Albert Einstein munkássága

Bognár GergőBOGQAAI.ELTE

Rövid életrajzi áttekintés• Szül. 1879 Ulm (Németo.),

zsidó család• 1896 – Svájci Szövetségi

Műszaki Egyetem (Zürich)• 1901 – matematika- és

fizikatanári diploma• Svájci Szabadalmi Hivatal• 1921 – Nobel-díj fizikából

(fényelektromos jelenség) • 1933 – USA• †1955 Princeton (USA)

Tudományos munkássága - áttekintés

• 1905 – doktori disszertáció• 1905 – Brown-mozgás leírása• 1905 – Fényelektromos jelenség magyarázata• 1905 – Speciális relativitáselmélet• 1916 – Általános relativitáselmélet• 1924 – Bose-Einstein-eloszlás• Késői évek: kísérlet egy általános térelmélet

kidolgozására

Brown-mozgás

• „Az álló folyadékbeli kis részecskék mozgásáról, melyet a hő molekulamozgásának elmélete megkövetel”

• Jelenség: gázok, folyadékok atomjainak, molekuláinak rendezetlen mozgása

• Felfedező: Robert Brown angol botanikus• Magyarázat:

- hőmozgás- kinetikus gázelmélet- valószínűségszámítási eszközökkel

Fotoelektromos jelenség

• „Egy a fény keletkezésével és átalakulásával kapcsolatos heurisztikus nézőpontról ”

• Jelenség: fémekből megvilágítás hatására elektronok lépnek ki

• Felfedezők: Wilhelm Hallwachs, Alexandr Sztolev • Ellentmond a fény hullámmodelljének• Magyarázat: kvantumhipotézis alkalmazása

fény – foton – kvantum• Nobel-díj

Speciális relativitáselmélet

• „A mozgó testek elektrodinamikájáról”• „Függ-e a test tehetetlensége az

energiájától?”

Speciális relativitáselmélet - háttér

• Galilei-féle relativitási elvGalilei-transzformáció

• Általános relativitási elv• Abszolút tér• Maxwell-egyenletek• Fény + éter?• Fénysebesség állandóságának elve

Speciális relativitáselmélet - Axiómák

• Minden fizikai jelenségnek, és így a jelenség leírását megadó elmélet matematikájának azonosan kell kinéznie minden inerciarendszerben.

• A vákuumbeli fénysebesség, melyet általában c-vel jelölnek, állandó, bármely inerciarendszerből is mérjük meg és bármelyik irányban, függetlenül a fény frekvenciájától, a detektor, illetve a fényforrás mozgási sebességétől.

Speciális relativitáselmélet - következmények

• Lorentz-transzformáció• Idődilatáció• Nincs egyidejűség• Hosszúság-kontrakció

Speciális relativitáselmélet - tömeg

• Tömeg-energia-ekvivalencia• E = mc2

• Nyugalmi – relativisztikus tömeg• Sebességnövekedés – tömegnövekedés

Sebességösszegzés klasszikus newtoni és relativisztikus módon

v1 v2Klasszikus:∆v = v1+v2

Relativisztikus:∆v = (v1+v2)/(1+v1v2/c2)

100 km/h 100 km/h 200 km/h ≈ 200 km/h

0,1c ≈ 30000 km/s 0,1c 0,2c 0,198c

0,5c 0,5c c 0,8c

0,75c 0,75c 1,5c 0,96c

c c 2c c

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.20

1

2

3

4

5

6

7

8

Tömegnövekedés a sebesség függvényében

v/c

m/m0

Általános relativitáselmélet

• Gyorsuló rendszerek, gravitáció• Súlyos és tehetetlen tömeg ekvivalenciájának

elve• Téridő-görbület – gravitáció

• Gravitációs vöröseltolódás• Fekete lyukak• Idő lelassulása gravitációs térben