المجموعات

7 من اختراعات ألبرت أينشتاين التي غيرت العالم

7 من اختراعات ألبرت أينشتاين التي غيرت العالم

يُعتقد أن ألبرت أينشتاين كان عبقريًا ، ويعتبر أحد أعظم مفكري العالم. على الرغم من أنه ليس معروفًا بالاختراعات ، كما هو الحال مع توماس إديسون أو نيكولا تيسلا ، إلا أن نظريات أينشتاين وأفكاره المتعلقة بالفيزياء تستمر في التأثير اليوم. قضى معظم حياته في البحث في نظرياته عن النسبية ، واستقصاء المكان والزمان والمادة والطاقة.

عندما نفكر في هذا المفكر المبتكر ، إليك بعض أهم إنجازات واختراعات ألبرت أينشتاين.

نظرية الكم للضوء

اقترح أينشتاين نظريته عن الضوء ، مشيرًا إلى أن كل الضوء يتكون من حزم صغيرة من الطاقة تسمى الفوتونات. اقترح أن هذه الفوتونات كانت جسيمات ولكن لها أيضًا خصائص تشبه الموجة ، وهي فكرة جديدة تمامًا في ذلك الوقت.

كما أمضى بعض الوقت في تحديد انبعاث الإلكترونات من المعادن حيث تم ضربها بنبضات كهربائية كبيرة ، مثل البرق. لقد توسع في مفهوم التأثير الكهروضوئي ، والذي سنناقشه لاحقًا في هذه المقالة.

نظرية النسبية الخاصة

في دراسات أينشتاين ، بدأ يلاحظ التناقضات في ميكانيكا نيوتن في علاقتها بفهم الكهرومغناطيسية ، وتحديداً معادلات ماكسويل. في بحث نُشر في سبتمبر 1905 ، اقترح طريقة جديدة للتفكير في ميكانيكا الأجسام التي تقترب من سرعة الضوء.

أصبح هذا المفهوم معروفًا باسم نظرية النسبية الخاصة لأينشتاين. لقد غيرت فهم الفيزياء في ذلك الوقت.

قد يكون فهم النظرية النسبية الخاصة أمرًا صعبًا بعض الشيء ، لكننا سنختزلها في موقف بسيط.

بدأ بفهم أن الضوء ينتقل دائمًا بسرعة ثابتة 300000 كم / ثانية ، وسأل عما سيحدث لأفكارنا عن المكان والزمان إذا كان هذا هو الحال؟ إذا أطلقت ليزرًا على شيء يتحرك بنصف سرعة الضوء ، فإن شعاع الليزر لا يزال يحافظ على ثباته ، ولا ينتقل بسرعة ضعف سرعة الضوء.

لذلك ، أدرك أن قياسنا للمسافة بين الأشياء يجب أن يكون خاطئًا أو أن الوقت المستغرق لقطع تلك المسافة كان أكبر من المتوقع.

ذات صلة: 7 أساطير حول ألبرت أينشتاين تحتاج إلى التوقف عن الإيمان

أدرك أينشتاين أن الإجابة كانت كلاهما. يتقلص الفضاء ويتسع الوقت كلما تحركت الأشياء. لقد قرر أن الحركة عبر الفضاء يمكن اعتبارها أيضًا حركة عبر الزمن. من حيث الجوهر ، فإن المكان والزمان يؤثران على بعضهما البعض ، وكلاهما مفاهيم نسبية فيما يتعلق بسرعة الضوء.

رقم أفوجادرو

بالنسبة لأي شخص نجح في اجتياز فصل الكيمياء ، فمن المحتمل أن تتذكر رقم Avogadro أو أنه ، على الأقل ، يقرع الجرس.

بينما كان أينشتاين يعمل على تفسير الحركة البراونية ، الحركة غير المنتظمة للجسيمات في السائل ، حدد أيضًا تعبيرًا لكمية عدد أفوجادرو من حيث الكميات القابلة للقياس.

كل هذا يعني أن العلماء أصبح لديهم الآن طريقة لتحديد كتلة الذرة ، أو الكتلة المولية لكل عنصر في الجدول الدوري.

مكثف بوز-أينشتاين

في عام 1924 ، أرسل أينشتاين ورقة من عالم فيزياء باسم ساتيندرا ناث بوس. ناقشت هذه الورقة بالتفصيل طريقة للتفكير في الضوء كغاز ، مليء بجزيئات لا يمكن تمييزها.

عمل أينشتاين مع Bose لتوسيع هذه الفكرة لتشمل الذرات ، مما أدى إلى التنبؤ بحالة جديدة من المادة: Bose-Einstein Condensate. تم إنتاج المثال الأول لهذه الحالة في عام 1995.

مكثف بوز-آينشتاين هو في الأساس مجموعة من الذرات التي يتم تبريدها بالقرب من الصفر المطلق. عندما يصلون إلى هذه الدرجة ، فإنهم بالكاد يتحركون بالنسبة لبعضهم البعض. يبدأون في التكتل معًا والدخول في نفس حالات الطاقة تمامًا. هذا يعني أنه من وجهة نظر فيزيائية ، تتصرف مجموعة الذرات كما لو كانت ذرة واحدة.

نظرية النسبية العامة

في عام 1916 ، نشر أينشتاين كتابه Gالنظرية العامة للنسبية. يعمم هذا البحث مفاهيم النسبية الخاصة وقانون الجاذبية الكونية لنيوتن ، ويصف الجاذبية كخاصية للمكان والزمان. ساعدت هذه النظرية في فهمنا لكيفية تكوين بنية الكون واسعة النطاق.

يمكن تفسير نظرية النسبية العامة على النحو التالي:

ساعد نيوتن في تحديد مقدار الجاذبية بين جسمين على أنه سحب جسدين ، بغض النظر عن مدى كتلة كل منهما أو مدى تباعدهما.

قرر أينشتاين أن قوانين الفيزياء ثابتة لجميع المراقبين غير المتسارعين ، وأن سرعة الضوء ثابتة بغض النظر عن السرعة التي ينتقل بها الراصد. وجد أن المكان والزمان متشابكان وأن الأحداث التي تحدث في وقت واحد لمراقب واحد يمكن أن تحدث في وقت مختلف في المرة التالية.

أدى هذا إلى نظريته القائلة بأن الأجسام الضخمة في الفضاء يمكن أن تشوه الزمكان.

ساعدت تنبؤات أينشتاين علماء الفيزياء المعاصرين على دراسة وفهم الثقوب السوداء وعدسات الجاذبية.

التأثير الكهروضوئي

تناقش نظرية أينشتاين للتأثير الكهروضوئي انبعاثات الإلكترونات من المعدن عندما يضيء الضوء عليها ، كما أشرنا من قبل. لاحظ العلماء هذه الظاهرة ولم يتمكنوا من التوفيق بين النتائج ونظرية ماكسويل الموجية للضوء.

ساعد اكتشافه للفوتونات في فهم هذه الظاهرة. لقد افترض أنه عندما يصطدم الضوء بجسم ما ، هناك انبعاث للإلكترونات ، والذي اعتبره الإلكترونات الضوئية.

شكل هذا النموذج أساسًا لكيفية عمل الخلايا الشمسية - فالضوء يتسبب في إطلاق الذرات للإلكترونات ، والتي تولد تيارًا ، ثم تولد الكهرباء.

ازدواجية موجة - جسيم

كانت أبحاث أينشتاين في تطوير نظرية الكم من أكثر الأبحاث التي أنجزها تأثيرًا على الإطلاق. خلال حياته المهنية المبكرة ، أصر أينشتاين على التأكيد على أن الضوء يجب أن يعامل كموجة وجسيم. بمعنى آخر ، يمكن للفوتونات أن تتصرف كجسيمات وكموجات في نفس الوقت. أصبح هذا معروفًا باسم ثنائية الموجة والجسيم.

ونُقل عنه قوله في هذا الصدد: "إننا نواجه نوعًا جديدًا من الصعوبة. لدينا صورتان متناقضتان للواقع ؛ لا يشرح كل منهما بشكل كامل ظاهرة الضوء ، لكنهما معًا".

عندما نفكر في كل "اختراعات" أينشتاين ، علينا أن نفكر فيها في ضوء تأثيره. طور عمله ميكانيكا الكم الحديثة ، ونموذج الوقت المادي ، وفهم الضوء ، والألواح الشمسية ، وحتى الكيمياء الحديثة.

لقد أثر آينشتاين بشكل لا لبس فيه على فهمنا للفيزياء كما نعرفها اليوم.


شاهد الفيديو: النظرية النسبية للعالم إينشتاين التي غيرت نظرتنا للكون (ديسمبر 2021).