ألبرت أينشتاين - سنة المعجزة

البرت اينشتاين

عام المعجزة

على الرغم من حصوله على وظيفة يومية في مكتب براءات الاختراع ، أمضى أينشتاين معظم وقته في تطوير نظرياته العلمية الخاصة. بحلول عام 1905 ، كان مستعدًا لتقديم نظرياته للعالم. نشر أربع أوراق علمية في ذلك العام ، تغطي كل منها موضوعًا مختلفًا ، في مجلة فيزياء تسمىحوليات الفيزياء. كانت هذه الأوراق رائدة ووضعت الأساس للفيزياء الحديثة. غالبًا ما يطلق المؤرخون على هذا الاندفاع من الاكتشافات العلمية 'عام المعجزة'.

التأثير الكهروضوئي والضوء كوانتا

كانت أول ورقة بحثية نشرها أينشتاين في عام المعجزة بعنوان 'من وجهة نظر إرشادية فيما يتعلق بإنتاج وتحويل الضوء'. قدمت هذه الورقة فكرة أن الضوء لم يكن موجة مستمرة ، ولكنه كان يتألف من حزم أطلق عليها 'كوانتا'. لاحقًا ، سيُستخدم مصطلح 'الفوتونات' لوصف جسيمات الضوء الصغيرة لأينشتاين.

لم يسحب أينشتاين هذه الفكرة من فراغ فحسب ، بل استنتج الفكرة من النظريات العلمية الحالية والتجارب التي يديرها فيزيائيون آخرون. كان لعمل ماكس بلانك (ثابت بلانك) بالإضافة إلى العمل التجريبي على التأثير الكهروضوئي الذي قام به فيليب لينارد تأثير كبير على نظرية أينشتاين.

رسم التأثير الكهروضوئي
التأثير الكهروضوئي
المصدر: ويكيميديا ​​كومنز




تم رفض فكرة وجود الضوء في الكميات في البداية من قبل المجتمع العلمي بما في ذلك معظم علماء الفيزياء العظماء في ذلك الوقت (حتى ماكس بلانك رفض هذه الفرضية). لم يكن الأمر كذلك إلا بعد سنوات عديدة ، في عام 1919 ، عندما أظهرت التجارب دقة نظرية أينشتاين التي أصبحت نظرية الفوتونات مقبولة على نطاق واسع. عندما حصل أينشتاين على جائزة نوبل في عام 1921 ، تم ذكر عمله في التأثير الكهروضوئي على وجه التحديد. اليوم ، يعد الفوتون جزءًا أساسيًا من الفيزياء الحديثة.

الحركة البراونية

لم تكن الورقة الثانية لأينشتاين في عام 1905 رائدة مثل الأولى ، لكنها لا تزال تمثل معلمًا مهمًا في تاريخ الفيزياء. كانت الورقة بعنوان 'حول حركة الجسيمات الصغيرة العالقة في سائل ثابت ، كما هو مطلوب في النظرية الحركية الجزيئية للحرارة'.

في هذا البحث ، استخدم أينشتاين الحركة العشوائية للجزيئات لشرح الحركة البراونية في السائل. حتى هذه النقطة ، كان شرح الحركة البراونية في السائل حجر عثرة في الجهود المبذولة لإثبات وجود الجزيئات والذرات. باستخدام الفيزياء الإحصائية ، كان أينشتاين قادرًا على شرح كيف يمكن للتأثيرات العشوائية الصغيرة لملايين الجزيئات الصغيرة أن تسبب حركة جسيم أكبر (أي الحركة البراونية). لم تثبت هذه الورقة وجود الجزيئات والذرات فحسب ، بل أظهرت أيضًا أهمية الفيزياء الإحصائية في العلوم.

رسم بياني ملون للحركة البراونية
رسم بياني يوضح انتشار الجسيمات البراونية
المصدر: الديناميكا الحرارية الإحصائية غير المتوازنة


النسبية الخاصة

كانت الورقة الثالثة لأينشتاين عام 1905 بعنوان 'في الديناميكا الكهربائية للأجسام المتحركة'. عُرفت هذه الورقة لاحقًا باسم نظرية أينشتاين للنسبية الخاصة. أدخلت هذه الورقة تغييرات كبيرة في ميكانيكا الفيزياء حيث اقتربت السرعة النسبية بين الأجسام من سرعة الضوء. قدمت نتائج نظرية أينشتاين العديد من المفاهيم الرائدة بما في ذلك فكرة أن الوقت والكتلة والمكان ليست ثابتة للأشياء التي تتحرك بسرعات مختلفة.

في الورقة ، افترض أينشتاين أن سرعة الضوء ، مع ذلك ، كانت دائمًا ثابتة. لم يتغير بناءً على السرعة النسبية للمراقب ومصدر الضوء. ثم استكشف فكرة الأحداث المتزامنة وخلص إلى أن الأحداث التي بدت متزامنة لأحد المراقبين قد لا تظهر متزامنة لمراقب آخر. على عكس العديد من الأوراق العلمية ، شرح أينشتاين نظريته الجديدة من خلال وصف التجارب الفكرية بدلاً من الرياضيات المعقدة. استخدم مثال شخص يسافر على متن قطار مقابل شخص يقف على المنصة لتوضيح كيفية عمل نظريته.

ادعى أينشتاين أيضًا أن 'الأثير' الغامض الذي كان العلماء يحاولون تحديده لمئات السنين غير موجود. قد لا يبدو هذا رائداً اليوم ، لكن مفهوم 'الأثير' كان فكرة مهمة في الفيزياء في ذلك الوقت. كان رفض فكرة 'الأثير' بيانًا جريئًا وغير مسار الفيزياء.

صورة هندريك لورنتز
اعتمد أينشتاين على عمل الفيزيائي الهولندي
هندريك لورنتز في تعريف النسبية الخاصة

المصدر: المكتبة الملكية


معادلة الكتلة والطاقة

الورقة الأخيرة لعام معجزة أينشتاين كانت بعنوان 'هل يعتمد القصور الذاتي للجسم على محتواه من الطاقة؟قدمت هذه الورقة إحدى أشهر المعادلات العلمية في التاريخ: E = mcاثنين. استخدمت هذه الورقة بعض المفاهيم التي اقترحها أينشتاين لأول مرة في ورقته البحثية عن النسبية الخاصة. لقد أظهر أن كتلة الجسم هي مقياس محتوى طاقة الجسم. في الأساس ، كانت الكتلة والطاقة نفس الشيء.

كان لهذه الفكرة ومعادلة أينشتاين الشهيرة آثار هائلة. أظهرت المعادلة أنه حتى كمية صغيرة من الكتلة تحتوي على كميات هائلة من الطاقة. إذا نظرت إلى معادلة أينشتاين سترى أن الطاقة (E) تساوي الكتلة (م) مضروبة في مربع سرعة الضوء (ج). سرعة الضوء (ج) ثابتة وعدد كبير (حوالي 300000 كم / ثانية أو 186000 ميل / ثانية). إذن ، حتى كمية صغيرة من الكتلة مضروبة في cاثنينسيكون الكثير من الطاقة. أدت هذه الفكرة في النهاية إلى القنبلة الذرية والطاقة النووية.

اينشتاين
صيغة أينشتاين الشهيرة E = mc2
المؤلف: ديريك جنسن


حقيقة مثيرة للاهتمام

كما قدم أينشتاين أطروحته 'تحديد جديد للأبعاد الجزيئيةخلال عام 1905 حصل على الدكتوراه في الفيزياء من جامعة زيورخ.



محتويات السيرة الذاتية لألبرت أينشتاين
  1. ملخص
  2. نشأ أينشتاين
  3. التعليم ومكتب براءات الاختراع والزواج
  4. عام المعجزة
  5. نظرية النسبية العامة
  6. مهنة أكاديمية وجائزة نوبل
  7. مغادرة ألمانيا والحرب العالمية الثانية
  8. المزيد من الاكتشافات
  9. الحياة اللاحقة والموت
  10. اقتباسات ألبرت أينشتاين والببليوغرافيا
>> المخترعون والعلماء

المخترعون والعلماء الآخرون:
الكسندر جراهام بيل
راشيل كارسون
جورج واشنطن كارفر
فرانسيس كريك وجيمس واتسون
ماري كوري
ليوناردو دافنشي
توماس أديسون
البرت اينشتاين
هنري فورد
بن فرانكلين
روبرت فولتون
جاليليو
جين جودال
يوهانس جوتنبرج
ستيفن هوكينج
أنطوان لافوازييه
جيمس نايسمث
إسحاق نيوتن
لويس باستور
الاخوان رايت


تم الاستشهاد بالأعمال