Ейнштейн Альберт

Ейнштейн Альберт (14. III 1879 — 18. IV 1955) — видатний фізик-теоретик, один із творців сучасної фізики. Р. в Ульме (нині ФРН).

З чотирнадцяти років переїхав у Швейцарію, де закінчив Цюріхский політехнікум (1900 р.). У 1902—1908 р. працював експертом у патентному бюро в Берні, у 1909—1911 р. — професор Цюріхського політехнікуму, у 1914—1933 р. — професор Берлінського університету і директор Ін-та фізики кайзера Вільгельма. Після установлення влади фашистів піддався переслідуванням і був змушений залишити Німеччину. У 1933 р. переїхав у США, де і працював до кінця життя в Прінстонському ін-ті перспективних досліджень.

Ейнштейн — творець спеціальної і загальної теорій відносності, що докорінно змінили наші представлення про простір, час і матерію. За словами В. И. Леніна, він є одним з «великих перетворювачів природознавства»; як і І. Ньютон, він знаменує вершини людських досягнень у пізнанні природи. Якщо Ньютон заклав основи сучасного природознавства, то спеціальна теорія відносності Ейнштейна увінчала будинок класичної (дорелятивійської і доквантової) фізики. У 1905 р. у статті «До електродинаміки тіл, що рухаються» Ейнштейн розробив основи спеціальної теорії відносності, виклавши нові закони руху, що узагальнювали ньютонівські і переходили в них у випадку малих швидкостей тіл, коли υ « с. В основу своєї теорії Ейнштейн поклав два постулати: принцип відносності Ейнштейна, що є узагальненням механічного принципу відносності Галілея на будь-які фізичні явища (у будь-яких інерціальних системах усі фізичні процеси — механічні, електричні, теплові, оптичні й ін. — протікають однаково), і принцип сталості швидкості світла у вакуумі (швидкість світла у вакуумі не залежить від руху джерела чи світла спостерігача й однакова у всіх напрямках, тобто однакова у всіх інерціальних системах і дорівнює 3•1010 см/сек). Обидва постулати і теорія, побудована на їхній основі, привели до ламання багатьох сталих класичних понятті, змусили переглянути ряд основних положень класичної фізики Ньютона, установили новий погляд на світ. Однак ця теорія не відкинула зовсім закономірностей, установлених класичною механікою, а уточнила і доповнила їх у випадку руху зі швидкостями, порівнянними зі швидкістю світла у вакуумі.

Виходячи зі своєї теорії, Ейнштейн у тім же 1905 р. відкрив закон взаємозв'язку маси з енергією. Він показав, що маса є мірою енергії, укладеної в тілах. Це співвідношення Ейнштейна лежить в основі розрахунку енергетичного балансу ядерні реакції, в основі всієї ядерної фізики. Усі положення і висновки спеціальної теорії відносності яскраво підтвердилися в численних досвідах, вона стала могутнім інструментом у фізичних дослідженнях, зокрема у фізику мікросвіту.

Значна роль Ейнштейна й у створенні квантової теорії. Якщо М. Планк (1900 р.) квантував лише енергію матеріального осцилятора, а не випромінювання, вважаючи, що випромінювання і поглинання енергії відбувається квантами, то Ейнштейн ввів у 1905 р. представлення про дискретну, квантову структуру самого світлового випромінювання, розглядаючи останнє як потік квантів світла, чи фотонів (фотонна теорія світла). Таким чином, Ейнштейну належить теоретичне відкриття фотона, експериментально виявленого в 1923 р. Л. Комптоном. Виходячи з квантової теорії світла, Ейнштейн пояснив такі явища, як фотоефект (закон Ейнштейна для фотоефекта), правило Стокса для флюоресценції, фотоіонізацію й ін., що не могла пояснити електромагнітна теорія світла (Нобелівська премія, 1922 р.). У 1907 р. він поширив ідеї квантової теорії на фізичні процеси, безпосередньо не зв'язані зі світлом. Зокрема, розглянувши теплові коливання атомів у твердому тілі і використовувавши ідеї квантової теорії, Ейнштейн пояснив зменшення теплоємності твердих тіл при зниженні температури. У 1912 р. установив основний закон фотохімії: кожен поглинений фотон викликає одну елементарну фотореакцію (закон Ейнштейна) Пророчив у 1917р. явище індукованого випромінювання, вивів формулу для розподілу енергії в спектрі рівноважного випромінювання.

У статистичній фізиці Ейнштейн розвив у 1905 р. молекулярно-статистичну теорію броунівського руху, у 1924 р. створив квантову статистику часток з цілим спіном (статистика Бозе — Ейнштейна).

У 1915 р. Ейнштейн пророчив і разом з В. де Гаазом експериментально знайшов ефект зміни механічного моменту при намагнічуванні тіла (ефект Ейнштейна — де Гааза).У 1916 р. Ейнштейн створив загальну теорію відносності, чи сучасну релятивістську теорію тяжіння, узагальнивши теорію відносності на неінерціальні системи. До її створення Ейнштейна привів аналіз відомого факту, що відношення інертної маси тіла до гравітаційного однаково для всіх тіл (принцип еквівалентності). Цей принцип разом із принципом відносності ліг в основу загальної теорії відносності, що пояснила сутність тяжіння, що складає в зміні геометричних властивостей, скривленні чотирьохмірного простору — часу навколо тіл, що утворять поле (будь-яка маса впливає на метрику навколишнього простору). Дав систему основних рівнянь, що описують поле тяжіння (рівняння Ейнштейна). Для перевірки своєї теорії Ейнштейн запропонував

три ефекти: скривлення світлового променя в поле тяжіння Сонця, зсув перигелію Меркурія і гравітаційний червоний зсув. Ці ефекти, як показали наступні експерименти, дійсно існують і кількісно правильно передвіщалися загальною теорією відносності.