Файл: Реферат альберт эйнштейн и его вклад в развитие мировой науки.docx
Добавлен: 09.12.2023
Просмотров: 111
Скачиваний: 25
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Областное государственное бюджетное
профессиональное образовательное учреждение
«Димитровградский технический колледж»
(ОГБПОУ ДТК)
РЕФЕРАТ
«АЛЬБЕРТ ЭЙНШТЕЙН И ЕГО ВКЛАД В РАЗВИТИЕ
МИРОВОЙ НАУКИ»
по дисциплине ОГСЭ. 01. Основы философии
Работу выполнил(а):
студент гр. НГ-31
Алексей Султангареев
Работу проверил:
преподаватель ОГБПОУ ДТК
Кузнецова Ирина Владимировна
Димитровград, 2023
Содержание
1.Введение 3
2.Основная часть 4
2.1. Развитие квантовой теории Эйнштейна 4
3.Заключение 7
Список использованной литературы 8
1.ВВЕДЕНИЕ
Альберт Эйнштейн родился 14 марта 1879 года в Ульме, Германия. Семья Эйнштейнов состояла из его отца Германа, матери Паулины и младшей сестры Майи. Эйнштейновы были еврейской веры, а отец был владельцем электротехнической фабрики.
Альберт окончил школу Luitpold-Gymnasium в Мюнхене, но из-за того, что семейные обстоятельства заставили его переехать в Швейцарию, он пошел учиться в швейцарскую гимназию в Аарау. Затем, в 1896 году, Эйнштейн поступил в швейцарский Федеральный политехнический институт, который завершил в 1900 году.
Альберт специализировался в теоретической физике и после окончания института начал свою карьеру, работая сначала в качестве темпоралиста в патентном бюро в Берне, а позже став преподавателем и профессором.
Эйнштейн добился значительного успеха в своей научной карьере и внес решающий вклад в развитие физики. Так, в 1905 году он опубликовал четыре революционных труда, которые охватывали эффект фотоэлектрического явления, объяснение броуновского движения, специальную теорию относительности и знаменитую формулу связи массы и энергии E = mc².
В 1915 году Альберт Эйнштейн предложил общую теорию относительности, которая предсказывала гравитационные волны и деформацию пространства-времени вблизи массивных объектов.
Эйнштейн переехал в США в 1933 году из-за нацистского режима в Германии. Он занимал профессорскую кафедру на кафедре теоретической физики в Принстонском университете с 1933 по 1945 год.
За свою научную деятельность Альберт Эйнштейн был удостоен множества наград, включая Нобелевскую премию по физике 1921 года за открытие фотоэлектрического эффекта. Эйнштейн скончался 18 апреля 1955 года в Принстоне, США из-за геморрагического инсульта. (изменено)
2.ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
2.1 Развитие квантовой теории Эйнштейна
Открытие радиоактивных превращений и возникновение представлений об огромных запасах внутриатомной энергии было одним из существенных моментов начавшейся революции в физике. Столь же существенным было возникновение теории относительности, новых представлений о пространстве, времени, массе, о связи массы и энергии. Гораздо менее заметными и очень медленно сказывающимися были I идеи Планка о квантах энергии Сам создатель этой идеи, хотя и использовал свою формулу для определения таких атомных констант, как число Авогадро и заряд электрона, не слишком верил в кванты и полагал, что их как-то удастся ввести в русло представлений электромагнитной теории света.
Впервые обратил внимание на идею квантов и развил ее Альберт Эйнштейн в опубликованной в 1905 г. статье «Об одной эвристической точке зрения, касающейся возникновения и превращения света». В самом начале статьи Эйнштейн подчеркивал противоположность представлений физики о структуре материи и структуре света. «Согласно теории Максвелла, писал Эйнштейн, во всех электромагнитных, а значит, и световых явлениях энергию следует считать величиной, непрерывно распределенной в пространстве, тогда как энергия весомого тела, по современным физическим представлениям, складывается из энергий атомов и электронов. Энергия весомого тела не может быть раздроблена на сколь угодно большое число произвольно малых частей, тогда как энергия пучка света, испущенного точечным источником, по максвелловской (или вообще по любой волновой) теории света, непрерывно распределяется по все возрастающему объему».
Однако Эйнштейн полагает, что «теория света, оперирующая непрерывными пространственными функциями, приведет к противоречию с опытом, когда ее будут применять к явлениям возникновения и превращения света». По мнению Эйнштейна, явления «черного излучения», фотолюминесценции, фотоэффекта и другие, связанные с возникновением и превращением света, «лучше объясняются предположением, что энергия света распределяется по пространству дискретно».
Согласно сделанному им в этой статье предположению «энергия пучка света, вышедшего из каждой точки, не распределяется непрерывно во все возрастающем объеме, а складывается из конечного числа локализованных в пространстве неделимых квантов энергии, поглощаемых или возникающих только целиком».
Так Эйнштейн вернулся к ньютоновским представлениям о неделимых световых частицах, «поглощаемых или возникающих только целиком».
Но это возвращение произошло на новом, высшем уровне, когда оптика прочно усвоила волновые представления и не собиралась, да и не могла от них отказаться. В. И. Ленин сравнивал развитие науки с движением по спирали. Эйнштейн начал в теории света новый виток спирали.
Эйнштейн начинает с рассмотрения одной трудности в теории излучения черного тела. Если представить, что электромагнитные осцилляторы, которыми являются молекулы тела, подчиняются законам классической статистики Максвелла — Больцмана, то каждый такой осциллятор в среднем будет обладать энергией:
где R — постоянная Клапейрона, N — число Авогадро.
Используя соотношение Планка между средней энергией осциллятора и объемной плотностью энергии, находящейся с ним в равновесном излучении:
где Eν — средняя энергия осциллятора частоты v, L - скорость света, ρ - объемная плотность энергии излучения, Эйнштейн пишет равенство:
Из него он находит объемную плотность энергии:
*T«Это соотношение, — пишет Эйнштейн, — найденное при условии динамического равновесия, не только противоречит опыту, но и утверждает, что в нашей картине не может быть и речи о каком-либо однозначном распределении энергии между эфиром и веществом». В самом деле, суммарная энергия излучения оказывается бесконечной:
К аналогичному выводу в том же, 1905 г. пришли независимо друг от друга Рэлей и Джине. Классическая статистика приводит к закону излучения, резко противоположному опыту. Эта трудность получила название «ультрафиолетовая катастрофа».
Эйнштейн указывает, что формула Планка:
Эйнштейн подчеркивает, что значение числа Авогадро совпадает со значением, найденным другим способом. Обращаясь далее к закону Вина , хорошо оправдывающегося для больших значений ν/T, Эйнштейн получает выражение энтропии излучения:
«Это равенство показывает, что энтропия монохроматического излучения достаточно малой плотности зависит от объема так же, как энтропия идеального газа или разбавленного раствора».
Переписав это выражение в виде: и сравнивая его с законом Больцмана:
Эйнштейн находит выражение вероятности того, что энергия излучения в объеме V0 сосредоточится в части объема V:
Эйнштейн интерпретирует эту формулу следующим образом: «Монохроматическое излучение малой плотности (в пределах области применимости закона излучения Вина) в смысле теории теплоты ведет себя так, как будто оно состоит из независимых друг от друга квантов энергии величиной Rβν/N». Заметим, что величина β в современных обозначениях равна β=h/k, где k = R/N, и, таким образом, энергия кванта (Rβν/N)=hν
Эйнштейн применяет свою теорию к явлению люминесценции и не только дает объснение правила Стокса, согласно которому частота люминесценции v2 меньше или равна частоте возбуждающего излучения v1 ( v2 < v1), но и указывает на возможные причины отступления от него.
Особенно важное значение имеет объяснение Эйнштейном фотоэффекта. Квант энергии света, поглощаясь электроном, сообщает ему кинетическую энергию (R/N) βν - P, где Р - работа выхода электрона. При наличии задерживающего потенциала R, препятствующего электрону покидать освещаемую поверхность, выполняется равенство:
Такова знаменитая теория фотоэффекта, давшая простое и непринужденное объяснение этого явления, остававшегося загадкой для волновой теории.
Наблюдения, сделанные Ленардом в 1902 г., как указывал Эйнштейн в своей статье, не противоречили его теории. В самом деле, скорости фотоэлектронов не зависели от интенсивности световых лучей, а число их было пропорционально интенсивности. Что же касается зависимости энергии фотоэлектронов от частоты, то она была исследована лишь в 1912 г. Ричардсоном, Комптоном и в 1916 г. Милликеном. Последние классические эксперименты наряду с измерениями Милликеном элементарного заряда были удостоены Нобелевской премии.
К идее квантов Эйнштейна привел закон Вина, справедливый в области коротких волн. Ему казалось, как он писал год спустя, что «теория излучения Планка в известном смысле противостоит моей работе». Однако тщательный анализ закона Планка привел Эйнштейна к выводу, что формула Планка основана на гипотезе квантов. Этот вывод составляет содержание работы Эйнштейна 1906 г. «К теории возникновения и поглощения света». Здесь Эйнштейн показал, что в основе теории Планка лежит следующее утверждение: «Энергия элементарного резонатора может принимать только целочисленные значения, кратные величине (R/N) βν, энергия резонатора при поглощении и испускании меняется скачком, а именно на целочисленное значение, кратное величине (R/N) bv ».
3.ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Альберт Эйнштейн (1879-1955) является одним из самых великих ученых в истории. Его неустанный труд, необычайное умение видеть мир под нестандартными ракурсами и готовность к революционным изменениям формируют парадоксы современной физики.
Эйнштейн получил широкое признание благодаря разработке теории относительности, которая представляет собой одно из величайших достижений в области науки за всю историю. Теорию можно условно разделить на специальную и общую.
Специальная теория относительности (1905) привела к пониманию пространства и времени как цунами, причем их связь определяется независимо от движения наблюдателя. Благодаря этому, возник принцип сохранения культурных систем, и представление об асимметрии времени, что также положило начало дополнительным исследованиям благодаря механике времени и теории информации.
Общая теория относительности (1915) дополнила специальную теорию, доказав, что сила тяжести вызывает искривление пространства-времени. Это открытие пролило свет на неизвестны ранее законы природы, истолковало гравитационные линзы и черные дыры.
В связи с этим, Эйнштейн сделал революционный вклад в развитие научных исследований, который стал основой многих последующих открытий. Его теории стали отправной точкой для создания новых гипотез и опытов, которые привели к открытию бозонов Хиггса, изучению квантовой механики, астрофизики и применения обнаруженных законов в разные области науки, такие как космология, оптика, электроника, радиоастрономия и даже медицины.
Благодаря Эйнштейну и его открытиям, развитие науки тесно переплелось с историей и политикой XX и XXI веков. Он связал и открыл новые взаимоотношения в различных направлениях и индустриях, что повлекло за собой значительные прорывы в технологии и ядрефизику, что в свою очередь отразилось на качестве жизни и общественном развитии человечества.