愛(ài)因斯坦發(fā)明了什么
阿爾伯特·愛(ài)因斯坦(1879.3.14-1955.4.18),出生于德國(guó)符騰堡王國(guó)烏爾姆市,畢業(yè)于蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院,是一位猶太裔物理學(xué)家,1900年入瑞士國(guó)籍。接下來(lái)是小編為大家收集的愛(ài)因斯坦發(fā)明了什么,歡迎大家閱讀。
愛(ài)因斯坦發(fā)明了什么
相對(duì)論
狹義相對(duì)論的創(chuàng)立:早在16歲時(shí),愛(ài)因斯坦就從書(shū)本上了解到光是以很快速度前進(jìn)的電磁波,與此相聯(lián)系,他非常想探討與光波有關(guān)的所謂以太的問(wèn)題。愛(ài)因斯坦似乎就是那個(gè)將構(gòu)建嶄新的物理學(xué)大廈的人。愛(ài)因斯坦認(rèn)真研究了麥克斯韋電磁理論,特別是經(jīng)過(guò)赫茲和洛倫茲發(fā)展和闡述的電動(dòng)力學(xué)。愛(ài)因斯坦堅(jiān)信電磁理論是完全正確的,但是有一個(gè)問(wèn)題使他不安,這就是絕對(duì)參照系以太的存在。愛(ài)因斯坦在時(shí)空觀的徹底變革的基礎(chǔ)上建立了相對(duì)論力學(xué),指出質(zhì)量隨著速度的增加而增加,當(dāng)速度接近光速時(shí),質(zhì)量趨于無(wú)窮大。他并且給出了著名的質(zhì)能關(guān)系式:E=mc^2,質(zhì)能關(guān)系式對(duì)后來(lái)發(fā)展的原子能事業(yè)起到了指導(dǎo)作用。
廣義相對(duì)論的建立:愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論認(rèn)為,由于有物質(zhì)的存在,空間和時(shí)間會(huì)發(fā)生彎曲,而引力場(chǎng)實(shí)際上是一個(gè)彎曲的時(shí)空。愛(ài)因斯坦用太陽(yáng)引力使空間彎曲的理論,很好地解釋了水星近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)中一直無(wú)法解釋的43秒。廣義相對(duì)論的第二大預(yù)言是引力紅移,即在強(qiáng)引力場(chǎng)中光譜向紅端移動(dòng),20年代,天文學(xué)家在天文觀測(cè)中證實(shí)了這一點(diǎn)。廣義相對(duì)論的第三大預(yù)言是引力場(chǎng)使光線(xiàn)偏轉(zhuǎn),最靠近地球的大引力場(chǎng)是太陽(yáng)引力場(chǎng),愛(ài)因斯坦預(yù)言,遙遠(yuǎn)的星光如果掠過(guò)太陽(yáng)表面將會(huì)發(fā)生一點(diǎn)七秒的偏轉(zhuǎn)。
光電效應(yīng)
1905年,愛(ài)因斯坦提出光子假設(shè),成功解釋了光電效應(yīng),因此獲得1921年諾貝爾物理獎(jiǎng)。
光照射到金屬上,引起物質(zhì)的電性質(zhì)發(fā)生變化。這類(lèi)光變致電的現(xiàn)象被人們統(tǒng)稱(chēng)為光電效應(yīng)(Photoelectriceffect)。
光電效應(yīng)分為光電子發(fā)射、光電導(dǎo)效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)。前一種現(xiàn)象發(fā)生在物體表面,又稱(chēng)外光電效應(yīng)。后兩種現(xiàn)象發(fā)生在物體內(nèi)部,稱(chēng)為內(nèi)光電效應(yīng)。
赫茲于1887年發(fā)現(xiàn)光電效應(yīng),愛(ài)因斯坦第一個(gè)成功的解釋了光電效應(yīng)(金屬表面在光輻照作用下發(fā)射電子的效應(yīng),發(fā)射出來(lái)的電子叫做光電子)。光波長(zhǎng)小于某一臨界值時(shí)方能發(fā)射電子,即極限波長(zhǎng),對(duì)應(yīng)的光的頻率叫做極限頻率。臨界值取決于金屬材料,而發(fā)射電子的能量取決于光的波長(zhǎng)而與光強(qiáng)度無(wú)關(guān),這一點(diǎn)無(wú)法用光的波動(dòng)性解釋。還有一點(diǎn)與光的波動(dòng)性相矛盾,即光電效應(yīng)的瞬時(shí)性,按波動(dòng)性理論,如果入射光較弱,照射的時(shí)間要長(zhǎng)一些,金屬中的電子才能積累住足夠的能量,飛出金屬表面。可事實(shí)是,只要光的頻率高于金屬的極限頻率,光的亮度無(wú)論強(qiáng)弱,光子的產(chǎn)生都幾乎是瞬時(shí)的,不超過(guò)十的負(fù)九次方秒。正確的解釋是光必定是由與波長(zhǎng)有關(guān)的嚴(yán)格規(guī)定的能量單位(即光子或光量子)所組成。
光電效應(yīng)里,電子的射出方向不是完全定向的,只是大部分都垂直于金屬表面射出,與光照方向無(wú)關(guān),光是電磁波,但是光是高頻震蕩的正交電磁場(chǎng),振幅很小,不會(huì)對(duì)電子射出方向產(chǎn)生影響。
能量守恒
E=mc?,物質(zhì)不滅定律,說(shuō)的是物質(zhì)的質(zhì)量不滅;能量守恒定律,說(shuō)的是物質(zhì)的能量守恒。
雖然這兩條偉大的定律相繼被人們發(fā)現(xiàn)了,但是人們以為這是兩個(gè)風(fēng)馬牛不相關(guān)的定律,各自說(shuō)明了不同的自然規(guī)律。甚至有人以為,物質(zhì)不滅定律是一條化學(xué)定律,能量守恒定律是一條物理定律,它們分屬于不同的科學(xué)范疇。愛(ài)因斯坦認(rèn)為,物質(zhì)的質(zhì)量是慣性的量度,能量是運(yùn)動(dòng)的量度;能量與質(zhì)量并不是彼此孤立的,而是互相聯(lián)系的,不可分割的。物體質(zhì)量的改變,會(huì)使能量發(fā)生相應(yīng)的改變;而物體能量的改變,也會(huì)使質(zhì)量發(fā)生相應(yīng)的改變。在狹義相對(duì)論中,愛(ài)因斯坦提出了著名的質(zhì)能公式:E=mc^2(這里的E代表能量,m代表多少質(zhì)量,c代表光的速度,近似值為3×10^8m/s,這說(shuō)明能量可以用減少質(zhì)量的方法創(chuàng)造)。愛(ài)因斯坦的質(zhì)能關(guān)系公式,正確地解釋了各種原子核反應(yīng):就拿氦4(He4)來(lái)說(shuō),它的原子核是由2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子組成的。照理,氦4原子核的質(zhì)量就等于2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子質(zhì)量之和。實(shí)際上,這樣的算術(shù)并不成立,氦核的質(zhì)量比2個(gè)質(zhì)子、2個(gè)中子質(zhì)量之和少了0.0302u(原子質(zhì)量單位)!這是為什么呢?因?yàn)楫?dāng)2個(gè)氘[dao]核(每個(gè)氘核都含有1個(gè)質(zhì)子、1個(gè)中子)聚合成1個(gè)氦4原子核時(shí),釋放出大量的原子能。生成1克氦4原子時(shí),大約放出2.7×10^12焦耳的原子能。正因?yàn)檫@樣,氦4原子核的質(zhì)量減少了。
這個(gè)例子生動(dòng)地說(shuō)明:在2個(gè)氘原子核聚合成1個(gè)氦4原子核時(shí),似乎質(zhì)量并不守恒,也就是氦4原子核的質(zhì)量并不等于2個(gè)氘核質(zhì)量之和。然而,用質(zhì)能關(guān)系公式計(jì)算,氦4原子核失去的質(zhì)量,恰巧等于因反應(yīng)時(shí)釋放出原子能而減少的質(zhì)量。愛(ài)因斯坦從更新的高度,闡明了物質(zhì)不滅定律和能量守恒定律的實(shí)質(zhì),指出了兩條定律之間的密切關(guān)系,使人類(lèi)對(duì)大自然的認(rèn)識(shí)又深了一步。
宇宙常數(shù)
愛(ài)因斯坦在提出相對(duì)論的時(shí)候,曾將宇宙常數(shù)(為了解釋物質(zhì)密度不為零的靜態(tài)宇宙的存在,他在引力場(chǎng)方程中引進(jìn)一個(gè)與度規(guī)張量成比例的項(xiàng),用符號(hào)Λ表示。該比例常數(shù)很小,在銀河系尺度范圍可忽略不計(jì)。只在宇宙尺度下,Λ才可能有意義,所以叫作宇宙常數(shù)。即所謂的反引力的固定數(shù)值)代入他的方程。他認(rèn)為,有一種反引力,能與引力平衡,促使宇宙有限而靜態(tài)。當(dāng)哈勃將膨脹宇宙的天文觀測(cè)結(jié)果展示給愛(ài)因斯坦看時(shí),愛(ài)因斯坦說(shuō):“這是我一生所犯下的最大錯(cuò)誤。”
宇宙是膨脹著的。哈勃等認(rèn)為,反引力是不存在的,由于星系間的引力,促使膨脹速度越來(lái)越慢。星系間有一種扭旋的力,促使宇宙不斷膨脹,即暗能量。70億年前,它們“戰(zhàn)勝”了暗物質(zhì),成為宇宙的主宰。最新研究表明,按質(zhì)量成份(只算實(shí)質(zhì)量,不算虛物質(zhì))計(jì)算,暗物質(zhì)和暗能量約占宇宙96%。看來(lái),宇宙將不斷加速膨脹,直至解體死亡。(也有其它說(shuō)法,爭(zhēng)議不休)。宇宙常數(shù)雖存在,但反引力的值遠(yuǎn)超過(guò)引力。林德饒有風(fēng)趣的說(shuō):“我終于明白,為什么他(愛(ài)因斯坦)這么喜歡這個(gè)理論,多年后依然研究宇宙常數(shù),宇宙常數(shù)依然是當(dāng)今物理學(xué)最大的疑問(wèn)之一。”
愛(ài)因斯坦的名言
想象力比知識(shí)更重要
邏輯會(huì)把你從A帶到B,想象力能帶你去任何地方
從觀察和理解中獲得樂(lè)趣是大自然賜予的最美好的禮物
試著不去做一個(gè)成功的人,而去做一個(gè)有價(jià)值的人
如果你不能把它簡(jiǎn)單地解釋出來(lái),那說(shuō)明你還沒(méi)有很好的理解它
當(dāng)答案很簡(jiǎn)單時(shí),是老天在回答
有一個(gè)問(wèn)題常常把我搞迷糊:究竟是我瘋了還是別人瘋了?
人生就像騎單車(chē)。想保持平衡就得往前走
我用比相對(duì)論還多的腦力在量子論上
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