superbotanik.net

Реферат - Эйнштейн - Рефераты на репетирем.ру

Величайший из ученых, работы которого определили развитие всей современной физики.

Альберт Эйнштейн родился в г. Ульме в семье небогатого еврейского торговца, владельца небольшой мастерской электротоваров. Альберт до трех лет не говорил, но уже в ранние годы проявлял необычайное любопытство в отношении того, как устроен окружающий мир, и способность понимать сложные математические идеи. В 12-летнем возрасте он сам по книгам выучил евклидовую геометрию.

Тупая регламентация и скука в мюнхенской школе отталкивала молодого Эйнштейна. Когда постоянный деловые неудачи заставили семью в 1894 г. покинуть Германию и переехать в Италию, в Милан, 15-летний Эйнштейн воспользовался этой возможностью и бросил школу. Еще год он провел вместе с родителями в Милане, но когда стало ясно, что Эйнштейн должен определить свой путь в жизни, он закончил среднюю школу в Аррау, в Швейцарии, и поступил в Цюрихский политехникум.

Эйнштейну не очень нравились методы обучения в этом заведении. Он часто пропускал лекции, используя свободное время для самообучения физике и игре на скрипке (любимое занятие на всю жизнь). В 1900 г. Эйнштейн сумел сдать экзамены (подготовившись по записям своего сокурсника) и получить степень. Профессора были о нем невысокого мнения и не рекомендовали его для продолжения научной карьеры.

Год 1905 стал знаменательным в истории физики. В этом году Эйнштейн опубликовал три важнейшие работы, сыгравшие выдающуюся роль во всем последующем развитии физики ХХ в. В первой из них, посвященной броуновскому движению, он сделал важные предсказания о движении взвешенных в жидкости частиц, обусловленном столкновениями с молекулами. Предсказания позднее подтвердились на опыте. Во второй работе, посвященной фотоэффекту, Эйнштейн высказал революционную гипотезу о природе света: при определенных обстоятельствах свет можно рассматривать как поток частиц, фотонов, энергия которых пропорциональна частоте световой волны. Практически не нашлось физиков, которые согласились бы с этой идеей Эйнштейна. Потребовались два десятилетия напряженных усилий экспериментаторов и теоретиков, чтобы картина фотонов стала общепризнанной в рамках квантовой механики.

Но наиболее революционной стала третья работа Эйнштейна "К электродинамике движущихся тел", в которой с необычайной ясностью были изложены идеи частной теории относительности (ЧТО), разрушившей классические представления о пространстве-времени, существовавшие со времени Ньютона. Ряд важных положений новой теории был сформулирован

Г.А. Лоренцем и А. Пуанкаре, однако только Эйнштейну удалось ясно на физическом языке сформулировать постулаты новой теории, прежде всего, принцип относительности и принцип существования предельной скорости распространения сигнала. И сейчас еще можно встретить высказывания, что теория относительности была создана до Эйнштейна. Это не так, поскольку в ЧТО важны не столько формулы (многие из них действительно были известны ранее из работ Лоренца и Пуанкаре), сколько правильные физические основания, из которых эти формулы следуют. Только Эйнштейну удалось раскрыть физическое содержание теории относительности.

Восприятие работ Эйнштейна было неоднозначным. Многие ученые их попросту не понимали, и это происходило из-за специфических взглядов Эйнштейна на структуру правильных теорий и на связь между теорией и экспериментом. Хотя Эйнштейн и признавал, что единственным источником знаний является опыт, он был также убежден, что научные теории являются свободными творениями человеческой интуиции и что основания, на которых зиждется хорошая теория, не обязательно должны быть логически связаны с опытом. Идеальная теория, по Эйнштейну, должна базироваться на минимально возможном количестве постулатов и описывать максимально возможное количество явлений. Именно эта "скупость" на постулаты, свойственная всей научной деятельности Эйнштейна, делала его работы труднодоступными для коллег. Однако ряд выдающихся физиков сразу поддержал молодого ученого, и среди них - Макс Планк. Он помог Эйнштейну перебраться из патентного бюро в Цюрихе сначала в Прагу, а затем в Берлин на должность директора Института физики кайзера Вильгельма.

С 1907 по 1915 гг. Эйнштейн усиленно работал над созданием новой теории тяготения, которая удовлетворяла бы принципам теории относительности. Путь, приведший Эйнштейна к успеху, был трудным и извилистым. Главная идея построенной им общей теории относительности (ОТО) заключается в неразрывной связи между полем тяготения и геометрией пространства-времени. В присутствии тяготеющих масс пространство-время становится, по Эйнштейну, неевклидовым, имеющим кривизну. Чем интенсивнее поле тяготения в данной области пространства, тем больше его кривизна. В декабре 1915 г. на заседании Академии наук в Берлине Эйнштейн доложил наконец окончательные уравнения ОТО. Эта теория стала вершиной творчества Эйнштейна, и по общему мнению является самой красивой из всех существующих физических теорий.

Однако понимание ОТО пришло не сразу. Первые три года эта теория интересовала узкий круг специалистов и была понятна лишь десятку избранных. Ситуация резко изменилась в 1919 г., так как в этом году удалось проверить прямыми наблюдениями одно из парадоксальных предсказаний ОТО - искривление луча света от далекой звезды полем тяготения Солнца. Такое наблюдение возможно только во время полного солнечного затмения. Именно в 1919 г. такое затмение можно было наблюдать в районах земного шара с обычно хорошей погодой, что позволяло провести максимально точное фотографирование видимого положения звезд на небе в момент полного затмения. Экспедиция, снаряженная английским астрофизиком сэром Артуром Эддингтоном, сумела получить данные, подтвердившие предсказание Эйнштейна. Буквально в один день Эйнштейн стал знаменит на весь мир. Обрушившаяся на него слава не поддается описанию. Теория относительности на долгое время стала предметом салонных бесед. Газеты всех стран были переполнены статьями о теории относительности, вышло множество популярных книг, в которых авторы пытались объяснить обывателям суть этой теории.

Пришло наконец признание и со стороны научных кругов. В 1921 г. Эйнштейн получил Нобелевскую премию (правда, не за теорию относительности, а за теорию квантов), он был избран почетным членом множества академий. Слово и мнение Эйнштейна стало одним из самых авторитетных в мире. В 1920-е гг. Эйнштейн много ездит по свету, участвует в международных конференциях. Особенно важна была роль Эйнштейна в дискуссиях, развернувшихся в конце 1920-х гг. по концептуальным проблемам квантовой механики. Беседы и споры Эйнштейна с Бором на эти темы стали знаменитыми. В этих спорах Эйнштейн не мог согласиться с тем, что квантовая механика в ряде случаев оперирует не точными значениями величин, а лишь вероятностями, с которыми они могут быть измерены. Эйнштейн не мог примириться с принципиальной недетерминированностью законов микромира. Его любимым выражением было: "Бог не играет в кости!". Тем не менее в спорах с Бором Эйнштейн, по-видимому, был не прав.

К сожалению, научная деятельность Эйнштейна в последние тридцать лет его жизни была малопродуктивной. Объяснялось это тем, что он поставил перед собой грандиозную задачу построения единой теории всех взаимодействий. Как сейчас ясно, такая теория возможна только в рамках квантовой механики, кроме того, в довоенное время еще очень мало было известно о других взаимодействиях, кроме электромагнитного и гравитационного. Титанические усилия Эйнштейна завершились ничем, и это стало, может быть, одной из главных трагедий его жизни.

Величие сделанного Эйнштейном в науке трудно пересказать. Сейчас нет практически ни одной ветви современной физики, где так или иначе не присутствовали бы фундаментальные понятия квантовой механики или теории относительности. Но, пожалуй, еще важнее уверенность, которую своими трудами вселил в ученых Эйнштейн, что природа познаваема и ее законы красивы. Стремление к этой красоте и составляло смысл жизни великого ученого.

ref.repetiruem.ru

Реферат - Альберт Эйнштейн - ученый и бунтарь

СТАХАНОВСКИЙ ПРОМЫШЛЕННО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ

РЕФЕРАТ

Тема: «Альберт Эйнштейн — ученый и бунтарь»

группа: I-ЕР-08

студент: Наумов М.

г. Стаханов

2009г.

Альберт Эйнштейн, талантливый ученый и физик, создатель теории относительности и один из создателей квантовой теории и статистической физики, родился 14 марта 1879 г. в Германии в маленьком городке под названием Ульма. Его предки, евреи-иммигранты, переселились в Вюртемберг в 15 в. Они жили там, в сельских общинах, занимались торговлей и ремеслом и по укладу жизни, языку и образу мышления полностью слились с коренным населением.

Отец физика, Герман Эйнштейн, выделялся в школе своими математическими способностями, однако его родители не обладали средствами. Чтобы дать ему высшее образование, поэтому он выбрал торговую профессию и в 1877г. открыл в Ульме магазин электротехнических товаров. Мать, Паулина Энштейн-Кох, дочь богатого торговца зерном, была музыкально одаренной женщиной. Музыкальность матери и математические способности отца не только передались сыну, но и проявились у него гораздо более ярко. Альберт Эйнштейн блестяще играл на скрипке.

Через год после рождения Альберта семья Эйнштейнов переезжает в г. Мюнхен. Там отец построил в пригороде жилой дом, а также мастерскую, в которой изготавливалась различная электротехническая аппаратура: динамо-машины, дуговые лампы и измерительные инструменты — технические новинки, которые в эпоху газового освещения еще с трудом пробивали себе дорогу. У маленького Альберта были большие трудности в умственном развитии: он долго не разговаривал, долго учился говорить, в семилетнем возрасте мог лишь повторять короткие фразы. Даже в 9 лет он говорил недостаточно бегло. Родители и родственники с отчаянием полагали, что их любимый Альберт-тупица. У них были для этого все основания в 1954г. в одном из своих писем Эйнштейн вспоминал: «Мои родители были обеспокоены тем, что я начал говорить сравнительно поздно, они даже консультировались по этому поводу с врачом. Не могу точно сказать, сколько лет мне было в ту пору, но не меньше трех. «Действительно, поздновато для того чтобы начать говорить. В своем письме Эйнштейн продолжает: «Я так и не стал оратором. Однако мое последующее развитие проходило вполне нормально, за исключением одной особенности — я обычно шепотом повторял свои собственные слова». Даже если это так, то с учетом того, что маленькому Альберту предстояло стать не кем другим, как Эйнштейном, такое начало едва ли можно считать благоприятным.

Что же сыграло определенную роль в развитии будущего физика мирового масштаба?

Еще до того, как Эйнштейн поступил в школу, отец однажды подарил ему компас. Этот простой предмет с неожиданной силой возбудил любознательность мальчика: его поразило, что стрелка компаса всегда устанавливалась в одном и том же направлении. Здесь еще в детской наивной форме проявилась его заинтересованность проблемой свойств поля и структуры пространства, которая впоследствии столь живо занимала Эйнштейна-физика и которую он гениально решил в своей теории относительности.

Спустя несколько лет произошло еще одно событие, которое произвело яркое впечатление и оказало большое влияние на Эйнштейна, уже посещавшего младшие классы гимназии: в начале учебного года ему попал в руки маленький учебник Евклидовой геометрии, поглотившем все внимание Альберта. Ему в то время было 12 лет, и этот учебник произвел на него столь же сильное впечатление, как 7 лет назад — магнитный компас. В своих автобиографических набросках Эйнштейн с восхищением вспоминал о «священной книжечке по геометрии»: «Там были утверждения, например, о пересечении трех высот треугольника в одной точке, которые, хотя и не были сами по себе очевидны, но могли быть доказаны с уверенностью, исключавшей как будто всякие сомнения. Эта ясность и уверенность произвели на меня не менее неописуемое впечатление». Учебник геометрии — «священная книжечка по геометрии», как он сам называл ее впоследствии,- снова вызвала то «божественное любопытство», которое Эйнштейн считал первоисточником всех естественнонаучных и технических достижений. Оно побудило любознательного мальчика в один присест самостоятельно изучить всю книгу, не дожидаясь проработки отдельных ее разделов на уроках в соответствии со школьной программой.

И наблюдение за стрелкой компаса, неизменно поворачивающейся к северному полюсу, и знакомство с геометрическими аксиомами определили направление духовного развития склонного к размышлениям мальчика. Они оказали глубокое влияние на метод работы будущего исследователя и мыслителя.

Маленький Альберт был по натуре нелюдимым. Когда дети родственников приходили поиграть в саду, он почти не принимал участия в их шумных забавах. «Альбертль», как его называли родители, часто держался в стороне и от своих школьных сверстников. Больше всего он любил заниматься в одиночестве своими кубиками или выпиливать лобзиком. Как сам Эйнштейн говорил впоследствии, он всегда был ярко выраженным одиночкой.

О своих школьных годах Эйнштейн вспоминал с горечью. Особенно не нравились ему грубая муштра и механическая зубрежка, которым в те времена отдавалось предпочтение как методам воспитания и обучения. Это отвращение усилилось, когда в десятилетнем возрасте Альберт перешел из начальной школы в гимназию. В 1955г., отвечая на одно из писем, Эйнштейн вспоминал: «Учеником я был не слишком хорошим, ни плохим. Моим самым слабым местом была плохая память, особенно на слова и тексты.» И действительно, преподаватель греческого языка как-то в сердцах сказал ему: «Из вас никогда ничего путного не выйдет». Подобное высказывание вряд ли характеризует Альберта как прекрасного ученика. Но далее Эйнштейн продолжает: «Только по физике и математике я шел благодаря самостоятельным знаниям далеко впереди школьной программы, да еще по философии — в той мере, в какой она входила в программу».

Таким образом, занятия в школе и в гимназии, особенно когда в связи с переездом родителей в Италию 15-летний Альберт остался один, давались с трудом. Средний балл по успеваемости колебался между «3» и «4» по 5-балльной системе. Альберт был высоким нескладным подростком, который скучал на уроках. Не зря школьные товарищи еще раньше дали ему прозвище «Biedermeier», что означает нечто вроде Простака. Будучи от природы бесхитростным, он не умел достаточно хорошо скрывать свою неприязнь к преподавателям гимназии и их драконовским методам. Естественно, это не прибавляло ему симпатии в глазах учителей. Не снискал он их расположения и тем, что задавал вопросы, на которые они затруднялись ответить. В одном из писем, относящихся к 1940г., Эйнштейн следующим образом описал сложившуюся в то время ситуацию «Когда я был в 7 классе гимназии, меня вызвал классный наставник и выразил желание, чтобы я оставил гимназию. На мое возражение, что я ничем не провинился. Он ответил лишь «Одного вашего присутствия достаточно, чтобы подорвать уважение класса ко мне». Это был тот самый преподаватель греческого языка, который предсказывал, что из Эйнштейна ничего путного не выйдет.

Рассказывают, однажды на уроке математики весь класс не смог решить домашнюю задачу. Это очень раззадорило Альберта, и он тут же перед уроком углубился в ее решение. И одолел-таки. С этого момента молодой Эйнштейн стал первым учеником в классе по математике и физике. Таким образом, вырисовывается ясная картина развития молодого Альберта. Ключом к пониманию этого развития являются слова «самостоятельные занятия», которые были решающим образом связаны с его необычной любознательностью и способностью удивляться.

Итак, в 15 лет Альберт неожиданно остался один. Занятия в гимназии не спасали от одиночества. Устав от учебной зубрежки и испытывая отвращение к полувоенным методам воспитания,16-летний Эйнштейн весной 1895г. под благовидным предлогом покинул школу в Мюнхене и поехал к своим родителям в Италию. Родители были поражены и мало обрадованы тому, что Альберт прервал свое обучение за год до окончания гимназии. Однако он заверил их, что сможет, занимаясь самостоятельно, приобрести знания, необходимые для поступления в Высшее техническое училище. Эйнштейн хотел стать инженером. Но получилось все иначе. Он не захотел омрачать свою вновь обретенную свободу ни исполнением обязанностей, ни хлопотами о будущем. Он упивался свободой и занимался только своими любимыми предметами. Со своим другом он совершил сказочное путешествие через Аппенины до Женевы. Музеи, шедевры искусства, архитектура старинных соборов, концерты, книги, друзья, жаркое солнце Италии, свободные, сердечные люди-все это слилось в бурное приключение, несущее спасение и самопознание.

Но эта идиллия не могла длиться вечно. Неблагоприятное материальное положение родителей вынудило молодого Эйнштейна как можно скорее приступить к учебе ради хлеба насущного. Осенью 1895г. он направляется в Швейцарию, чтобы поступить в федеральный «Политехникум», т.е. в Высшее техническое училище в Цюрихе. Но так как он не мог предоставить документа об окончании средней школы, ему пришлось сдавать особые приемные испытания, однако его знания оказались недостаточными, и его постигла неудача. По совету ректора Эйнштейн поступил в Швейцарскую кантональную школу в г. Аарау, чтобы закончить среднее образование и получить зрелости. В зрелости в период пребывания в этой школе Эйнштейн принял решение стать не инженером, а преподавателем физики. Он сдал выпускные экзамены и в 1896г. был принят в Цюрихский политехникум.

4 года учебы в политехникуме были не слишком приятными. Альберт оказался не слишком дисциплинированным студентом. Лекции он посещал нерегулярно, без особого энтузиазма. Большую часть времени он использовал для самостоятельных занятий, с восторгом уходя в удивительный мир науки, ставил эксперименты и изучал первоисточники-труды великих пионеров естествознания и философии. Некоторые из этих трудов он читал вместе со своей однокурсницей сербского происхождения, Милевой Марич, которая была старше его на 4 года и на которой он впоследствии женился. Эйнштейну было трудно и потому, что он не признавал никаких авторитетов, в том числе и преподавателей. Профессор Генрик Вебер как-то раз сказал Эйнштейну с явным раздражением: «Вы умный малый, Эйнштейн, но в вас есть большой недостаток — вы не терпите замечаний».

Тем не менее, Эйнштейн полностью использовал студенческие годы для своего образования — прежде всего путем самостоятельных занятий. Так, он прочел «со священным рвением» основные труды Кирхгофа, Гельмгольца, Герца, Больцмана, Лоренца и Максвелла. Летом 1900г. Эйнштейн получил диплом преподавателя физики. Но найти постоянную работу не удавалось в течение двух лет. Эйнштейн перебивался случайными заработками, пока с большим трудом не получил место технического эксперта-стажера 3 класса в Швейцарском Бюро Патентов. С этого момента Эйнштейн отдается любимой исследовательской работе на протяжении целых 7 лет. В 1905г. появляется его статья «О движении взвешенных в покоящейся жидкости частиц, вытекающем из молекулярно-кинетической теории», в которой он с помощью статистических частиц, их размерами и коэффициентом вязкости, используемой жидкости существует количественная взаимосвязь, которая может быть экспериментально проверена. Речь идет о «Броуновском движении». Английский ботаник Роберт Броун наблюдал под микроскопом хаотическое перемещение цветочной пыльцы помещенной в жидкость, и чем теплее жидкость, тем интенсивнее пылинки движутся. Работы Эйнштейна по молекулярной физике доказали правильность представления о том, что теплота — есть форма энергии неупорядоченного движения молекул. Одновременно они подтвердили атомистическую гипотезу, согласно которой материя — в физическом понимании — состоит из молекул и атомов. Предложенный Эйнштейном метод определения размеров молекул позволяет определить число молекул. Оказалось, что размер молекул сахара был приблизительно 6,2*10-8 см.

Работая в Бюро патентов, Эйнштейн применил революционную идею Макса Планка о квантах в теории света и к теории теплового движения молекул в твердых телах. Идея квантов явно противоречила и теории Ньютона, и теории Максвелла. Столкнулись в противоречии волновая и квантовая теории света. Эйнштейн применил свою идею.

Хотя свет и представляет собой волновой процесс, непрерывно распространяющийся в пространстве, однако на отдельных участках световая энергия способна оказывать физическое воздействие. Таким образом, появилась частица света — световой квант. Ее назвали фотоном. Учение Эйнштейна о световых квантах четко объясняло фотоэлектрический эффект: максимальная энергия фотоэлектронов линейно зависит от частоты падающего света и не зависит от его интенсивности (закон Эйнштейна). За это исследование ученому была присуждена Нобелевская пре6мия в 1921г.

В 1905г. Эйнштейн не без трудностей защитил в Цюрихском университете диссертацию на соискание доктора философии, а весной 1909г. стал профессором в этом университете. Затем переезд в Прагу и снова Цюрих. В начале апреля 1914г. Альберт Эйнштейн прибыл в Берлин. Теперь он стал полноправным членом академии наук и преподавателем в Гумбольдтском университете. С этого времени у Эйнштейна вплоть до прихода новой власти Адольфа Гитлера начались самые плодотворные годы в его научной, творческой и исследовательской деятельности. Чего стоит только знаменитое уравнение

Е=mc2,

согласно которому каждый клочок земли, каждое перышко, каждая пылинка становятся громадным резервуаром заключенной в них энергии (уравнение открыто в 1907г.).

Главная научная работа Эйнштейна — это теория относительности, которая по существу является общей теорией пространства, времени и тяготения. Из постоянства скорости света вытекают два «знаменитых» парадокса теории относительности:

1)размеры быстро движущихся тел (при скоростях, близких к скорости света) сокращаются в направлении их движения.

2)Замедление хода часов быстродвижущейся системе (парадокс близнецов).

Это когда космонавт летает во Вселенной достаточно долго, а по возвращении на Землю оказывается, что его брат-близнец гораздо старше его.

Эти научные выводы до сих пор вызывают споры. Специальная теория относительности стала необходимым орудием физических исследований (напр., в ядерной физике и физике элементарных частиц), ее выводы получили полное экспериментальное подтверждение.

В 1915г. Энштейн вывел уравнение гравитационного поля. Эта работа заложила основы общей теории относительности.

Научные труды Эйнштейна сыграли выдающуюся роль в развитии современной физики. Специальная теория относительности и квантовая теория излучения явились основой квантовой электродинамики, квантовой теории поля, атомной и ядерной физики, физики элементарных частиц, квантовой электроники.

За свои убеждения Эйнштейн вынужден был бежать из фашистской Германии в 1933г. Он обосновался в США в г. Принстон (штат Нью-Джерси), где работал до конца своих дней(18 апреля 1955г.).

Идеи Эйнштейна и его открытий были признаны учеными всего мира и создали ему международный авторитет.

Альберта Эйнштейна очень волновали общественно-политические события 20-40-х гг. Он решительно выступал против фашизма, войны, применения ядерного оружия. Хотя сам был причастен к теоретическим разработкам первых атомных бомб, сброшенных американцами на мирные японские города Хиросиму и Нагасаки в августе 1945г.

Эйнштейн был другом Советского Союза. Он искренне приветствовал революцию русских рабочих и крестьян 1917г. Свое уважение к вождю Великой Октябрьской социалистической революции и к создателю советского государства он выразил через несколько лет в следующих словах: «Я чту в Ленине человека, который с полным самопожертвованием отдал все свои силы делу осуществления социальной справедливости. Я не считаю его метод целесообразным. Но одно бесспорно: подобные ему люди являются хранителями и обновителями совести человечества»

Эйнштейн был членом многих научных обществ и академий мира, в том числе почетным членом Академии Наук СССР.

Большой вклад Эйнштейна в познании Вселенной, ее структуры, функционирования. Однако предложения Эйнштейна о статической Вселенной не подтвердились: Вселенная расширяется, Галактики разбегаются со скоростью 12000км/сек и выше.

Летом 1919г. Эйнштейн расторгнул брак со своей женой Милевой и женился на своей двоюродной сестре Эльзе. О Милеве Марич нужно сказать особо. Похоже, что эта женщина сыграла в становлении Эйнштейна-ученого выдающуюся роль. В самом деле, они познакомились, будучи студентами Цюрихского политехнического института, когда Эйнштейну было только 17 лет, в 1896г., а свой брак зарегистрировали только в 1903г. Мелева Марич, по сведениям ее современников, отличалась неординарным мышлением. Она была гораздо старше Альберта, страстно увлекалась физикой и даже в стенах Цюрихского политехнического института самостоятельно сконструировала и построила уникальный прибор для измерения слабых токов. Прибор не простой, а специально для опытов по фотоэффекту. Однако в заявке на его патентование почему-то присутствуют другие авторы — Эйнштейн и Хабихт. Но это еще не все. Бесспорные факты говорят о том, что математические выкладки в трудах Эйнштейна той поры правились рукой Марич.

И это была правка высокоодаренного математика, беспощадного к ошибкам мужа. Она была не просто супругой Альберта и матерью его двоих сыновей, но еще и соавтором его важнейших трудов, в том числе и специальной теории относительности. В бракоразводном документе 1919г. Эйнштейн собственноручно пишет, что он, если получит Нобелевскую премию, то обязательно выдаст бывшей жене соответствующую сумму. Значит, речь идет о семейной работе. И Эйнштейн аккуратно выполняет свое обязательство в 1923г.

Большие споры в научных кругах вызвало сообщение о присуждении Эйнштейну Нобелевской премии. Филипп Ленард, как один из один из лауреатов Нобелевской премии, обратился в Нобелевский комитет в Стокгольме с полным яростного протеста письмом, в котором он доказывал, что работы Эйнштейна по фотоэффекту слишком незначительны, чтобы им стоило присуждать такую высокую награду. И действительно, сам фотоэффект был открыт в 1887г. Герцем. В 1888г. фотоэффект был экспериментально проверен русским ученым А.Г.Столетовым и им же был установлен «первый закон фотоэффекта», называемый законом Столетова. Он формулируется так: «Максимальный фотоэлектрический ток прямо пропорционален падающему лучистому потоку» Столетову, естественно, никто Нобелевской премии не присудил. Формулировка второго закона фотоэффекта (закон Эйнштейна) удивительно похожа на закон Столетова. Почему Эйнштейну присудили Нобелевскую премию через 17 лет после открытия закона по фотоэффекту, а не за создание теории относительности — загадка истории.

Эйнштейн прожил трудную жизнь, полную лишений и противоречий. Было все: и личные неудачи, и отчуждение части ученых, не понявших его до конца революционных идей мыслителя, и еврейские погромы. Но, в конце концов, мир признал заслуги ученого-философа, а Эйнштейн публично показал всему миру язык, как бы подводя итог своей деятельности.

В последние дни жизни Эйнштейн работал над так и не оконченной рукописью. В ней речь шла о том, что больше всего заботило ученого — о предотвращении ядерной войны. Это обращение великого борца за мир, который так часто брался за перо и выступал, призывая к взаимопониманию между народами, заканчивается словами: «Повсеместно развязанные политические страсти требуют своих жертв».

Эйнштейн, ненавидящий культ личности, запретил проведение каких-либо погребальных церемоний. Он не хотел, чтобы над его могилой произносились речи и не желал, чтобы ему поставили надгробный памятник. В зале крематория собрались лишь ближайшие родственники и друзья, чтобы в молчании проститься с ним. Согласно завещанию ученого, его прах был развеян по ветру.

Литература

1. Ф. Гернек «Альберт Эйнштейн» 1979г.

2. Б. Хофман «Альберт Эйнштейн-творец и бунтарь» 1983г.

3. В.Истархов «Удар русских богов» 2003г.

4. Журнал «Молодая гвардия» №8 1991г.

5. Большая Советская Энциклопедия БСЭ.

www.ronl.ru

Winamp, Skins, Plugins

Необходимые Утилиты

Текстовые редакторы

Юмор

File managers and best utilites

Реферат: Эйнштейн:. Эйнштейн реферат

Реферат: Эйнштейн

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РФ

ВЛАДИМИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Реферат

по истории и перспективе

на тему:

«Эйнштейн»

Выполнил:

Владимир 2001

Немецко-швейцарско-американский физикАльберт Эйнштейнродился в Ульме, средневековом городе королевства Вюртемберг (ныне земля Баден-Вюртенберг в Германии), в семье Германа Эйнштейна и Паулины Эйнштейн, урожденной Кох. Вырос он в Мюнхене, где у его отца и дяди был небольшой электрохимический завод. Э. был тихим, рассеянным мальчиком, который питал склонность к математике, но терпеть не мог школу с ее механической зубрежкой и казарменной дисциплиной. В унылые годы, проведенные в мюнхенской гимназии Луитпольда, Э. самостоятельно читал книги по философии, математике, научно-

популярную литературу. Большое впечатление произвела на него идея о космическом порядке. После того как дела отца в 1895 г. пришли в упадок, семья переселилась в Милан. Э. остался в Мюнхене, но вскоре оставил гимназию, так и не получив аттестата, и присоединился к своим родным.

Шестнадцатилетнего Э. поразила та атмосфера свободы и культуры, которую он нашел в Италии. Несмотря на глубокие познания в математике и физике, приобретенные главным образом путем самообразования, и не по возрасту самостоятельное мышление, Э. не выбрал себе профессию. Отец настаивал на том, чтобы сын избрал инженерное поприще и в будущем смог поправить шаткое финансовое положение семьи. Э. попытался сдать вступительные экзамены в Федеральный технологический институт в Цюрихе, для поступления в который не требовалось свидетельства об окончании средней школы. Не обладая достаточной подготовкой, он провалился на экзаменах, но директор училища, оценив математические способности Э., направил его в Аарау, в двадцати милях к западу от Цюриха, чтобы тот закончил там гимназию. Через год, летом 1896 г., Э. успешно выдержал вступительные экзамены в Федеральный технологический институт. В Аарау Э. расцвел, наслаждаясь тесным контактом с учителями и либеральным духом, царившим в гимназии. Все прежнее вызывало у него настолько глубокое неприятие, что он подал официальное прошение о выходе из германского подданства, на что его отец согласился весьма неохотно.

В Цюрихе Э. изучал физику, больше полагаясь на самостоятельное чтение, чем на обязательные курсы. Сначала он намеревался преподавать физику, но после окончания Федерального института в 1901 г. и получения швейцарского гражданства не смог найти постоянной работы. В 1902 г. Э. стал экспертом Швейцарского патентного бюро в Берне, в котором прослужил семь лет. Для него это были счастливые и продуктивные годы. Он опубликовал одну работу о капиллярности (о том, что может произойти с поверхностью жидкости, если ее заключить в узкую трубку). Хотя жалованья едва хватало, работа в патентном бюро не была особенно обременительной и оставляла Э. достаточно сил и времени для теоретических исследований. Его первые работы были посвящены силам взаимодействия между молекулами и приложениям статистической термодинамики. Одна из них – «Новое определение размеров молекул» ("A new Determination of Molecular Dimensions") – была принята в качестве докторской диссертации Цюрихским университетом, и в 1905 г. Э. стал доктором наук. В том же году он опубликовал небольшую серию работ, которые не только показали его силу как физика-теоретика, но и изменили лицо всей физики.

Одна из этих работ была посвящена объяснению броуновского движения – хаотического зигзагообразного движения частиц, взвешенных в жидкости. Э. связал движение частиц, наблюдаемое в микроскоп, со столкновениями этих частиц с невидимыми молекулами; кроме того, он предсказал, что наблюдение броуновского движения позволяет вычислить массу и число молекул, находящихся в данном объеме. Через несколько лет это было подтверждено Жаном Перреном. Эта работа Э. имела особое значение потому, что существование молекул, считавшихся не более чем удобной абстракцией, в то время еще ставилось под сомнение.

В другой работе предлагалось объяснение фотоэлектрического эффекта – испускания электронов металлической поверхностью под действием электромагнитного излучения в ультрафиолетовом или каком-либо другом диапазоне. Филипп де Ленард высказал предположение, что свет выбивает электроны с поверхности металла. Предположил он и то, что при освещении поверхности более ярким светом электроны должны вылетать с большей скоростью. Но эксперименты показали, что прогноз Ленарда неверен. Между тем в 1900 г. Максу Планку удалось описать излучение, испускаемое горячими телами. Он принял радикальную гипотезу о том, что энергия испускается не непрерывно, а дискретными порциями, которые получили название квантов. Физический смысл квантов оставался неясным, но величина кванта равна произведению некоторого числа (постоянной Планка) и частоты излучения.

Идея Э. состояла в том, чтобы установить соответствие между фотоном (квантом электромагнитной энергии) и энергией выбитого с поверхности металла электрона. Каждый фотон выбивает один электрон. Кинетическая энергия электрона (энергия, связанная с его скоростью) равна энергии, оставшейся от энергии фотона за вычетом той ее части, которая израсходована на то, чтобы вырвать электрон из металла. Чем ярче свет, тем больше фотонов и больше число выбитых с поверхности металла электронов, но не их скорость. Более быстрые электроны можно получить, направляя на поверхность металла излучение с большей частотой, так как фотоны такого излучения содержат больше энергии. Э. выдвинул еще одну смелую гипотезу, предположив, что свет обладает двойственной природой. Как показывают проводившиеся на протяжении веков оптические эксперименты, свет может вести себя как волна, но, как свидетельствует фотоэлектрический эффект, и как поток частиц. Правильность предложенной Э. интерпретации фотоэффекта была многократно подтверждена экспериментально, причем не только для видимого света, но и для рентгеновского и гамма-излучения. В 1924 г. Луи де Бройль сделал еще один шаг в преобразовании физики, предположив, что волновыми свойствами обладает не только свет, но и материальные объекты, например электроны. Идея де Бройля также нашла экспериментальное подтверждение и заложила основы квантовой механики. Работы Э. позволили объяснить флуоресценцию, фотоионизацию и загадочные вариации удельной теплоемкости твердых тел при различных температурах.

Третья, поистине замечательная работа Э., опубликованная все в том же 1905 г. – специальная теория относительности, революционизировавшая все области физики. В то время большинство физиков полагало, что световые волны распространяются в эфире – загадочном веществе, которое, как принято было думать, заполняет всю Вселенную. Однако обнаружить эфир экспериментально никому не удавалось. Поставленный в 1887 г. Альбертом А. Майкельсоном и Эдвардом Морли эксперимент по обнаружению различия в скорости света, распространяющегося в гипотетическом эфире вдоль и поперек направления движения Земли, дал отрицательный результат. Если бы эфир был носителем света, который распространяется по нему в виде возмущения, как звук по воздуху, то скорость эфира должна была бы прибавляться к наблюдаемой скорости света или вычитаться из нее, подобно тому как река влияет, с точки зрения стоящего на берегу наблюдателя, на скорость лодки, идущей на веслах по течению или против течения. Нет оснований утверждать, что специальная теория относительности Э. была создана непосредственно под влиянием эксперимента Майкельсона-Морли, но в основу ее были положены два универсальных допущения, делавших излишней гипотезу о существовании эфира: все законы физики одинаково применимы для любых двух наблюдателей, независимо от того, как они движутся относительно друг друга, свет всегда распространяется в свободном пространстве с одной и той же скоростью, независимо от движения его источника.

Выводы, сделанные из этих допущений, изменили представления о пространстве и времени: ни один материальный объект не может двигаться быстрее света; с точки зрения стационарного наблюдателя, размеры движущегося объекта сокращаются в направлении движения, а масса объекта возрастает, чтобы скорость света была одинаковой для движущегося и покоящегося наблюдателей, движущиеся часы должны идти медленнее. Даже понятие стационарности подлежит тщательному пересмотру. Движение или покой определяются всегда относительно некоего наблюдателя. Наблюдатель, едущий верхом на движущемся объекте, неподвижен относительно данного объекта, но может двигаться относительно какого-либо другого наблюдателя. Поскольку время становится такой же относительной переменной, как и пространственные координаты x, y и z, понятие одновременности также становится относительным. Два события, кажущихся одновременными одному наблюдателю, могут быть разделены во времени, с точки зрения другого. Из других выводов, к которым приводит специальная теория относительности, заслуживает внимание эквивалентность массы и энергии. Масса m представляет собой своего рода «замороженную» энергию E, с которой связана соотношением E = mc2, где c – скорость света. Таким образом, испускание фотонов света происходит ценой уменьшения массы источника.

Релятивистские эффекты, как правило, пренебрежимо малые при обычных скоростях, становятся значительными только при больших, характерных для атомных и субатомных частиц. Потеря массы, связанная с испусканием света, чрезвычайно мала и обычно не поддается измерению даже с помощью самых чувствительных химических весов. Однако специальная теория относительности позволила объяснить такие особенности процессов, происходящих в атомной и ядерной физике, которые до того оставались непонятными. Почти через сорок лет после создания теории относительности физики, работавшие над созданием атомной бомбы, сумели вычислить количество выделяющейся при ее взрыве энергии на основе дефекта (уменьшения) массы при расщеплении ядер урана.

После публикации статей в 1905 г. к Э. пришло академическое признание. В 1909 г. он стал адъюнкт-профессором Цюрихского университета, в следующем году профессором Немецкого университета в Праге, а в 1912 г. – цюрихского Федерального технологического института. В 1914 г. Э. был приглашен в Германию на должность профессора Берлинского университета и одновременно директора Физического института кайзера Вильгельма (ныне Институт Макса Планка). Германское подданство Э. было восстановлено, и он был избран членом Прусской академии наук. Придерживаясь пацифистских убеждений, Э. не разделял взглядов тех, кто был на стороне Германии в бурной дискуссии о ее роли в первой мировой войне.

После напряженных усилий Э. удалось в 1915 г. создать общую теорию относительности, выходившую далеко за рамки специальной теории, в которой движения должны быть равномерными, а относительные скорости постоянными. Общая теория относительности охватывала все возможные движения, в том числе и ускоренные (т.е. происходящие с переменной скоростью). Господствовавшая ранее механика, берущая начало из работ Исаака Ньютона (XVII в.), становилась частным случаем, удобным для описания движения при относительно малых скоростях. Э. пришлось заменить многие из введенных Ньютоном понятий. Такие аспекты ньютоновской механики, как, например, отождествление гравитационной и инертной масс, вызывали у него беспокойство. По Ньютону, тела притягивают друг друга, даже если их разделяют огромные расстояния, причем сила притяжения, или гравитация, распространяется мгновенно. Гравитационная масса служит мерой силы притяжения. Что же касается движения тела под действием этой силы, то оно определяется инерциальной массой тела, которая характеризует способность тела ускоряться под действием данной силы. Э. заинтересовало, почему эти две массы совпадают.

Он произвел так называемый «мысленный эксперимент». Если бы человек в свободно падающей коробке, например в лифте, уронил ключи, то они не упали бы на пол: лифт, человек и ключи падали бы с одной и той же скоростью и сохранили бы свои положения относительно друг друга. Так происходило бы в некой воображаемой точке пространства вдали от всех источников гравитации. Один из друзей Э. заметил по поводу такой ситуации, что человек в лифте не мог бы отличить, находится ли он в гравитационном поле или движется с постоянным ускорением. Эйнштейновский принцип эквивалентности, утверждающий, что гравитационные и инерциальные эффекты неотличимы, объяснил совпадение гравитационной и инертной массы в механике Ньютона. Затем Э. расширил картину, распространив ее на свет. Если луч света пересекает кабину лифта «горизонтально», в то время как лифт падает, то выходное отверстие находится на большем расстоянии от пола, чем входное, так как за то время, которое требуется лучу, чтобы пройти от стенки к стенке, кабина лифта успевает продвинуться на какое-то расстояние. Наблюдатель в лифте увидел бы, что световой луч искривился. Для Э. это означало, что в реальном мире лучи света искривляются, когда проходят на достаточно малом расстоянии от массивного тела.

Общая теория относительности Э. заменила ньютоновскую теорию гравитационного притяжения тел пространственно-временным математическим описанием того, как массивные тела влияют на характеристики пространства вокруг себя. Согласно этой точке зрения, тела не притягивают друг друга, а изменяют геометрию пространства-времени, которая и определяет движение проходящих через него тел. Как однажды заметил коллега Э., американский физик Дж. А. Уилер, «пространство говорит материи, как ей двигаться, а материя говорит пространству, как ему искривляться».

Но в тот период Э. работал не только над теорией относительности. Например, в 1916 г. он ввел в квантовую теорию понятие индуцированного излучения. В 1913 г. Нильс Бор разработал модель атома, в которой электроны вращаются вокруг центрального ядра (открытого несколькими годами ранее Эрнестом Резерфордом) по орбитам, удовлетворяющим определенным квантовым условиям. Согласно модели Бора, атом испускает излучение, когда электроны, перешедшие в результате возбуждения на более высокий уровень, возвращаются на более низкий. Разность энергии между уровнями равна энергии, поглощаемой или испускаемой фотонами. Возвращение возбужденных электронов на более низкие энергетические уровни представляет собой случайный процесс. Э. предположил, что при определенных условиях электроны в результате возбуждения могут перейти на определенный энергетический уровень, затем, подобно лавине, возвратиться на более низкий, т.е. это тот процесс, который лежит в основе действия современных лазеров.

Хотя и специальная, и общая теории относительности были слишком революционны, чтобы снискать немедленное признание, они вскоре получили ряд подтверждений. Одним из первых было объяснение прецессии орбиты Меркурия, которую не удавалось полностью понять в рамках ньютоновской механики. Во время полного солнечного затмения в 1919 г. астрономам удалось наблюдать звезду, скрытую за кромкой Солнца. Это свидетельствовало о том, что лучи света искривляются под действием гравитационного поля Солнца. Всемирная слава пришла к Э., когда сообщения о наблюдении солнечного затмения 1919 г. облетели весь мир. Относительность стала привычным словом. В 1920 г. Э. стал приглашенным профессором Лейденского университета. Однако в самой Германии он подвергался нападкам из-за своих антимилитаристских взглядов и революционных физических теорий, которые пришлись не ко двору определенной части его коллег, среди которых было несколько антисемитов. Работы Э. они называли «еврейской физикой», утверждая, что полученные им результаты не соответствуют высоким стандартам «арийской науки». И в 20-е гг. Э. оставался убежденным пацифистом и активно поддерживал миротворческие усилия Лиги Наций. Э. был сторонником сионизма и приложил немало усилий к созданию Еврейского университета в Иерусалиме в 1925 г.

В 1922 г. Э. была вручена Нобелевская премия по физике 1921 г. «за заслуги перед теоретической физикой, и особенно за открытие закона фотоэлектрического эффекта». «Закон Э. стал основой фотохимии так же, как закон Фарадея – основой электрохимии»,– заявил на представлении нового лауреата Сванте Аррениус из Шведской королевской академии. Условившись заранее о выступлении в Японии, Э. не

смог присутствовать на церемонии и свою Нобелевскую лекцию прочитал лишь через год после присуждения ему премии.

В то время как большинство физиков начало склоняться к принятию квантовой теории, Э. все более не удовлетворяли следствия, к которым она приводила. В 1927 г. он выразил свое несогласие со статистической интерпретацией квантовой механики, предложенной Бором и Максом Борном. Согласно этой интерпретации, принцип причинно-следственной связи неприменим к субатомным явлениям. Э. был глубоко убежден, что статистика является не более чем средством и что фундаментальная физическая теория не может быть статистической по своему характеру. По словам Э., «Бог не играет в кости» со Вселенной. В то время как сторонники статистической интерпретации квантовой механики отвергали физические модели ненаблюдаемых явлений, Э. считал теорию неполной, если она не может дать нам «реальное состояние физической системы, нечто объективно существующее и допускающее (по крайней мере в принципе) описание в физических терминах». До конца жизни он стремился построить единую теорию поля, которая могла бы выводить квантовые явления из релятивистского описания природы. Осуществить эти замыслы Э. так и не удалось. Он неоднократно вступал в дискуссии с Бором по поводу квантовой механики, но они лишь укрепляли позицию Бора.

Когда в 1933 г. Гитлер пришел к власти, Э. находился за пределами Германии, куда он так и не вернулся. Э. стал профессором физики в новом Институте фундаментальных исследований, который был создан в Принстоне (штат Нью-Джерси). В 1940 г. он получил американское гражданство. В годы, предшествующие второй мировой войне, Э. пересмотрел свои пацифистские взгляды, чувствуя, что только военная сила способна остановить нацистскую Германию. Он пришел к выводу, что для «защиты законности и человеческого достоинства» придется «вступить в битву» с фашистами. В 1939 г. по настоянию нескольких физиков-эмигрантов Э. обратился с письмом к президенту Франклину Д.Рузвельту, в котором писал о том, что в Германии, по всей вероятности, ведутся работы по созданию атомной бомбы. Он указывал на необходимость поддержки со стороны правительства США исследований по расщеплению урана. В последующем развитии событий, которые привели к взрыву 16 июля 1945 г. первой в мире атомной бомбы в Аламогордо (штат Нью-Мексико), Э. участия не принимал.

После второй мировой войны, потрясенный ужасающими последствиями использования атомной бомбы против Японии и все ускоряющейся гонкой вооружений, Э. стал горячим сторонником мира, считая, что в современных условиях война представляла бы угрозу самому существованию человечества. Незадолго до смерти он поставил свою подпись под воззванием Бертрана Рассела, обращенным к правительствам всех стран, предупреждающим их об опасности применения водородной бомбы и призывающим к запрету ядерного оружия. Э. выступал за свободный обмен идеями и ответственное использование науки на благо человечества.

Первой женой Э. была Милева Марич, его соученица по Федеральному технологическому институту в Цюрихе. Они поженились в 1903 г., несмотря на жестокое противодействие его родителей. От этого брака у Э. было два сына. После пятилетнего разрыва супруги в 1919 г. развелись. В том же году Э. вступил в брак со своей двоюродной сестрой Эльзой, вдовой с двумя детьми. Эльза Эйнштейн скончалась в 1936 г. В часы досуга Э. любил музицировать. Он начал учиться игре на скрипке, когда ему исполнилось шесть лет, и продолжал играть всю жизнь, иногда в ансамбле с другими физиками, например с Максом Планком, бывшим великолепным пианистом. Нравились ему и прогулки на яхте. Э. считал, что парусный спорт необычайно способствует размышлениям над физическими проблемами. В Принстоне он стал местной достопримечательностью. Его знали как физика с мировым именем, но для всех он был добрым, скромным, приветливым и несколько эксцентричным человеком, с которым можно столкнуться прямо на улице. Э. скончался в Принстоне от аневризмы аорты.

Самый знаменитый из ученых XX в. и один из величайших ученых всех времен, Э. обогатил физику с присущей только ему силой прозрения и непревзойденной игрой воображения. С детских лет он воспринимал мир как гармоническое познаваемое целое, «стоящее перед нами наподобие великой и вечной загадки». По его собственному признанию, он верил в «Бога Спинозы, являющего себя в гармонии всего сущего». Именно это «космическое религиозное чувство» побуждало Э. к поиску объяснения природы с помощью системы уравнений, которая обладала бы большой красотой и простотой.

Среди многочисленных почестей, оказанных Э., было предложение стать президентом Израиля, последовавшее в 1952 г. Э. отказался. Помимо Нобелевской премии, он был удостоен многих других наград, в том числе медали Копли Лондонского королевского общества (1925) и медали Франклина Франклиновского института (1935). Э. был почетным доктором многих университетов и членом ведущих академий наук мира.

Источник информации:

Лауреаты Нобелевской премии: Энциклопедия: Пер. с англ.– М.:Прогресс, 1992.