым Черчиллем, не способным или не желающим проявить прилежаниев школе. Только написание английских эссе доставляло ему радость.

Отец Эйнштейна был неудачнымкоммерсантом. В Мюнхене дела у него шли плохо, и он переехал в Милан, где сталоеще хуже. Сына, которому тогда было пятнадцать лет, родители оставили вМюнхене, чтобы он окончил гимназию. Разлука с семьей мало повлияла на мальчика,уже отличавшегося независимым умом, но, оставшись один, он в эти шесть месяцевпринял окончательное решение.

Приехав в Милан, он объявил своерешение родным, которые, по-видимому, одобрили его. Во-первых, он решил броситьмюнхенскую гимназию, которую ненавидел, и не сдавать выпускных экзаменов,которые презирал. Во-вторых, порвать с еврейской общиной, в которой он ещеформально состоял. И в-третьих, самое тяжелое, отказаться от немецкогоподданства. Он решил не иметь обязательств, которые были бы ему навязаны. Егоуверенность в себе была безграничной. Он полагался только на самого себя.

В результате он сразу же провалился навступительных экзаменах в Политехнический институт в Цюрихе. Он хотел поступитьтуда, чтобы стать инженером-электриком, что выглядит несколько странно в светелегенды о его непрактичности. На самом же деле о непрактичности Эйнштейна можноговорить ничуть не больше, чем о рассеянности Харди, но шаблонные представлениятрудно искоренить.

Хотя отец Эйнштейна не мог найтиденег, лучшие члены семьи Эйнштейнов, разбросанные повсей Европе, решили, что получить образование.в Цюрихе действительно неплохо,и были готовы наскрести деньги на обучение молодого Эйнштейна. И ужнеудивительно, что он сдал вступительные экзамены по тем предметам, которыеизучал, и провалился по остальным.

Итак, молодой Эйнштейн, уже достигшийтакой степени зрелости, какую не встретишь у многих людей почтенного возраста,вынужден был провести один год в швейцарской кантональной школе. Затем онперебирается в Цюрих и поступает на педагогический факультет Политехникума,желая теперь стать учителем физики. Естественно, он тут же сталкивается с темже Zwang, с которым не в силах мириться. Не то, чтобыему не нравилась Швейцария, которую он считал цивилизованной и демократическойстраной. Нет, на этот раз Zwang — это экзамены. Онитак подавляют и сковывают его ум, что в течение целого года по окончанииинститута Эйнштейн не хочет заниматься научными проблемами.

Швейцарская кантональная школа

— В Швейцарии нет единой системы народного образования, и каждыйкантон имеет свое школьное законодательство и управление; общим для всехкантонов является обязательное обучение детей от 6—7 до 15—16 лет; начальнаяшкола бывает 7—9-летняя и состоит из двух ступеней.

Впрочем, в институте ему оченьповезло. Он учился у Минковского, выдающегосяученого, который после опубликования первых эйнштейновских работ признал, чтоученик намного превзошел его (хотя учился Эйнштейн с ленцой). Цюрихский Политехникум был хорошим учебным заведением, иобщий уровень преподавания был там достаточно высоким. У Эйнштейна появилисьдрузья, которые восторгались им, как высшим существом. В Цюрихе Эйнштейн,вероятно, находился в таких же благоприятных условиях, как и Харди в Кембридже.

Словом, Эйнштейн получил диплом, ностал безработным. Одно время казалось, что ему никогда не найти себе работы.Раза два удалось временно устроиться преподавателем. Пока он учился, родителипомогали ему, а теперь они ожидали, что он сам будет зарабатывать себе нажизнь. У Эйнштейна был единственный поношенный костюм (с этим он легко мирился)и маловато еды (с чем примириться было куда труднее). Ему помог верный илюбящий друг Марсель Гроссман, впоследствии самставший видным ученым. Он уговорил своего отца, состоятельного швейцарскогопромышленника, куда-нибудь устроить Эйнштейна.

В Берне, вскоре после поступления наработу в патентное бюро, он женился. Об этом браке и о его первой женесуществуют противоречивые свидетельства. Сербская девушка МилеваМарич, ставшая его первой женой, училась вместе с нимв Цюрихе и была на четыре года старше его. Вот, пожалуй, и все, что о нейдостоверно известно. Большинство швейцарских знакомых Эйнштейна считали ееугрюмой, малоодаренной, хотя она, вероятно, просто была скрытным, меланхоличнымчеловеком. Ни то ни другое нельзя считать привлекательным, но иные источникиговорят о ее чисто славянском отношении к жизни и очаровательной беззащитности.

Эйнштейну было двадцать шесть лег,когда у него родился первый сын. К этому времени он уже избавился от горькойнужды и, продолжая работать в патентном бюро, опубликовал (в 1905 году) в«Анналах физики» пять научных статей. Среди них три работыпринадлежат к числу величайших в истории физики.

В одной, очень просто написанной,давалось квантовое объяснение фотоэлектрического эффекта — за эту работу черезшестнадцать лет он был удостоен Нобелевской премии.

Другая рассматривала так называемоеброуновское движение, иначе говоря, беспорядочные колебания мельчайших частиц,находящихся во взвешенном состоянии в жидкости. Эйнштейн показал, что движениеэтих частиц подчиняется конкретному статистическому закону. Это было похоже нафокус иллюзиониста: то, что казалось загадочным и почти чудесным, становилосьпредельно простым и понятным после объяснения. Если раньше кто-либо из физиковмог сомневаться в реальном существовании молекул и атомов, то теперь статьяЭйнштейна давала почти прямое доказательство этому. Самое убедительноедоказательство, о котором мог мечтать теоретик!

Третья статья излагала специальнуютеорию относительности, соединявшую в одно целое материю, пространство и время.

Между тем семейная жизнь у него неладилась. Никто не может сказать, как глубоко это повлияло на него. К томувремени, когда он переехал в Прагу, семейный разлад все более углублялся.Вообще его пребывание в Праге было не из самых приятных. Приглашенный вПражский университет на должность профессора, Эйнштейн становится чиновникомимперии Габсбургов. При назначении на должность требовалось, чтобы он объявил освоей религиозной принадлежности. Эйнштейн давно.и окончательно порвал севрейской общиной, но в Австрии был силен антисемитизм, и это было достаточнымоснованием для него, чтобы заявить о своем происхождении.

Эйнштейн не падал духом, и по-прежнемугромко звучал его смех. До нас дошли трогательные рассказы о его игре наскрипке в одном из литературных салонов Праги, где велись споры о Kанте, Гегеле и Фихте и исполнялась камерная музыка. Тамчасто бывал не известный еще в те времена Франц Кафка, но вряд ли они когда-нибудьговорили друг с другом. Между ними было мало общего.

Но и в атмосфере милитаристского угараему удалось обрести покой и в личной жизни, и в творчестве. Во всяком случае,он был счастлив, переехав в Берлин, где он встретился со своим дядей и егодочерью Эльзой, которая недавно развелась посленеудачного замужества. Быть может, он полюбил ее, но нам трудно судить об этом.Мы знаем лишь, что после развода с Милевой Марич он женился на Эльзе.Нетребовательная, жизнерадостная, умеющая распознавать людей, она всю жизньограждала его от житейских неприятностей. В отличие от первой жены, котораяизучала математику, Эльза ничего не понимала вработах Эйнштейна. Это был один из тех браков, какие нередко бывают у великихученых: он давал Эйнштейну свободу и оставлял наедине с самим собой. До встречис Эльзой у него был период спада в научной работе.Почти сразу после женитьбы он стал работать с особой энергией и достигнебывалого творческого подъема.

Общая теория относительности былаопубликована в 1916 году, и, как только с ней познакомились в Англии (куда онадошла, преодолев рогатки, воздвигнутые войной), наши ученые пришли кзаключению, что она почти безоговорочно верна. «Это величайшее открытие в науке со времен Ньютона», — заявили они. На основании этой теории Эйнштейном было сделано, в частности,предсказание, которое могло быть сразу же проверено астрономами. В своей статьеон просил их произвести эту проверку. Английские астрономы решили это сделать.В марте 1917 года они объявили, что 29 мая 1919 года, когда произойдет полноесолнечное затмение, должна быть произведена решающая проверка общей теорииотносительности.

Все это дела давно минувших дней.Проверка, конечно, дала требуемое подтверждение.

Как только была опубликована общаятеория относительности (а слава пришла к Эйнштейну еще до ее подтверждения), онзанял в общественной жизни такое положение, какое вряд ли займет в будущемдругой ученый. Никто, собственно, не знает, почему, но он вошел в общественноесознание всего мира, став живым символом науки и властителем дум двадцатоговека. Казалось, что люди снова хотят возвеличить человеческий разум и изгладитьиз памяти ужасы войны. Благоговея перед Эйнштейном, они, в сущности, непонимали значения того, перед чем они благоговели. Но как бы то ни было, ониверили, что перед ними существо высшего порядка.

Эйнштейн всегда более трезво, чембольшинство его коллег, оценивал политическую обстановку в Германии. Он видел,как под поверхностью Веймарской республики бродят темные силы. Как только Гитлерпришел к власти, Эйнштейн гораздо быстрее многих политических деятелей понял,что ожидает мир в будущем. Значит, следовало расстаться с надеждами намеждународный пацифизм. Эйнштейну было ясно, что нацистская империя должна бытьуничтожена, и он открыто выступал против Гитлера.

Его не было в Германии, когда Гитлерстал канцлером. Эйнштейн был смелым человеком, но он понимал, что если онвернется в Германию, то фашисты убьют его. Большую часть 1933 года он прожил вмаленьком фламандском приморском городке Ден-Хаан (Кок-сюр-Мер). Там он основал своего рода интеллектуальныйдвор для беженцев. Ден-Хаан стал временной столицейгерманоязычного научного мира. Между прочим, это самое милое местечко напобережье Фландрии, где был приятный обычай называть улицы в честь великихлюдей. У них были улицы Шекспира, Данте, Рембрандта и так далее. Но они неназвали ни одну улицу именем своего наиболее выдающегося жителя.

Последние годы жизни Эйнштейнпостоянно болел. Его мучила болезнь кишечника, печени и под конец тяжелоезаболевание аорты. Он был лишен житейских удобств, часто страдал от остройболи, но оставался приветливым и спокойным, не обращая внимания на свою болезньи приближение смерти. И продолжал работать. Смерть он встретил спокойно. «Свою задачу на земле я выполнил»,- сказал он безо всякого сожаления.

В то воскресенье ночью на столике уего кровати лежала рукопись. В ней были новые уравнения, приводящие к единойтеории поля, которую он никак не мог завершить. Он надеялся, что завтра боли утихнути он сможет поработать над рукописью. Но на рассвете произошло прободениестенки аорты, и он умер.

www.ronl.ru

Дипломная работа - Биография Альберта Эйнштейна

Когда посетители знаменитого учёного видели в его домашнем кабинете (небольшой телескоп, они не могли не спросить, для чего он предназначен. Эйнштейн обычно отвечал: «Нет, это не для звёзд. Телескоп принадлежал бакалейщику, ранее жившему рдесь. Приятная вещь. Я его берегу, как игрушку». Конечно, Эйнштейну доводилось бывать на крупнейших обсерваториях мира и видеть лучшие телескопы, но его «инструментом» было теоретическое мышление, а не астрономическая труба.

Альберт Эйнштейн — один из величайших мыслителей всех времён. В детские годы будущая гениальность Эйнштейна внешне никак не проявлялась. Альберт рос тихим, замкнутым ребёнком; он редко играл с другими детьми, долго учился говорить и в семилетнем возрасте мог лишь повторять короткие фразы. Но ещё в пятилетнем возрасте на него произвёл неизгладимое впечатление компас, подаренный ему отцом. Способность стрелки показывать направление на север и на юг заворожило его своей загадочностью и необъяснимостью на основе обыденных представлений. В 12 лет он был пленён красотой математической логики, прочитав случайно попавшуюся ему книгу по евклидовой геометрии. Способности к логическому мышлению Альберт унаследовал от отца, а склонность к музыке — от матери. Со временем он научился неплохо играть на рояле и на скрипке.

Альберт Эйнштейн родился 14 марта 1879 г. в баварском городе Ульме. Его отец Герман Эйнштейн был владельцем магазина электротехнических товаров. Вскоре после рождения Альберта семья переехала в столицу Баварии — Мюнхен. В этом городе он поступил в гимназию. В то время в немецких учебных заведениях царили зубрёжка и принудительное натаскивание.

Однако из Эйнштейна сделать послушное «стадное животное» было невозможно. Он с жадностью читал научно-популярную литературу, по-своему осмысливая явления общественной жизни: «Следствием этого было моё прямо-таки фанатическое свободомыслие, соединённое с выводами, что государство умышленно обманывает молодёжь; это был потрясающий вывод». Не меньше, чем теория относительности, известен афоризм Эйнштейна: «Лишь немногие в состоянии спокойно высказывать мнения, расходящиеся с предрассудками окружающей среды; большинство же людей вообще неспособно прийти к такого рода мнениям».

Как-то в гимназии к Альберту подошёл классный наставник и сказал:

«Мне хотелось бы, чтобы Вы покинули нашу школу!». Изумлённый Альберт ответил: «Но ведь я ни в чём не провинился!». «Да, это верно, — перебил его учитель, — но одного Вашего присутствия в классе достаточно, чтобы полностью подорвать уважение к учителям».

Неудивительно, что, как только представилась возможность, ранней весной 1895 г. 16-летний Альберт покинул гимназию и направился в Милан, где к тому времени обосновались его родители. Они не были очень обрадованы, когда сын прибыл к ним без аттестата о среднем образовании и даже без паспорта.

Альберт попытался поступить в Политехникум, федеральное высшее

политехническое училище в Цюрихе, известное своим высоким уровнем преподавания в области естественных наук. Однако он не сдал вступительные экзамены. Несмотря на обширные познания в области математики и физики, Эйнштейн провалился на экзаменах по иностранным языкам и истории.

По совету ректора Политехникума Альберт поступил в выпускной класс кантональной школы в Аарау. Какой разительный контраст почувствовал он по сравнению с немецкой гимназией! «Эта школа произвела на меня неизгладимое впечатление своим либеральным духом, а также скромностью и серьёзностью педагогов, которым помогал в работе подлинный, а не дутый авторитет. Сравнение с шестилетним пребыванием в немецкой гимназии, где царила авторитарность, отчётливо показало мне, насколько воспитание, основанное на свободе действий и чувства ответственности перед самим собой, совершеннее воспитания, строящегося на муштре, дутом авторитете и честолюбии. Демократия — не пустой звук».

Именно тогда, в школе Аарау, Эйнштейн стал задумываться над вопросами физики, которые впоследствии привели его к созданию специальной теории относительности. Именно тогда, говоря его же словами, он проверял свои умозаключения в «первом детском мысленном эксперименте».

Эйнштейн твердо решил стать преподавателем физики и, сдав в школе выпускные экзамены, в октябре 1896 г. был принят в Политехникум. Здесь Альберт Эйнштейн учился у таких выдающихся математиков, как Адольф Гурвиц и Герман Минковский.

Нельзя не сказать ещё об одном увлечении Эйнштейна — музыке. Он охотно участвовал и в домашнем музицировании, и в любительских концертах. В студенческие годы он стал хорошим скрипачом. Он играл Гендетя и Брамса, Шумана и Шуберта, но его любимыми композиторами всегда оставались Бах и Моцарт. Именно в их произведениях его покоряла та прозрачность и гармония, которую он искал, строя свои теории Вселенной.

Летом 1900 г. Эйнштейн сдал экзамены на получение диплома преподавателя физики. Оценки были не слишком высокими, так что ему не удалось получить место ассистента и вместе с ним — возможность заниматься столь заманчивой для него научной работой. Только через два года по рекомендации друзей он получил постоянную работу экспертом федерального патентного бюро в Берне. Эйнштейн проработал там с 1902 по 1909 г. Он считал это время самым счастливым и плодотворным периодом своей жизни: служебные обязанности оставляли ему достаточно времени для размышлений над научными проблемами.

Наиболее удачным оказался для Эйнштейна 1905 год. В течение него 26-летний физик опубликовал в журнале пять статей, которые представляли собой подлинные шедевры научной мысли. Работа «Об одной эвристической точке зрения на возникновение и превращение света» содержала смелую гипотезу о световых квантах — элементарных частицах электромагнитного излучения, летящих в мировом пространстве наподобие пуль. Гипотеза Эйнштейна позволила объяснить фотоэлектрический эффект: появление тока при освещении вещества коротковолновым излучением. Эффект был открыт в 1886 г. Генрихом Герцем и не укладывался в рамки волновой теории света. За эту работу позднее Эйнштейн был удостоен Нобелевской премии. Ею была открыта новая — квантовая — эпоха в развитии физики. Она создала идейную основу для знаменитой модели атома Резерфорда — Бора, по которой свет излучается и поглощается порциями (квантами), и гениальной концепции «волн материи» Луи де Бройля. Незадолго до того Макс Планк установил, что тепло тоже излучается квантами. Теперь стало ясно, что причина этого — не в излучающих атомах, а в самом свете. Свет обладает как волновыми, так и корпускулярными (от лат. corpusculum — «мельчайшая частица») свойствами. Таким образом был осуществлён гениальный синтез двух, казалось бы, несовместимых точек зрения на природу света, высказанных в своё время Гюйгенсом и Ньютоном.

Статью «К электродинамике движущихся тел» можно рассматривать как введение в специальную теорию относительности — СТО, которая произвела переворот в представлениях о пространстве и времени.

Статья «Зависит ли инерция тела от содержания в нём энергии?» завершает создание релятивистской (от лат. relativus — «относительный») теории. Здесь впервые бьша доказана связь между массой и энергией, в современных обозначениях — Е = mc2. Эйнштейн писал: «… если тело отдаёт энергию Е в виде излучения, то его масса уменьшается на Е/с2… Масса тела есть мера содержащейся в нём энергии».

Это открытие вышло за пределы физики, техники и философии и до сегодняшнего дня косвенно определяет судьбу человечества. Ведь атомная энергия — это не что иное, как превратившаяся в энергию масса.

Появление столь эпохальных работ не принесло Эйнштейну быстрого признания. И хотя с ним переписывались и встречались такие известные учёные, как Макс Планк и Вильгельм Вин, Арнольд Зоммерфельд и Макс Борн, он всё ещё вынужден был продолжать работать в патентном бюро. Только весной 1909 г. Эйнштейна избрали профессором теоретической физики в цюрихском Политехникуме, и он смог уйти из бюро.

Растущее признание Эйнштейна выразилось, наконец, в избрании его членом Прусской академии наук в 1913 г. Он приехал в Берлин в начале 1914 г. Здесь Эйнштейн получил исключительно благоприятные условия для продолжения своей научной работы. Казалось бы, всё складывалось как нельзя благополучно, но через четыре месяца началась Первая мировая война. Шовинистический угар охватил и научные круги Германии. Однако Эйнштейн отказался подписать проникнутый духом лживого «патриотизма» манифест, под которым стояла подпись великого Планка. Во время войны учёный неизменно выступал с позиции последовательного

пацифизма.

Война не прервала научного творчества Эйнштейна. В 1916 г. он опубликовал «Основы общей теории относительности».

Вскоре Эйнштейн понял, что его теория должна определять общую структуру Вселенной. Первая релятивистская космологическая модель мира была представлена им в статье «Вопросы космологии и общая теория относительности» (1917 г.). Вселенная Эйнштейна, устроенная и живущая по законам общей теории относительности (ОТО), статична, неизменна. Она имеет конечную массу, т. е. конечное число звёзд, галактик и конечный объём. К Большой Вселенной приложимы законы неевклидовой геометрии. Её пространство искривлено под действием тяготеющих масс таким образом, что световой луч, выходящий из какой-либо точки, распространяясь по кратчайшей линии в искривлённом трёхмерном пространстве, снова вернётся к своей исходной точке. Вселенная Эйнштейна оказалась замкнутой на себя. Она была конечна, но безгранична, так как не имела ни «стенок», ни пространства «за стенками».

Вся жизнь Эйнштейна была посвящена научным исследованиям. В 1921 г. он получил Нобелевскую премию за «заслуги в области теоретической физики и в особенности за открытие закона фотоэлектрического эффекта». Присуждение этой премии еврею резко подогрело профашистские антисемитские настроения в Германии. Нападки на Эйнштейна усилились, дело дошло даже до угроз убийства. Однако он продолжал активную научную работу, читал много публичных лекций. Он часто путешествовал, способствуя восстановлению международных научных связей, нарушенных мировой войной. Но когда осенью 1932 г. он выехал в США, это оказалось окончательным прощанием с родиной.

В январе 1933 г. к власти пришёл Гитлер. Нацисты планировали исключить еврея Эйнштейна из Прусской академии наук Своим заявлением о выходе из Академии от 28 марта 1933 г. Эйнштейн разрушил этот план. Учёный отказался от германского гражданства и вынужден был поселиться в США Он стал постоянным сотрудником Института высших исследований (англ. Institute for Advanced Study) вПринстоне. В тот период своей научной деятельности он пытался создать единую теорию поля, т.е. теорию, которая объединила бы все существующие физические поля. Долгие годы он продолжал упорно работать, но уровень развития физики в то время не позволил продвинуться так далеко. Сам Эйнштейн говорил о своей теории как о незавершённой.

Живя в Америке, Эйнштейн пристально следил за развитием политической ситуации в Европе. Открытие деления ядра урана его встревожило. В письме, которое 11 октября 1939 г. бьшо передано Президенту США Рузвельту, Эйнштейн обратил внимание на реальную возможность создания ядерного оружия. По его мнению, США должны были как можно скорее создать атомную бомбу, чтобы исключить возможную монополию на её обладание фашистской Германией. Через несколько лет, однако, Эйнштейн решительно осудил американское правительство, когда на японские города Хиросиму и Нагасаки были сброшены атомные бомбы. Незадолго до смерти Альберт Эйнштейн и философ Бертран Рассел обратились с воззванием к правительствам великих держав, в котором они предостерегали человечество от самоуничтожения в атомной войне.

Альберт Эйнштейн скончался в Принстоне 18 апреля 1955 г.

Пожалуй, будет не вполне правильным сказать, что он жил и работал в XX веке. Скорее, наоборот, XX век останется в истории как век, в котором жил Эйнштейна.

Литература.

Энциклопедия для детей. Т. 14. Техника. Издательство “Аванта+”

www.ronl.ru

Доклад - Принцип относительности Эйнштейна

Средняя школа №6

Реферат по физике

на тему:

Принцип

относительности

Эйнштейна

ученика 11 класса «М»

Клина Романа

Химки — 1998 г.

Содержание

TOCo «1-3» Биография Альберта Эйнштейна… GOTOBUTTON_Toc419631260 PAGEREF _Toc4196312603

Относительностьодновременности событий… GOTOBUTTON_Toc419631262 PAGEREF _Toc4196312624

ПреобразованияЛоренца… GOTOBUTTON_Toc419631263 PAGEREF _Toc4196312635

Зависимостьмассы тела от скорости… GOTOBUTTON_Toc419631264 PAGEREF _Toc4196312645

Законвзаимосвязи массы и энергии… GOTOBUTTON_Toc419631265 PAGEREF _Toc4196312657

Значениетеории относительности… GOTOBUTTON_Toc419631269 PAGEREF _Toc4196312698

Списокиспользованной литературы:… GOTOBUTTON_Toc419631273 PAGEREF _Toc4196312739

Биография АльбертаЭйнштейна(1879-1955)

Выдающийся физик, создатель теории относительности,один из создателей квантовой теории и статистической физики.

Родился в Германии, вгороде Ульме. С 14 лет вместе с семьей жил вШвейцарии, где в 1900 г. окончил Цюрихский политехникум. В 1902-1909 гг. служилэкспертом патентного бюро в Берне. В эти годы Эйнштейн создал специальнуютеорию относительности, выполнил исследования по статистической физике, броуновскому движению, теории излучения идр. Работы Эйнштейна получили известность, и в 1909 г. он был избран профессором Цюрихского университета, а затем —Немецкого университета в Праге. В 1914 г. Эйнштейн был приглашен преподавать вБерлинский университет. В период своей жизни в Берлине он завершил созданиеобщей теории относительности, развилквантовую теорию излучения. За открытие законов фотоэффекта и работы в области теоретическойфизики Эйнштейн получил в 1921 г. Нобелевскую премию. В 1933 г. послеприхода к власти в Германии фашистов Эйнштейн эмигрировал в США, в Принстон, где он до конца жизни работал в Институтевысших исследований.

В 1905 г. былаопубликована специальная теория относительности — механика и электродинамикател, движущихся со скоростями, близкими к скорости света.

Тогда же Эйнштейн открыл закон взаимосвязи массы иэнергии (Е=mc2), который лежит в основе всей ядерной энергетики.

Ученый внес большой вклад в развитие квантовой теории. Вего теории фотоэффекта свет рассматривается как поток квантов (фотонов). Существование фотонов былоподтверждено в 1923 г. в экспериментахамериканского физикаА. Комптона. Эйнштейн установилосновной закон фотохимии (закон Эйнштейна), по которому каждый поглощенныйквант света вызывает одну элементарную фотохимическую реакцию. В 1916 г. онтеоретически предсказал явление индуцированного (вынужденного) излучения атомов,лежащее в основе квантовой электроники.

Вершиной научного творчества Эйнштейна стала общая теория относительности, завершенная им к1916 г. Идеи Эйнштейна изменили господствовавшие в физике со времен Ньютона механистические взгляды на пространство, время и тяготение ипривели к новой материалистической картине мира.

Ученый работал и над созданием единой теории поля,объединяющей гравитационные и электромагнитные взаимодействия. Научные труды Эйнштейна сыгралибольшую роль в развитии современной физики — квантовой электродинамики, атомной и ядерной физики, физики элементарных частиц, космологии,астрофизики.

А. Эйнштейн был членом многих академий мира и научныхобществ. В 1926 г. его избрали почетным членом Академии наук СССР.

Относительность одновременности событий

В механикеНьютона одновременность двух событий абсолютна и не зависит от системы отсчёта.Это значит, что если два события происходят в системе K в моменты времени t и t1, а в системе K’ соответственно в моменты времени t’ и t’1 , то поскольку t=t’, промежуток времени между двумя событиями одинаков в обеихсистемах отсчёта

В отличие отклассической механики, в специальной теории относительности одновременностьдвух событий, происходящих в разных точках пространства, относительна: события,одновременные в одной инерциальной системе отсчёта, не одновременны в другихинерциальных системах[1]

,движущихся относительно первой. На рисунке (см. ниже) расположена схемаэксперимента, который это иллюстрирует. Система отсчета K связана с Землёй, система K’ — с вагоном, движущимсяотносительно Земли прямолинейно и равномерно со скоростью v. На Земле и в вагоне отмечены точки А,М, В и соответственно А’, M’ иВ’, причем АМ=МВ и А’M’=M’B’. В момент, когдауказанные точки совпадают, в точках А и В происходят события — ударяют двемолнии. В системе К сигналы от обоих вспышек придут в точку М одновременно, таккак АМ=МВ, и скорость света одинакова во всех направлениях. В системе К’, связанной с вагоном,сигнал из точки В’ придетв точку M’ раньше, чемиз точки А’, ибо скоростьсвета одинакова во всех направлениях, но М’ движется навстречу сигналу пущенному из точки B’ и удаляется от сигнала, пущенного източки А’.Значит, события в точках А’ и B’ не одновременны: события в точке B’ произошло раньше, чем вточке A’. Если бы вагондвигался в обратном направлении, то получился бы обратный результат.

Понятие одновременностипространственно разделенных событий относительно. Из постулатов теорииотносительности и существования конечнойскорости распространениясигналов следует, что в разных инерциальныхсистемахотсчёта время протекаетпо-разному.

ПреобразованияЛоренца

В соответствиис двумя постулатамиспециальной теории относительности между координатами и временемв двух инерциальных системахК иК' существуютотношения, которые называютсяпреобразованиямиЛоренца.

В простейшем случае,когда система К’движется относительно системы К соскоростью vтак, как показано на рисунке (см ниже), преобразования Лоренцадля координат и времени имеют следующий вид:

Из преобразований Лоренца вытекает тесная связь междупространственными и временными координатами в теории относительности; не толькопространственные координаты зависят от времени (как в кинематике), но и время вобеих системах отсчёта зависит от пространственных координат, а также от скорости<img src="/cache/referats/943/image022.gif" v:shapes="_x0000_i1035"> движения системыотсчёта K’.

Формулы преобразований Лоренца переходят в формулы кинематики при v/c<<1. В этом случае

Переход формул теорииотносительности в формулы кинематики при условии v/c <<1 являетсяпроверкой справедливости этих формул.

Зависимостьмассы тела от скорости

Зависимостьсвойств пространства и времени отдвижения системы отсчета приводит к тому, что сохраняющейся при любыхвзаимодействиях тел является величина

называемая релятивистским импульсом, ане классический импульс.

Классическийзакон сложенияскоростей и классический закон сохранения импульса являются частными случаямиуниверсальных релятивистских законов и выполняются только при значенияхскоростей, значительно меньших скорости света в вакууме.

Релятивистский импульс теламожно рассматривать как произведение релятивистской массы т тела на скорость его движения. Релятивистская масса т тела возрастает с увеличением скоростипо закону

<img src="/cache/referats/943/image034.gif" v:shapes="_x0000_i1045">,

где <img src="/cache/referats/943/image036.gif" v:shapes="_x0000_i1046"> — масса покоя тела, <img src="/cache/referats/943/image022.gif" v:shapes="_x0000_i1047"> — скорость егодвижения.

Возрастание массы тела сувеличением скорости приводит ктому, что ни одно тело с массойпокоя, не равной нулю, не может достигнуть скорости, равнойскорости света в вакууме, или превысить эту скорость. Скорость <img src="/cache/referats/943/image022.gif" v:shapes="_x0000_i1048"><img src="/cache/referats/943/image038.gif" v:shapes="_x0000_i1049"><img src="/cache/referats/943/image038.gif" v:shapes="_x0000_i1050"><img src="/cache/referats/943/image040.gif" v:shapes="_x0000_i1051">

При<img src="/cache/referats/943/image042.gif" v:shapes="_x0000_i1052"> выражение для импульсапереходит в то, которое используется в механике Ньютона <img src="/cache/referats/943/image044.gif" v:shapes="_x0000_i1053"><img src="/cache/referats/943/image046.gif" v:shapes="_x0000_i1054"> понимается масса покоя(<img src="/cache/referats/943/image048.gif" v:shapes="_x0000_i1055">),ибо при <img src="/cache/referats/943/image042.gif" v:shapes="_x0000_i1056"> различие <img src="/cache/referats/943/image046.gif" v:shapes="_x0000_i1057"><img src="/cache/referats/943/image036.gif" v:shapes="_x0000_i1058">

Рисунок №2

Законвзаимосвязи массы и энергии

Полная энергия Етела (или частицы) пропорциональна релятивистской массе <img src="/cache/referats/943/image051.gif" v:shapes="_x0000_i1060">(закон взаимосвязи массы и энергии):

где с — скорость света в вакууме. Релятивистская массазависит отскорости<img src="/cache/referats/943/image055.gif" v:shapes="_x0000_i1062">, скоторой тело (частица) движетсявданнойсистемеотсчета. Поэтомуполная энергия различна в разныхсистемах отсчета[2]

Наименьшейэнергией <img src="/cache/referats/943/image057.gif" v:shapes="_x0000_i1063">(<img src="/cache/referats/943/image059.gif" v:shapes="_x0000_i1064">). Энергия <img src="/cache/referats/943/image057.gif" v:shapes="_x0000_i1065"> называется собственной энергией или энергией покоя тела (частицы):

Энергияпокоя тела является его внутренней энергией Она состоит из суммы энергий покоявсех частиц тела <img src="/cache/referats/943/image063.gif" v:shapes="_x0000_i1067">относительнообщего центра масс и потенциальной энергии их взаимодействия. Поэтому

где <img src="/cache/referats/943/image069.gif" v:shapes="_x0000_i1070"><img src="/cache/referats/943/image071.gif" v:shapes="_x0000_i1071">й частицы.

В релятивистской механикенесправедлив закон сохранения массы покоя. Например, масса покоя <img src="/cache/referats/943/image036.gif" v:shapes="_x0000_i1072"> атомногоядра меньше, чем сумма собственных масс частиц, входящих в ядро. Наоборот масса <img src="/cache/referats/943/image036.gif" v:shapes="_x0000_i1073"><img src="/cache/referats/943/image073.gif" v:shapes="_x0000_i1074"> и <img src="/cache/referats/943/image075.gif" v:shapes="_x0000_i1075">

Несохранение массы покоя не означает нарушения законасохранения массы вообще. В теории относительности справедлив закон сохранениярелятивистской массы. Он вытекает из формулы закона взаимосвязи массы и энергии<img src="/cache/referats/943/image053.gif" v:shapes="_x0000_i1077">системе тел сохраняется полная энергия. Следовательно, сохраняется и релятивистская масса. В теории относительности законы сохранения энергии ирелятивистской массы взаимосвязаны и представляют собой единый закон сохранениямассы и энергии. Однако из этого закона отнюдь не следует возможность преобразования массы в энергию и обратно. Масса иэнергия представляют собой два качественно различных свойства материи,отнюдь не «эквивалентных» друг другу. Ни один из известных опытных фактов недает оснований для вывода о «переходе массы в энергию». Превращение энергии системыиз одной формы в другую сопровождается превращением массы. Например, в явлениирождения и уничтожения пары электрон — позитрон, вполном соответствии с законом сохранения релятивистской массы и энергии, массане переходит в энергию. Масса покоя частиц (электрона и позитрона) преобразуется в массу фотонов, то есть в массу электромагнитного поля.

ГипотезаЭйнштейна о существовании собственной энергии тела подтверждается многочисленнымиэкспериментами. На основе использования закона взаимосвязи массы и энергииведутся расчеты выхода энергии в различных ядерных энергетических установках.

Значениетеории относительности

Сорок — пятьдесят лет назад можно было наблюдать очень большой интерес к теории относительности со стороны широких кругов несмотря на то, чтотогда в книгах и статьях по теории относительности речь шла об очень далеких отповседневного опыта и очень абстрактных вещах. Широкие круги проявилиудивительное чутье, они чувствовали, что теория, с такой смелостью посягнувшаяна основные представления о пространстве и времени, не может не привести присвоем развитии и применении к очень глубоким и широким производственно — техническим и культурным последствиям. Это предчувствие не обмануло людей. Воплощениемнового релятивистского учения об энергии, а следовательно, и всей теории относительностив целом является атомная эра, которая расширяетвласть человека над природой больше, чем этосделали предшествующие научные и технические революции.

Атомная эрабудет эрой дальнейших коренных преобразований физической картины мира. Сейчаснельзя предвидеть, каким образом изменятся представления о пространстве,времени, движении, элементарных частицах и их взаимодействиях. Можно указатьтолько на некоторые проблемы современной физики, которые, видимо, будут решенылишь при переходе к новой физической картине мира.

Теорияотносительности, созданная Эйнштейном в 1905 г., стала законченной теориейдвижения макроскопических тел. Её применение втеории элементарных частиц наталкивается наряд серьезных трудностей, которые, быть может, свидетельствуют о необходимости новогопонимания принципа относительности. Развитие атомной и особенно ядерной физики- блестящий триумф теории Эйнштейна — указывает вместе с тем на возможное дальнейшееразвитие и обобщение этой теории.

Теорияотносительности ждет дальнейшего развития и обобщения и в другом направлении,помимо картины движений, взаимодействий и трансмутацийэлементарных частицв областях порядка 10-13 см, Она все в большей степенистановится теорией, описывающей строение космических областей, по сравнению скоторыми исчезающе малы расстояния междузвездами и даже расстояния между галактиками.

Список использованнойлитературы:

1.

2.

«Справочноеруководство по физике»

3.

«Беседы о теорииотносительности»

[1]

Системы отсчёта, в которыхсправедлив закон инерции (первый закон Ньютона) называют инерциальнымисистемами отсчёта

[2]

Тело (или частица) не находитсяв силовом поле

www.ronl.ru

Доклад: Принцип относительности Эйнштейна. Эйнштейн реферат по физике

Доклад - Альберт Эйнштейн - Физика

Дипломная работа - Биография Альберта Эйнштейна

Доклад - Принцип относительности Эйнштейна

Смотрите также