אלברט איינשטיין הוא ללא ספק מגדולי הפיזיקאים בכל הזמנים.
ההישג המדהים של איינשטיין התרחש בשנת 1905. תוך שנה הצליח איינשטיין לפרסם ארבעה מאמרים.
למרות שבאותה תקופה שימש כפקיד במשרד הפטנטים בברן, שוויץ.
ארבעת המאמרים הללו הביאו לשינויים משמעותיים בפיזיקה. לכן 1905 נחשבת לשנת הנס של אלברט איינשטיין
91905 יוני, אפקט פוטואלקטרי
המאמר הראשון של איינשטיין על האפקט הפוטואלקטרי זיכה אותו בפרס נובל בשנת 1921.
האפקט הפוטואלקטרי הוא שחרור אלקטרונים מעל פני האובייקט (מתכת) כאשר הוא נחשף לאור בתדירות מסוימת.
האפקט הפוטואלקטרי התגלה למעשה בשנת 1887. עם זאת, באותה תקופה תורת הגלים של האור לא הצליחה להסביר את התכונות החשובות של האפקט הפוטואלקטרי.
ואז תיאר איינשטיין כי האור היה חלקיק. חלקיקים אלה הם בצורת חבילות אנרגיה הנקראות פוטונים.
כמות האנרגיה של הפוטונים שווה לתדר האור המוכפל בקבוע. במילים אחרות, האנרגיה של כל פוטון היא פרופורציונאלית לתדר האור.
מנוסח כך:
E = hf
אלקטרונים על פני האובייקט ישוחררו כאשר הם נחשפים לתדר אור מסוים.
מכאן, איינשטיין הצליח גם לנסח את ערך תדר האור לשחרור אלקטרונים מעל פני האובייקט.
הרעיון של איינשטיין לא היה מובן מאליו. אפילו בהתחלה הרעיון הזה נדחה על ידי רוב הפיזיקאים הגדולים באותה תקופה, כולל מקס פלאנק.
עם זאת, בסביבות 1919 הוכיח ניסוי את הדיוק בתיאוריה של איינשטיין.
18 יולי 1905, תנועה בראונית
תנועה בראונית היא תנועה אקראית של חלקיקים בנוזל. תנועה זו נגרמת על ידי התנגשות של חלקיקים ואטומים נוזליים.
קרא גם: לווין Nusantara Satu הוטס בהצלחה עם רקטת ה- SpaceX Falcon 9תנועה בראונית ידועה למעשה כבר זמן רב בעולם המדע. זה נצפה לראשונה על ידי בוטנאי אנגלי, רוברט בראון בשנת 1827.
הבעיה היא שבראון ומדענים אחרים לא יכולים להסביר מדוע חלקיקים בנוזלים נעים באופן אקראי ומתמיד.
ובכן, זה מה שאלברט איינשטיין ניתח באופן מתמטי.
הוא מחשב את הממוצע הסטטיסטי של מספר ההתנגשויות בין החלקיקים לאטומי הנוזל המפוזרים. בנוסף, זה מתייחס גם לגודל האטום.
כתוצאה מכך, איינשטיין הצליח להסביר את מיליוני המולקולות הקטנות העלולות לגרום לתנועת חלקיקים גדולים יותר.
למעשה, מאמר זה גם מוכיח במקביל את קיומם של מולקולות ואטומים.
26 ספטמבר 1905, תורת היחסות המיוחדת
במושג התנועה, ניוטון האמין בזמן מוחלט. כלומר, הוא מאמין שניתן למדוד את פרק הזמן בין שני אירועים באופן מדויק ובאותה מידה ללא קשר למי שמודד אותו.
המשמעות היא שהזמן נפרד לחלוטין מהחלל.
התפיסה של ניוטון בעייתית כאשר היא חלה על עצמים במהירות גבוהה כמו אור.
התיאוריה של מקסוול צופה כי האור נע במהירות מסוימת.
אולם התיאוריה של ניוטון לא יכלה לקבל זאת. אם האור נע במהירות מסוימת, יש להסביר זאת מול המהירות שהוא נמדד.
לבסוף, הוא הציע את רעיון ה"אתר "כמדיום קל להפצה.
אלברט איינשטיין, באמצעות המאמר השלישי שלו, הראה שכל רעיון האתר מיותר כל עוד רעיון הזמן ננטש לחלוטין.
שתי נקודות חשובות בתיאוריה זו הן:
- חוקי המדע צריכים להיות זהים לכל הצופים החופשיים
- מהירות האור קבועה עבור כל צופה על פי התיאוריה של מקסוול
ההשפעה של תיאוריה זו חוללה מהפכה ברעיון המרחב והזמן. במילים אחרות, איינשטיין שם קץ לרעיון של ניוטון על זמן מוחלט שנמשך שנים.
21 בנובמבר 1905, שוויון מסה ואנרגיה
שקילות המסה והאנרגיה היא תוצאה של תורת היחסות המיוחדת של אלברט איינשטיין.
קרא גם: תסמונת מתחזה, תסמונת אותה חווים אנשים חכמים לעיתים קרובותהמשוואה היא:
E = mc2
ניתן להסיק את הנוסחה שלעיל שמסת האובייקט היא מדד לאנרגיה הכלולה באובייקט.
הרעיונות והמשוואות של איינשטיין ידועים מאוד.
משוואה זו הובילה מאוחר יותר לייצור פצצת האטום והאנרגיה הגרעינית.
למעשה, במהלך 1905 הציג איינשטיין גם את עבודת הדוקטורט שלו. עבודת הגמר שלו על "קביעה חדשה של ממד מולקולרי"העניק לו דוקטורט בפיזיקה מאוניברסיטת ציריך.
התייחסות:
- שנת נס איינשטיין
- תורת האור
- אפקט פוטואלקטרי
- תנועה בראונית
- יחסיות מיוחדת
