Постулати Ейнштейна: навчальні матеріали та елементи спеціальної теорії

Наш світ за своє існування побачив колосальну кількість геніїв! Список їх з усього світу можна продовжувати нескінченно довго. Є величезна кількість аксіом, теорій і гіпотез, на яких ґрунтується сучасна наука. Великі уми всіх часів і народів по цеглинці вибудовували фундамент фізики. До них відносяться постулати Ейнштейна, перетворення Лоренца, аксіома Архімеда, теорема Піфагора, формула Герона і багато інших. Кожне нове відкриття тягло за собою бурхливий ажіотаж і символізувало прорив у певній галузі. У цій статті все увагу буде направлено на постулати Ейнштейна.

Біографія Ейнштейна

Альберт Ейнштейн з'явився на світ 14031879 р. в місті Ульмі (Німеччина), у родині євреїв. Батько його разом з товаришем були співвласниками маленького заводу з випуску набивання з пір'я для подушок і матраців. Мати вченого була родом з досить забезпеченої династії, яка торгувала кукурудзою. Вже будучи сімейною людиною батько Альберта відкрив компанію з продажу електроприладів. Восени 1896 року в Політехнікумі в Швейцарії Ейнштейн знайомиться зі студенткою з Сербії Мілевою Марич, яка згодом стане його дружиною. Майбутній вчений так хотів отримати швейцарське громадянство, що для цього відмовився від німецького. Врешті-решт він зміг цього домогтися в 1901 р. Незважаючи на свій талант і неабиякі здібності, він два року метався в пошуках роботи, навіть голодував від безвиході, але не припиняв займатися фізичними науками.

Ставлення оточуючих до праць Ейнштейна

Багато вчені того часу вважали роботи Ейнштейна занадто новаторськими, так як вони перекреслювали деякі фундаментальні знання в цій області. Деякі великі уми того століття все-таки вирішили дотримуватися класичних теорій, при цьому намагаючись вивести альтернативи, які спростовують постулати Эншнейна, але зіткнулися з тим, що вони не застосовні на практиці.


Постулати теорії відносності Ейнштейна не раз ставали причиною його номінації на Нобелівську премію. Але така революційна теорія трохи лякала Нобелівський комітет, тому вони довго не давали йому цю нагороду. Але у 1922 р. він все таки був її удостоєний за роботи над фотоефектом.

Особистісні якості вченого

Альберт був відкритим, привітним, чарівним, оптимістичним і чуйною людиною. Його друзі відзначали в ньому прекрасне почуття гумору. Він особливо сильно любив музику 18 століття. Сам вмів грати на скрипці, яку завжди тримав при собі. Ейнштейн самокритично ставився до своїх праць, завжди визнавав свої помилки, навіть публічно. Ніколи не соромився того, що може помилятися, з повагою брав під увагу праці інших вчених, не терпів брехня і несправедливість. Альберт Ейнштейн удостоєний величезної кількості нагород та відзнак, в тому числі посмертно. У його честь названі одиниці виміру фотонів, хімічний елемент №99 невеликий астероїд, відкритий в 1973 р., гімназія, обсерваторія, інститут, медичні організації, вулиці і, звичайно, нагороди - медалі та премії.

Цікаві факти з життя

Найграндіознішим внеском Ейнштейна прийнято вважати теорію відносності. Мало хто знає, але попутно з ним над нею працював учений (німець за національністю) Давид Гільберт. Можна навіть сказати, що вони працювали в тандемі, так як постійно тримали зв'язок і обмінювалися інформацією в ході досліджень. Прикінцеві рівняння теорії відносності вони представили майже одночасно, але зробили це по-різному. Спочатку багато хто були впевнені, що Гільберт зміг досягти цього ж результату майже на тиждень раніше, але представив публіці пізніше Альберта, якому дісталися всі лаври і почесті. Незважаючи на це, в кінці 20 століття були знайдені чорнові розрахунки і записи Д. Гільберта, завдяки яким стало зрозуміло, що він зміг би довести свою теорію до кінця без вже опублікованих даних. Хоча самих вчених ці суперечки зовсім не цікавили.

Ейнштейн зміг розробити такий холодильник, для якого не потрібно електрику, який працює виключно на нагрівачах невеликої потужності. У 1930 році патент на нього проданий компанії «Електролюкс», але вони, на жаль, так і не почали випуск подібної техніки.

ФБР Сполучених Штатів Америки Ейнштейна вважали радянським шпигуном, тому до всього, що з ним пов'язано, ставилися з надзвичайних побоюванням. До кінця його життя досьє на нього складалося з 15 тисячі аркушів.

Пацифіст Ейнштейн просив Рузвельта про розбирання атомної бомби. Він був категорично проти, вважаючи це занадто небезпечною затією.

Перед смертю А. Ейнштейн дуже багато працював над реалізацією теорії про Єдиному полі. Яка полягає в тому, що за допомогою одного головного і однозначного рівняння сформулювати і зібрати воєдино взаємодія 3 основних сил: електромагнітної, гравітаційної та ядерної. Можливо, Ейнштейн зміг зробити приголомшливе відкриття, але, на жаль, він спалив ці роботи. Тепер нащадкам залишається тільки здогадуватися, до чого ж він тоді зміг прийти.

Основний внесок у розвиток фізики

Постулати Ейнштейна - головний ключ до пояснення багатьох фізичних явищ. Праці вченого дали колосальний старт для подальшого розвитку науки і змінили підхід до вивчення простору і часу. Вони діляться на два типи: постулати теорії відносності Ейнштейна і принцип сталості швидкості світла. Це зовсім нові та не мають аналогів досі поняття у фізиці.

Перший постулат Ейнштейна

Він свідчить про сталість природних законів і характеризують їх рівнянь при зміні певної інерціальної системи відліку в іншу. Закони деформації стану фізичної системи абсолютно не обтяжені таким фактом, як до якоїсь з 2 рухаються один щодо одного координатних систем, ці деформації ставляться. Простими словами, він роз'яснив пересування різних інерціальних систем відліку або пересування фізичних тіл, що переміщаються щодо один одного з постійною швидкістю. Коли одне тіло (система) змінюють траэкторию або ж швидкість руху, в цей момент застосовується У (загальна теорія відносності), а ні то ні інше тіло (систему) можна розглядати як систему звіту.

Другий постулат

Наступним Ейнштейн вивів постулат: швидкість світла при наявності вакууму однозначна за всіма напрямками і не зміниться при відхиленні швидкості руху джерела світла від первісної величини. Виходячи з цього напрошується висновок, що швидкість світла гранично та постійна незалежно від інерціальної системи відліку. Ця дивовижна теорія, що швидкість світла для всіх оточуючих, яким би чином вони не переміщалися, абсолютно однакова (при дотриманні певних допоміжних умов), веде до розроблених до цього перетворень координат і часу Х. Лоренца в момент переходу з початкової інерціальної системи відліку в нову, яка мінлива по відношенню до першої. На відміну від Лоренца, який розглядав свої формули як нереальні і фіктивні, Альберт Ейнштейн привів їх у дію в реальності. Це послужило джерелом для отримання найважливішого для науки рівняння, що зв'язує масу М, енергію Е і імпульс P: E 2 = М 2 xc 4 +P 2 xз 2 . Де c=швидкість світла. А саме рівняння можна назвати однією з перших передумов для застосування внутриядерной енергії.

Постулати спеціальної теорії відносності Ейнштейна

Спеціальна теорія відносності є найважливішою фізичною теорією про простір і час. Постулати СТО Ейнштейна служать основною базою сучасних фізиків і техніків. На них ґрунтуються багато наступні відкриття вчених з усього світу. Елементи спеціальної теорії відносності (постулати Ейнштейна) часто називають релятивістською теорією, а ті явища, які вона описує, - релятивистским ефектом. Найкраще це видно при русі тіл зі швидкістю, близькою до швидкості світла у вакуумі с = 3·108 м/с. Дані постулати Ейнштейна були створені в 1905 р. Спеціальна теорія відносності застосовна тільки, коли швидкість об'єктів залишається незмінною і рух відбувається рівномірно. У момент відхилення або швидкості, або шляху переміщення закони СТО просто перестають працювати. У подібному випадку застосовується загальна теорія відносності.

Альберт Ейнштейн - каталізатор розвитку науки свого часу

На рубежі 19 і 20 століть наука фізика перебувала у критичній ситуації. Виходом з неї стала відмова Ейнштейна від класичного погляду на простір і час. Те, що раніше здавалося зрозумілим і очевидним, насправді - мінливе! Постулати Ейнштейна доводять, що величини і поняття, що вважалися в нерелятивістської фізики константами, у даній теорії примикають до розряду відносних. Всі вищезазначені постулати Ейнштейна дали колосальний поштовх у розвитку фізики як науки. Він абсолютно заслужено отримав Нобелівську премію і всесвітнє визнання!