Этот доклад посвящается один из самых  величайших ученых не только физики но и во всей науки Альберт Эйнштейну и о его открытиях. Альберт Эйнштейн – лауреат Нобелевской премии по физике, автор самого известного физического уравнения, борец за мир и права еврейской нации, философ, скрипач-любитель, поклонник парусного спорта… Его личность, его гений сложно описать с помощью лексических формул – в той же степени, что и создать математический портрет «теории всего», так и не поддавшийся пока ни одному ученому.  В этом докладе вы узнайте о том как Эйнштейн заложил основы двух фундаментальных теории XX века:общей теории относительности и квантовой механики.И о том как Эйнштейн изменил наши представление о пространство,времени и гравитации.У Эйнштейна есть много открытие,но я привел в этом докладе три самых знаменитых.

Этот доклад посвящается один из самых  величайших ученых не только физики но и во всей науки Альберт Эйнштейну и о его открытиях. Альберт Эйнштейн – лауреат Нобелевской премии по физике, автор самого известного физического уравнения, борец за мир и права еврейской нации, философ, скрипач-любитель, поклонник парусного спорта… Его личность, его гений сложно описать с помощью лексических формул – в той же степени, что и создать математический портрет «теории всего», так и не поддавшийся пока ни одному ученому.  В этом докладе вы узнайте о том как Эйнштейн заложил основы двух фундаментальных теории XX века:общей теории относительности и квантовой механики.И о том как Эйнштейн изменил наши представление о пространство,времени и гравитации.У Эйнштейна есть много открытие,но я привел в этом докладе три самых знаменитых.Это специальная и общая теория относительности и фотоэлектрический эффект,который это открытие принёс Эйнштейну Нобелевскую премию.

Жизнь и творчество Эйнштейна. 1879 году, 14 марта, в 11 часов 30 минут по местному времени в доме номер 135 по Банхофштрассе города Ульм, что в земле Баден-Вюртемберг, у подножья Швабских Альп, у Германа Эйнштейна и Паулины Эйнштейн (урожденной Кох) родился мальчик Альберт. Мать новорожденного, Паулина Эйнштейн, увидев своего малолетнего сына, голова которого была вытянута и приплюснута, воскликнула: «О Боже, какого же уродца я произвела на свет!»

Конечно, сказались болезненные эмоции юной роженицы, но пройдут годы, и мать по-прежнему будет не вполне довольна своим сыном, даже тогда, когда он станет мировой величиной и  гуру для многих поколений.

А пока – неизбежные переживания, связанные с маленьким Альбертом – достаточно замкнутым, недоверчивым и неестественно спокойным. Майя Эйнштейн, младшая сестра Альберта, вспоминала, что ее брат получил усверстников о многом говорящее прозвище «господин Зануда»: «Долго казалось, что Альберт вообще не научится говорить: семилетним мальчиком он все еще упорно повторял про себя короткие фразы, которым учили его взрослые, делая это не легко, не играючи, как другие дети».

Многочисленные биографы Эйнштейна впоследствии будут до бесконечности муссировать факт своеобразной заторможенности развития будущего гения. Приведем некоторые примеры.

«Он начал поздно говорить, и его родители беспокоились. Наконец, однажды, когда на стол подали ужин, он неожиданно нарушил молчание и сказал: “Суп слишком горячий”. Вздохнув от облегчения, родители спросили его, почему он до этого молчал. Альберт ответил: “Потому что до этих пор все было в порядке”».

Историк Отто Нойгебаутер о первых сказанных Альбертом словах и о причине их произнесения

«В обычном же состоянии он был неестественно спокоен, почти заторможен… Эта кажущаяся апатичность заставляла родителей беспокоиться о его душевном здоровье. Разговаривать он начал поздно и, пока ему не исполнилось семь лет, имел привычку негромко и медленно повторять каждую произнесенную им фразу… Причина была, по-видимому, не только в неумении, но и в нежелании общаться».

Впрочем, загадку своего нежелания или неготовности общаться с миром спустя годы раскрыл сам Альберт Эйнштейн. В частности, он писал:

«Слова, написанные или сказанные, кажется, не играют никакой роли в моем механизме мышления. Психические сущности, которые, кажется, служат элементами моего мышления, –это определенные знаки и более или менее четкие изображения, которые я могу волюнтаристски воспроизводить и комбинировать. Существует, конечно, определенная связь между этими элементами и соответствующими логическими понятиями. Ясно также, что желание прийти наконец к логически связанным понятиям является эмоциональной основой этой довольно смутной игры с вышеупомянутыми элементами… Они у меня носят визуальный характер, а некоторые –мышечный. Обычные слова или знаки я ищу  потом, когда ассоциативная игра сыграна и может быть воспроизведена по моей воле».

Летом 1880 года семья Эйнштейна переехала в Мюнхен, где отец будущего ученого Герман и его родной брат Якоб открыли электротехническую мастерскую. Позже, когда Альберту было пять лет, братья перевели бизнес в Зендлинг – предместье Мюнхена, где построили небольшую фабрику по изготовлению динамомашин, дуговых фонарей и измерительных приборов «Якоб Эйнштейн и К˚».

На постройку ушли средства от приданого матери Альберта – Паулины. Следует заметить, что и впоследствии все коммерческие начинания братьев Эйнштейн (почти всегда неудачные) поддерживали богатые родственники Паулины. Паулина (Полина) Кох происходила из семьи Юлиуса Дерцбахера (в 1842 году он сменил фамилию на Кох) и Йетты Бернхаймер. Это была весьма состоятельная еврейская семья, ведшая свой зерновой бизнес в Германии и Италии, а посему имевшая возможность помогать Эйнштейнам в их технических и торговых делах. В 1881 году у Германа и Паулины родилась дочь Мария (Майя), соответственно, младшая сестра Альберта. Вполне естественно, что основное время с детьми проводила мать. Это именно она, увлеченная игрой на фортепиано – особенно ею был любим Бетховен, – пристрастила сына к музыке. В течение семи лет мальчик старательно, но без воодушевления занимался на скрипке и, лишь достигнув зрелого возраста, осознал, каким прекрасным навыком он овладел. «Больше всего я люблю музыку Баха, Моцарта и некоторых старых итальянских и английских композиторов; Бетховена значительно меньше и конечно же Шуберта… Восхищаюсь изобретательностью Вагнера, но отсутствие четкого архитектурного рисунка рассматриваю как декадентство… Штраус одарен, но в нем нет внутренней правдивости и он озабочен внешними эффектами».

Особенности открытии в сфере физики

Специальная теория относительности

Эйнштейн, оправдывая позже свое пренебрежение математикой, говорил: «Мне, молодому студенту, было неясно, что более глубокое понимание физики зависит от знания сложнейших математических методов. Постепенное понимание этого пришло ко мне много позже, после долгих лет самостоятельной научной работы».

Именно в тот период, в 1905 г., он написал три статьи, которые не только сделали Эйнштейна одним из ведущих ученых мира, но и положили начало двум научным революциям — революциям, которые изменили наши представления о времени, пространстве и самой реальности. К концу XIX века ученые считали, что вплотную подошли к исчерпывающему описанию Вселенной. По их представлениям, пространство было заполнено непрерывной средой — «эфиром». Лучи света и радиосигналы рассматривались как волны эфира, подобно тому как звук представляет собой волны плотности воздуха. Все, что требовалось для завершения теории, — это тщательно измерить упругие свойства эфира. Имея в виду эту задачу, Джефферсоновскую лабораторию в Гарвардском университете построили без единого железного гвоздя, чтобы избежать возможных помех в тончайших магнитных измерениях. Однако проектировщики забыли, что красно-коричневый кирпич, который использовался при возведении лаборатории, да и большинства других зданий Гарварда, содержит значительное количество железа. Здание служит по сей день, но в Гарварде так и не знают, какой вес смогут выдержать перекрытия библиотеки, не содержащие железных гвоздей.

К концу столетия концепция всепроникающего эфира начала сталкиваться с трудностями. Ожидалось, что свет должен распространяться по эфиру с фиксированной скоростью, но если вы сами движетесь сквозь эфир в том же направлении, что и свет скорость света должна казаться меньше, а если вы движетесь в противоположном направлении, скорость, света окажется больше.

Однако в ряде экспериментов эти представления не удалось подтвердить. Наиболее точный и корректный из них осуществили в 1887 г. Альберт Майкельсон и Эдвард Морли в Школе прикладных наук Кейза, Кливленд, штат Огайо. Они сравнили скорость света в двух лучах, идущих под прямым углом друг к другу. Поскольку Земля вращается вокруг своей оси и обращается вокруг Солнца, скорость и направление движения аппаратуры сквозь эфир меняется. Но Майкельсон и Морли не обнаружили ни суточных, ни годичных различий в скорости света в двух лучах. Получалось, будто свет всегда движется относительно вас с одной и той же скоростью, независимо от того, как быстро и в каком направлении движетесь вы сами.

Основываясь на эксперименте Майкельсона — Морли, ирландский физик Джордж Фитцджералд и голландский физик Хендрик Лоренц предположили, что тела, движущиеся сквозь эфир, должны сжиматься, а часы — замедляться. Это сжатие и замедление таковы, что люди всегда будут получать при измерениях одинаковую скорость света независимо от того, как они движутся относительно эфира. (Фитцджералд и Лоренц по-прежнему считали эфир реальной субстанцией.) Однако в статье, написанной в июне 1905 г., Эйнштейн отметил, что если никто не может определить, движется он сквозь эфир или нет, то само понятие эфира становится лишним. Вместо этого он начал с постулата, что законы физики должны быть одинаковыми для всех свободно движущихся наблюдателей. В частности, все они, измеряя скорость света, должны получать одну и ту же величину, с какой бы скоростью ни двигались сами. Скорость света независима от их движений и одинакова во всех направлениях.

Но это требует отбросить представление о том, что существует единая для всех величина, называемая временем, которую измеряют любые часы. Вместо этого у каждого должно быть свое собственное, персональное время. Время двух человек будет совпадать, только если они находятся в покое друг относительно друга, но не в том случае, если они движутся.

Это было подтверждено рядом экспериментов. В одном из них два очень точных хронометра отправили вокруг света в противоположных направлениях, и по возвращении их показания слегка различались. Отсюда можно сделать вывод, что, желая продлить свою жизнь, надо постоянно лететь на восток, чтобы скорость самолета добавлялась к скорости вращения Земли. Однако выигрыш составит лишь доли секунды и будет полностью сведен на нет качеством пищи, которой кормят пассажиров авиакомпании. Согласно теории относительности каждый наблюдатель имеет свою меру времени. Это может приводить к так называемому парадоксу близнецов. Один из близнецов (а) отправляется в космическое путешествие, в ходе которого движется с около-световойскоростью (с), а его брат (b) остается на Земле. Из-за движения в космическом корабле времядля путешественника (а) идет медленнее, чем для его близнеца (b) на Земле. Поэтому, вернувшись, космический путешественник (а2) обнаружит, что его брат (b2) постарел больше, чем он сам.

Хотя это кажется противоречащим здравому смыслу, ряд экспериментов подтверждает, что в этом сценарии путешествующий близнец действительно будет моложе.

Или другой пример:

Космический корабль пролетает мимо Земли со скоростью, равной четырем пятым от скорости света. Импульс света испускается в одном конце кабины и отражается обратно в другом (а). За светом следят люди на Земле и на корабле. Из-за движения космического корабля они разойдутся в оценке пути, пройденного светом (b). Они также должны разойтись в оценке времени, которое свет захватил на движение туда и обратно, поскольку согласно постулату Эйнтейна скорость света постоянна для всех свободно движущихся наблюдателей.

Постулат Эйнштейна о том, что законы природы должны быть одинаковы для всех свободно движущихся наблюдателей, стал основой теории относительности, получившей такое название потому, что значение имеют только относительные движения. Ее красоту и простоту признают многие мыслители, но остается и немало тех, кто думает иначе. Эйнштейн отбросил два абсолюта науки XIX века: абсолютный покой, представленный эфиром, и абсолютное универсальное время, которое измеряют все часы. Многих людей тревожит эта концепция. Не подразумевается ли, спрашивают они, что все на свете относительно, так что нет больше абсолютных моральных стандартов? Это беспокойство ощущалось на протяжении всех 1920-х и 1930-х гг. Когда в 1921 г. Эйнштейну присуждали Нобелевскую премию, то ссылались на важную, но (по его масштабам) сравнительно небольшую работу, также выполненную в 1905 г. О теории относительности даже не упомянули, поскольку она считалась слишком спорной. Несмотря на это, теория относительности сегодня полностью принята научным сообществом, а ее предсказания были проверены в бесчисленном количестве экспериментов Очень важным следствием теории относительности стала связь между массой и энергией. Из постулата Эйнштейна о том, что скорость света должна быть одинакова для всех, вытекает невозможность двигаться быстрее, чем свет. Если использовать энергию для ускорения некоего объекта, будь это элементарная частица или космический корабль, его масса станет возрастать, делая дальнейшее ускорение все более трудным. Разогнать частицу до скорости света будет невозможно, поскольку на это потребуется бесконечное количествоэнергии. Масса и энергия эквивалентны, что и выражает знаменитая формула Эйнштейна Е =mc2.

Одним из ее следствий стало понимание того, что если ядро атома урана распадается на два ядра с немного меньшей суммарной массой, то при этом должно выделяться огромное количество энергии.

В 1939 г., когда стала очевидна перспектива новой мировой войны, группа ученых, которые понимали ее последствия, убедили Эйнштейна преодолеть пацифистские сомнения и поддержать своим авторитетом обращение к президенту Рузвельту с призывом к Соединенным Штатам начать программу ядерных исследований. Это привело к появлению Манхэттенского проекта и, в конечном счете, бомб, которые взорвались над Хиросимой и Нагасаки в 1945 г. Некоторые люди винят за атомную бомбу Эйнштейна, поскольку он открыл соотношение между массой и энергией, но с тем же успехом можно обвинять Ньютона в крушении самолетов, поскольку он открыл гравитацию. Сам Эйнштейн не принимал никакого участия в Манхэттенском проекте и пришел в ужас от бомбардировки.И ещё это формула гласит что если вы превращаете полкилограмм вещество в энергию то это энергия хватит для освещения миллион домов в течение года. Ядра состоят из протонов и нейтронов, которые удерживаются вместе сильным взаимодействием. Но масса ядра всегда меньше суммарной массы протонов и нейтронов, из которых оно состоит. Разница служит мерой ядерной энергии связи, которая удерживает частицы в ядре. Энергию связи можно вычислить по формуле Эйнштейна Δmc2, где Δm — разница между массой ядра и суммой масс входящих в него частицу — скорость света. Именно выделение этой потенциальной энергии порождает разрушительную мощь ядерных устройств.

Общая теория относительности

Общая теория относительности если сказать в буквальном смысле это современное понятие гравитации предложенным Исааком Ньютоном.

Хотя теория относительности полностью соответствует законам, которые управляют электричеством и магнетизмом, она несовместима с ньютоновским законом тяготения. Этот последний говорит, что если изменить распределение вещества в одном месте пространства, то изменения гравитационного поля мгновенно проявятся повсюду во Вселенной. Это не только означает возможность передавать сигналы со сверхсветовой скоростью (что запрещено теорией относительности), но — для придания смысла понятию «мгновенно» — требует также существования абсолютного или универсального времени, от которого теория относительности отказалась в пользу индивидуального времени.

Эйнштейн знал об этой трудности с 1907 г., когда еще работал в бернском патентном бюро, но только в 1911 г. в Праге начал серьезно думать над проблемой. Он понял, что есть тесная связь между ускорением и гравитационным полем. Находясь в небольшом замкнутом помещении, например в лифте, нельзя сказать, покоится ли оно в земном гравитационном поле или ускоряется ракетой в открытом космосе. (Конечно, это было задолго до появления сериала «Звездный путь» [2], и Эйнштейн скорее представлял себе людей в лифте, чем в космическом корабле.) Но в лифте нельзя долго ускоряться или свободно падать: все быстро закончится катастрофой.

Наблюдатель в контейнере не ощущает разницы между пребыванием в неподвижном лифте на Земле (а) и перемещением в ракете, движущейся с ускорением в свободном пространстве (b). Отключение двигателя ракеты (с) ощущалось бы точно так же, как свободное падение лифта на дно шахты (d).

Если бы Земля была плоской, мы могли бы с равным успехом приписать падение яблока на голову Ньютона как тяготению, так и тому, что Ньютон вместе с поверхностью Земли ускоренно двигался вверх. Такой эквивалентности между ускорением и гравитацией не наблюдается, однако, на круглой Земле: люди на противоположных сторонах земною шара должны были бы ускоряться в разных направлениях, оставаясь при этом на постоянном расстоянии друг от друга.

Но ко времени возвращения в Цюрих в 1912 г. в голове Эйнштейна уже сложилось понимание, что эквивалентность должна работать, если пространство-время окажется искривленным, а не плоским, как считалось в прошлом. Идея состояла в том, что масса и энергия должны изгибать пространство-время, но как именно — это еше предстояло определить. Такие объекты, как яблоки или планеты, должны стремиться к тому, чтобы двигаться сквозь пространство-время по прямым линиям, но их пути выглядят искривленными гравитационным полем, потому что искривлено само пространство-время.

Ускорение и гравитация могут быть эквивалентны, только если массивное тело искривляет пространство-время, тем самым изгибая траектории объектов в своей окрестности.

С помощью своего друга Марселя Гроссмана Эйнштейн изучил теорию искривленныхпространств и поверхностей, которая была разработана ранее Георгом Фридрихом Риманом.Но Риман думал только об искривленном пространстве. Эйнштейн понял, что искривляется пространство-время. В 1913 г. Эйнштейн и Гроссман совместно написали статью, в которой выдвинули идею, что сила, о которой мы думаем как о гравитации, — это лишь проявление того, что пространство-время искривлено. Однако из-за ошибки Эйнштейна (и ему, как всем нам, свойственно было ошибаться), им не удалось найти уравнения, которые связывают кривизну пространства-времени с находящимися в нем массой и энергией. Эйнштейн продолжил работать над проблемой в Берлине, где его не беспокоили домашние дела и практически не затронула война, и в итоге нашел правильные уравнения в ноябре 1915 г. Во время поездки в Гёттингенский университет летом 1915 г. он обсудил свои идеи с математиком Давидом Гильбертом, и тот независимо вывел те же самые уравнения на несколько дней раньше Эйнштейна. Тем не менее сам Гильберт признавал, что честь создания новой теории принадлежит Эйнштейну. Это была идея последнего — связать гравитацию с искривлением пространства-времени. И надо отдать должное цивилизованности тогдашнего германского государства, за то что научные дискуссии и обмен идеями могли без помех продолжаться даже в военное время. Какой контраст с эпохой нацизма, которая наступила двадцатью годами позже! Новая теория искривленного пространства-времени получила название общей теории относительности, чтобы отличать ее от первоначальной теории, которая не включала гравитацию и ныне известна как специальная теория относительности. Она получила очень эффектное подтверждение в 1919 г., когда британская экспедиция наблюдала в Западной Африке незначительное изгибание света звезды, проходящего вблизи Солнца во время затмения (рис. 1.13). Это было прямым доказательством того, что пространство и время искривляются, и стимулировало самый глубокий пересмотр представлений о Вселенной, в которой мы живем, с тех пор как Евклид написал свои «Свет звезды проходит вблизи Солнца и отклоняется, поскольку Солнце искривляет пространство-время (а). Это приводит к небольшому смещению видимого положения звезды при наблюдении с Земли (b). Увидеть такое можно во время затмения.

Фотоэлектрический эффект и обьяснение Эйнштейна

Эксперимент, о котором идет речь, состоит в наблюдении фото­электрического эффекта. Суть его в том, что свет падает на по­верхность металла и при определенных условиях из нее вылетают электроны. Здесь для нас электроны — это просто электрически заряженные частицы. Электрон заряжен отрицательно. (Далее мы узнаем, что электроны не являются в строгом смысле ча­стицами по той же самой причине, по которой свет не является волнами.) Поскольку электроны — это заряженные частицы, их легко детектировать. Можно измерить число электронов, выбитых из металла, и их скорость. Для конкретного металла и заданного цвета освещения, например голубого, оказывается, что электроны вылетают с опре­деленной скоростью, а число вылетающих электронов зависит от интенсивности света. Если увеличить интенсивность, станет вы­летать больше электронов, но каждый из них будет иметь все ту же скорость, независимо от интенсивности освещения. Если цвет света изменить на красный, скорость электронов уменьшится, и чем больше света смещается по спектру в сторону красного цвета, тем меньше будет скорость электронов. При достаточно сильно покрасневшем свете электроны перестают вылетать из металла.

Итог этих экспериментальных наблюдений состоит в том, что волновая модель света, которая так хорошо описывает интерфе­ренционную картину на рис. 3.4, не дает приемлемого описания фотоэлектрического эффекта. Его объяснение было дано в 1905 году Эйнштейном (Альберт Эйнштейн, 1879–1955). В 1921 году он получил Нобелевскую премию по физике «за заслуги перед тео­ретической физикой, и в особенности за объяснение закона фото­электрического эффекта». Может показаться удивительным, что Эйнштейн, известный своей теорией относительности, получил Нобелевскую премию за объяснение фотоэлектрического эффекта. Однако это был важный шаг в переходе от классической теории к квантовой. Премия Эйнштейна демонстрирует важность объ­яснения фотоэлектрического эффекта для современной физики.

Эйнштейн заявил, что свет состоит не из волн, а из фотонов, или квантов света. В случае фотоэлектрического эффекта фотон ведет себя скорее как частица, чем как волна. По утверждению Эйнштейна, поток света состоит из множества фотонов, каждый из которых является дискретной частицей. (Как подробно обсуж­дается далее, это не частицы в классическом понимании данного слова.)  Этот процесс в чем-то похож на то, как биток в бильярдной игре «пул» ударяет по неподвижному прицельному шару и отправляет его через весь стол. Ударяя по нему, биток передает ему энергию в кинетической форме, то есть в виде энергии движения. Столкновение приводит к тому, что биток энергию теряет, а шар, по которому он попал, приобретает. Световой луч состоит из множества фотонов, но один фотон вы­бивает из металла один электрон.

Красный свет выбивает более медленные электроны, чем голубой

Для того чтобы объяснить, почему смещение цвета в красную сторону (к более длинным волнам и меньшей энергии) приводит к уменьшению скорости вылетающих электронов, Эйнштейн использовал формулу, предложенную Планком (Макс Карл Эрнст Людвиг Планк, 1858–1947). Планк первым выдвинул идею о том, что энергия испускается дискретными порциями — квантами, когда объяснял другое связанное со светом явление, называемое излучением черного тела. Когда, например, кусок металла нагревается до высокой температуры, он начинает све­титься. Так, нагревательный элемент электрокамина или кало­рифера светится красным. Если температура повышается, свет смещается в голубую сторону. Это относится не только к кускам металла, но также и к звездам. Красные звезды — относительно холодные. Желтые звезды, такие как наше Солнце, — горячие. Голубые звезды — очень горячие. В 1900 году классическая физика не могла объяснить количество света каждого цвета, испускаемого горячим объектом. Планк нашел объяснение, ко­торое актуально и поныне, введя новое представление о том, что электроны в металле могут «осциллировать»* только с определен­ными дискретными частотами. Энергетические ступени между этими частотами называются квантами. В 1918 году Планк полу­чил Нобелевскую премию по физике «в знак признания услуг, которые он оказал физике своим открытием квантов энергии». От квантов энергии, открытых Планком, происходит название квантовой механики.

В своей работе Планк ввел формулу, которая связывает часто­ту электрона с его энергией: E = hν. В этой формуле ν — частота, обсуждавшаяся в главе 3, а h называется постоянной Планка. Ее значение h = 6,6 ∙ 10-34 Дж , где Дж — единица энергии джоуль, а с — секунды. В этой формуле ν измеряется в герцах (Гц), то есть в обратных секундах (1/с); поэтому результат умножения h на ν измеряется в единицах энергии — джоулях. В своем описании излучения черного тела Планк постулировал, что энергия может изменяться только дискретными шагами. Она может быть равна hν, 2hν, 3hν и т. д., но не может принимать промежуточные зна­чения между этими ступенями. Понимание того, что на атомном уровне энергия меняется дискретными квантами, положило на­чало квантовой механике.

Эйнштейн предположил, что формула Планка также примени­ма и к фотонам, так что энергия фотона зависит от его частоты ν: E = hν. С помощью этой формулы Эйнштейн объяснил, почему красный свет порождает более медленные электроны, чем голубой. Частота красного света ниже, чем голубого. Поэтому красный фо­тон менее энергичен, чем голубой. Продолжая аналогию с улом, мы понимаем, что голубой фотон сильнее толкает электрон, чем красный, и поэтому электрон приобретает более высокую скорость. При таком объяснении становится понятно, почему по мере покраснения света выбиваемые им из металла электроны становятся все медленнее

Очень красный свет не выбивает электронов

Остается объяснить еще одно наблюдение: почему электроны перестают вылетать из металла, когда свет становится слишком красным? Эйнштейн ответил и на этот вопрос. Когда электрон выбивается из металла фотоном, у него имеется определенная кинетическая энергия. Кинетическая энергия связана с его дви­жением. Чем выше эта энергия, тем быстрее движется электрон. Она обозначается Ek, где индекс k означает «кинетическая».

Как уже говорилось, электроны удерживаются в металле энер­гией связи, обозначаемой Eb, где индекс b означает «связывание» (binding). В связи с этим часть энергии, принесенной фотоном, ухо­дит на преодоление энергии связи. Кинетическая энергия, с кото­рой электрон выходит из металла, равна разности энергии фотона E = hν и энергии связи Eb. Таким образом, кинетическая энергия электрона составляет Ek = hν – Eb. Чтобы электрон вылетел из ме­талла, энергия фотона hν должна быть больше энергии связи Eb. По мере того как свет краснеет (длина волны λ увеличивается)

Вывод: Альберт Эйнштейн, видающийся физик-теоретик создатель специальной и общей теории относительности Лауреат Нобелевской премии по физике. Эйнштейн полностью изменил наши представление о времени и пространстве. Если всё больше мы будем изучать теории Эйнштейна всё ещё не можем понять их, потому что мы не Эйнштейны, а он Эйнштейн.

Литература:

1)Максим Гуреев Альберт Эйнштейн. Теория всего

2) М.Файер Абсолютный минимум

3)Стивен Хокинг Мир в ореховой скорлупке

Leave a Comment