Постулаты Эйнштейна: учебные материалы и элементы специальной теории

Наш мир за свое существование повидал колоссальное количество гениев! Список их со всего света можно продолжать бесконечно долго. Имеется огромное число аксиом, теорий и гипотез, на которых основывается современная наука. Великие умы всех времен и народов по кирпичику выстраивали фундамент физики. К ним относятся постулаты Эйнштейна, преобразования Лоренца, аксиома Архимеда, теорема Пифагора, формула Герона и многие другие. Каждое новое открытие влекло за собой бурный ажиотаж и символизировало прорыв в определенной области. В данной статье всё внимание будет направлено на постулаты Эйнштейна.

Биография Эйнштейна

Альберт Эйнштейн появился на свет 14.03.1879 г. в городе Ульме (Германия), в семье евреев. Отец его вместе с товарищем были совладельцами маленького завода по выпуску набивки из перьев для подушек и матрасов.

Мать ученого была родом из достаточно обеспеченной династии, торговавшей кукурузой. Уже будучи семейным человеком отец Альберта открыл компанию по продаже электроприборов.

Осенью 1896 года в Политехникуме в Швейцарии Эйнштейн знакомится со студенткой из Сербии Милевой Марич, которая в последствии станет его супругой.

Будущий ученый так хотел получить швейцарское гражданство, что для этого отказался от немецкого. В конце концов он смог этого добиться в 1901 г.

Несмотря на свой талант и незаурядные способности, он два года метался в поисках работы, даже голодал от безысходности, но не прекращал заниматься физическими науками.

Отношение окружающих к трудам Эйнштейна

Многие ученые того времени считали работы Эйнштейна слишком новаторскими, так как они перечеркивали некоторые фундаментальные знания в этой области. Некоторые великие умы того столетия всё-таки решили придерживаться классических теорий, при этом пытаясь вывести альтернативы, опровергающие постулаты Эншнейна, но столкнулись с тем, что они не применимы на практике.

Постулаты теории относительности Эйнштейна не раз становились причиной номинации его на Нобелевскую премию. Но такая революционная теория немного пугала Нобелевский комитет, поэтому они долго не давали ему эту награду. Но в 1922 г. он всё таки был ее удостоен за работы над фотоэффектом.

Личностные качества ученого

Альберт был открытым, приветливым, обаятельным, оптимистичным и отзывчивым человеком. Его друзья отмечали в нем прекрасное чувство юмора.

Он особенно сильно любил музыку 18 века. Сам умел играть на скрипке, которую всегда держал при себе.

Эйнштейн самокритично относился к своим трудам, всегда признавал свои ошибки, даже публично. Никогда не стыдился того, что может ошибаться, с уважением принимал во внимание труды других ученых, не терпел ложь и несправедливость.

Альберт Эйнштейн удостоен огромного количества наград и отличий, в том числе посмертно.

В его честь названы единицы измерения фотонов, химический элемент №99, небольшой астероид, открытый в 1973 г., гимназия, обсерватория, институт, медицинские организации, улицы и, конечно, награды - медали и премии.

Интересные факты из жизни

1. Самым грандиозным вкладом Эйнштейна принято считать теорию относительности. Мало кто знает, но попутно с ним над ней же работал ученый (немец по национальности) Давид Гильберт. Можно даже сказать, что они работали в тандеме, так как постоянно держали связь и обменивались информацией в ходе исследований. Заключительные уравнения теории относительности они представили почти одновременно, но сделали это совершенно по-разному. Изначально многие были уверены, что Гильберт смог достичь этого же результата практически на неделю раньше, но представил публике позже Альберта, которому достались все лавры и почести. Несмотря на это, в конце 20 века были найдены черновые расчеты и записи Д. Гильберта, благодаря которым стало понятно, что он смог бы довести свою теорию до конца без уже опубликованных данных. Хотя самих ученых эти споры совершенно не интересовали.
2. Эйнштейн смог разработать такой холодильник, для которого не требуется электричество, работающий исключительно на нагревателях небольшой мощности. В 1930 году патент на него продан компании «Электролюкс», но они, к сожалению, так и не начали выпуск подобной техники.
3. ФБР Соединенных Штатов Америки считали Эйнштейна советским шпионом, поэтому ко всему, что с ним связано, относились с чрезвычайным опасением. К концу его жизни досье на него состояло из 1,5 тысячи листов.
4. Пацифист Эйнштейн просил Рузвельта о разборке атомной бомбы. Он был категорически против, считая это слишком опасной затеей.
5. Перед смертью А. Эйнштейн очень много трудился над реализацией теории об Едином поле. Которая заключается в том, что с помощью одного главного и однозначного уравнения сформулировать и собрать воедино взаимодействие 3 основных сил: электромагнитной, гравитационной и ядерной. Возможно, Эйнштейн смог сделать потрясающее открытие, но, увы, он сжег эти работы. Теперь потомкам остается только строить догадки, к чему же он тогда смог прийти.

   

Видео: Постулаты Эйнштейна. Связь между массой и энергией. Урок 103

Основной вклад в развитие физики

Постулаты Эйнштейна - главный ключ к объяснению многих физических явлений. Труды ученого дали колоссальный старт для дальнейшего развития науки и поменяли подход к изучению пространства и времени. Они делятся на два типа: постулаты теории относительности Эйнштейна и принцип постоянства скорости света. Это совершенно новые и не имеющие аналогов доселе понятия в физике.

Первый постулат Эйнштейна

Он гласит о постоянстве природных законов и характеризующих их уравнений при изменении определенной инерциальной системы отчета в иную.

Видео: Лекция 4: Тензоры первого и второго рангов

Законы деформации состояния физической системы совершенно не обременены таким фактом, как к какой из 2 движущихся друг относительно друга координатных систем, эти деформации относятся.

Простыми словами, он разъяснил передвижение разных инерциальных систем отсчёта или передвижение физических тел, перемещающихся в отношении друг друга с постоянной скоростью. Когда одно тело (система) изменяют траэкторию или же скорость движения, в этот момент применяется ОТО (общая теория относительности), а ни то ни другое тело (систему) нельзя рассматривать как систему отчета.

Второй постулат

Следующим вывел Эйнштейн постулат: скорость света при наличии вакуума однозначна по всем направлениям и не изменится при отклонении скорости движения источника света от первоначальной величины. Исходя из этого напрашивается вывод, что скорость света предельна и постоянна независимо от инерциальной системы отчета.

Эта удивительная теория, что скорость света для всех окружающих, каким бы образом они не перемещались, абсолютно одинакова (при соблюдении определенных вспомогательных условий), ведет к разработанным до этого преобразованиям координат и времени Х.Лоренца в момент перехода из изначальной инерциальной системы отсчета в новую, которая переменчива по отношению к первой.

В отличие от Лоренца, который рассматривал свои формулы как нереальные и фиктивные, Альберт Эйнштейн привел их в действие в реальности.

Это послужило источником для получения важнейшего для науки уравнения, связывающего массу М, энергию Е и импульс Р: E² = М² c⁴+P² с².

Где c=скорость света. А само уравнение можно назвать одной из первейших предпосылок для применения внутриядерной энергии.

Постулаты специальной теории относительности Эйнштейна

Специальная теория относительности является важнейшей физической теорией о пространстве и времени. Постулаты СТО Эйнштейна служат основной базой современных физиков и техников. На них основываются многие последующие открытия ученых со всего мира. Элементы специальной теории относительности (постулаты Эйнштейна) зачастую называют релятивистской теорией, а те явления, которые она описывает, - релятивистским эффектом. Это лучше всего видно при движении тел со скоростью, близкой к скорости света в вакууме с = 3·-108 м/с. Данные постулаты Эйнштейна были созданы в 1905 г.

Специальная теория относительности применима только, когда скорость объектов остается неизменной и движение происходит равномерно. В момент отклонения либо скорости, либо пути перемещения законы СТО просто напросто перестают работать. В подобном случае применима общая теория относительности.

Альберт Эйнштейн - катализатор развития науки своего времени

На рубеже 19 и 20 веков наука физика находилась в критичной ситуации. Выходом из нее стал отказ Эйнштейна от классического взгляда на пространство и время. То, что раньше казалось понятным и очевидным, на самом деле - переменчиво! Постулаты Эйнштейна доказывают, что величины и понятия, считавшиеся в нерелятивистской физике константами, в данной теории примыкают к разряду относительных.

Все вышеуказанные постулаты Эйнштейна дали колоссальный толчок в развитии физики как науки. Он абсолютно заслуженно получил Нобелевскую премию и всемирное признание!