Реферат до уроку фізики 11 класу

Тема: Закон взаємозв’язку маси та енергії

Большое внимание развитию юного Альберта уделял его дядя Якоб. «Я помню, что теорема Пифагора была показана мне дядей еще до того, как в мои руки попала священная книжечка по геометрии», - вспоминал Эйнштейн. Часто дядя задавал мальчику математические задачи, и тот «испытывал подлинное счастье, когда справлялся с ними».

И в школе, и в гимназии Альберт пользовался не самой лучшей репутацией: школьным урокам он предпочитал самостоятельные занятия. В особенности привлекали его геометрия и популярные книги по естествознанию, и вскоре в точных науках он далеко опередил своих сверстников. К 16 годам Эйнштейн овладел основами математики, включая дифференциальное и интегральное исчисления.

Чтение научно-популярных книг породило у юного Альберта, по его собственному выражению, «прямо-таки фантастическое свободомыслие». Немецкий ученый М. Борн, бывший близким другом Эйнштейна, писал: «Уже в ранние годы Эйнштейн показал неукротимую волю к независимости. Он ненавидел игру в солдаты, потому что это означало насилие». Позже Эйнштейн говорил, что людям, которым доставляет удовольствие маршировать под звуки марша, головной мозг достался зря: они вполне могли бы довольствоваться одним спинным.

В 1895 году, не закончив гимназию, шестнадцатилетний Эйнштейн делает попытку поступить в Цюрихский политехникум (Швейцария), считавшийся одним из лучших учебных заведений того времени. Для поступления в Политехникум не требовалось свидетельства об окончании средней школы, но надо было успешно сдать вступительные экзамены. Альберт блестяще сдает экзамены по математике, физике и химии, но так же «блестяще» проваливается на экзаменах по языкам и истории. К счастью, ректор Политехникума заметил незаурядные математические способности Эйнштейна и предложил ему подготовиться для поступления в кантональной школе городка Аарау (в 20 милях от Цюриха), которая в то время считалась одной из лучших в Щвейцарии. Успешно сдав выпускные экзамены в этой школе, Эйнштейн в 1896 году становится студентом Цюрихского политехникума.

Как студент Эйнштейн оставил о себе далеко не лучшие воспоминания у преподавателей Политехникума, среди которых были выдающиеся ученые. Например, кафедру физики возглавлял профессор В. Г. Вебер, в честь которого была названа единица магнитного потока. Вебер вначале очень хорошо принял Эйнштейна, но в дальнейшем отношения между ними осложнились. Главной причиной этого было несовпадение научных взглядов. Вебер не принимал теории Максвелла, представлений о поле и придерживался концепции дальнодействия. Эйнштейн же глубоко изучал труды Максвелла и был сторонником теории близкодействия, согласно которой тела взаимодействуют посредством поля. Альберт много времени проводил в физической лаборатории и уже в студенческие годы придумал опыты, которые могли бы стать классическими, но, увы, они не могли быть поставлены в Политехникуме… «Вы умный малый, Эйнштейн, очень умный, но у вас есть большой недостаток - вы не терпите замечаний», - сказал ему как-то Вебер. Видимо, и сам профессор был не слишком терпим к замечаниям…

Математику в Политехникуме преподавал превосходный математик Герман Минковский: именно он впоследствии придал специальной теории относительности Эйнштейна законченную математическую форму. Интересно, что сам Минковский не мог даже допустить, что создатель теории относительности - его бывший студент: Минковский был уверен, что физик Эйнштейн - просто однофамилиц когда-то учившегося в Политехникуме студента с весьма скромными успехами по математике.

Самое великое из всех его великих открытий
Однако признание приходит к автору великих открытий далеко не сразу: проходит целых 4 года, прежде чем «патентный служка» получает приглашение на должность экстраординарного профессора (аналог доцента) Цюрихского университета. Здесь Эйнштейн преподавал три семестра, затем последовало приглашение на кафедру теоретической физики Немецкого университета в Праге. В 1912 году Эйнштейн возвратился в Цюрих, где занял кафедру в «родном» Политехникуме, но уже в 1914 году принял приглашение переехать в Берлин в качестве профессора Берлинского университета и одновременно директора Института физики.

В это время Эйнштейн уже работал над своим главным научным достижением - общей теорией относительности. В соавторстве со своим студенческим товарищем математиком М. Гроссманом в 1912 году Эйнштейн пишет статью «Набросок обобщенной теории относительности». Окончательная формулировка теории датируется 1915 годом. Эта теория, по мнению многих ученых, является самой красивой за всю историю физики. Эйнштейну удалось найти принципиально новый подход к решению проблемы, поставленной еще И. Ньютоном: каков механизм передачи гравитационного взаимодействия между телами и что является переносчиком этого взаимодействия.

Ответ, предложенный Эйнштейном, был ошеломляюще неожиданным: в роли такого посредника выступала сама «геометрия» пространства - времени. Любое массивное тело, по Эйнштейну, «искривляет» пространство, то есть делает его геометрические свойства иными, чем в геометрии Евклида, и любое другое тело, движущееся в таком «искривленном» пространстве, испытывает воздействие первого тела. Например, орбиты планет определяются искривлением пространства, обусловленным массой Солнца, и характеризуют это искривление.

Для проверки общей теории относительности Эйнштейн указал на три возможных эффекта. Первый состоит в дополнительном вращении или смещении перигелия Меркурия, открытом французским астрономом Леверье. Оно заключается в том, что ближайшая к Солнцу точка эллиптической орбиты Меркурия смещается за 1 тысячу лет на 43 дуговые секунды. Теория Эйнштейна объясняет это изменением структуры пространства, вызванным Солнцем. Второй эффект состоит в искривлении световых лучей в поле тяготения Солнца. Это было подтверждено в 1919 году астрономическими наблюдениями во время полного солнечного затмения. Третий эффект - релятивистское «красное смещение». Оно заключается в том, что спектральные линии света, испускаемого очень плотными звездами, смещены в «красную» сторону, т.е. в сторону больших длин волн, по сравнению с их положением в спектрах тех же молекул, находящихся в земных условиях. Смещение объясняется тем, что сильное гравитационное воздействие уменьшает частоту колебаний световых лучей. Красное смещение было проверено на спутнике Сириуса - звезды с очень большой плотностью, а затем и на других звездах - белых карликах.

Одним из первых, кто творчески продолжил космологические идеи Эйнштейна, был советский математик А.Фридман. Исходя из эйнштейновских уравнений, он в 1922 году выдвинул идею нестационарной Вселенной. В дальнейшем модель Фридмана получила подтверждение в наблюдениях американского астронома Э. Хаббла, который обнаружил разбегание галактик.
       

Надіслано вчителем Міжнародного ліцею "Гранд" Борушевською Г.І.