Univerzitet u Beogradu Fiziki Fakultet

Seminarski rad iz Istorije fizike Tema: Albert Ajntajn ivot i delo

Jelena Trajkovi (2013/1138)

sadrzaj:1.uvod2.ivot3.delo-specijalna teorija relativnosti-uvena formula-opta teorija relativnosti4.zakljuak

1.UVOD:

Albert Ajntajn (nem. Albert Einstein) je bio teorijski fiziar, jedan od najveih umova i najznaajnijih linosti u istoriji sveta.Roen je 14 marta 1789. godine u gradu Ulmu (Nemaka) u Jevrejskoj porodici.

PREDMET ISTRAIVANJA:Predmet njegovih istraivanja su bile kapilarne sile, specijalna teorija relativnosti (kojom je ujedinio zakone mehanike i elektromagnetike), Opta teorija relativnosti (uoptenje Specijalne teorije kojim obuhvaeno ubrzano kretanje i gravitacija), kosmologija, statistika mehanika, Braunovo kretanje, kritina opalescencija, verovatnoa elektronskih prelaza u atomu, problemi probablistike interpretacije kvantne teorije, termodinamika svetlosti pri maloj gustini zraenja, fotoelektrini efekat, fotoluminiscencija, fotojonizacija, Voltin efekat, sekundarni katodni zraci, zakono zraenje, stimulisana emisija zraenja, objedinjene teorije polja, unifikacija bazinih fizikih koncepata preko njihove geometrizacije itd.2.ZIVOT:Otac Herman je imao privatnu firmu, koja je proizvodila elektromaterijale i opremu, od koje je njegova porodica veoma lepo ivela. Zajedno sa njim radio je i njegov brat Jakob, inenjer po struci, koji je veoma uticao na Ajntajna i pomagao mu da savlada osnove matematike i fizike, dok je od majke nasledio smisao za muziku. Do kraja ivota se nije odvajao od violine koja mu je pomogla da prevazie teke ivotne trenutke. Imao je sestru Maju koje je od njega bila mlaa 4 godine, odnosno roena je 1883. godine.Ajntajnovi roditelji u kuci su imali biblioteku pomou koje je on upoznao svet umetnosti, knjievnosti i nauke.Imao je problema sa govorom, i ti problemi su se ispoljavali kada je poao u kolu. Problem mu je bio da teno izgovara sloenije reenice.Ajntajn nije bio previe drueljubiv. Najvie je voleo da se povue i sam smilja naine za igranje. Jednom prilikom, kada mu je otac pokazao kompas, on je shvatio da mora da postoji neto u prostoru to deluje na iglu kompasa. Roditelji su primetili vrlo rano da je pri reavanju problema vrlo strpljiv i paljiv.U prvi razred poao je sa 6 godina, 1.oktobra 1885. godine u Minhenu. Nain kolovanja i ponaanje tadanjih nastavnika prema uenicima i prenoenju znanja je za njega bio teko prihvatljiv, jer nije ostavljao mesta da se ispolji kreativnost, ve je moralo da se ui mehaniki i bez mnogo razumevanja, a to njemu nikako nije odgovaralo.Voleo je da ui, i najvie znanja je pokazivao iz matematike i fizike.Uvek je pre svake kolske godine unapred uio iz knjiga koje su bile iz ovih oblasti. Kasnije je srednju kolu takoe upisao u Minhenu.Kada je imao 15 godina, otac i stric su premestili svoju fabriku u Italiju. Meutim, on je trebao da ostane u Minhenu i zavri srednju kolu. To nije mogao zbog neodgovarajuih uslova i ve sa 16 godina se pridruio porodici.Jo kao deak Ajntajn je imao negativan stav o vojsci i o bilo emu drugom to je imalo veze sa nekom vrstom robovanja i dresure ljudi, a kasnije je dosta i pisao o tome i izjanjavao se u javnosti. Uvek je eleo da se osea slobodnim, ba kao to je bio i njegov blistavi um. Ovakav stav mu je kasnije veoma odmogao kada su na vlast u Nemakoj doli nacisti. Njima nikako nije trebao neko ko bi imao takve nastupe u javnosti i tako govorio o vojsci i ratovima, jer su oni ubrzano radili na militarizaciji stanovnitva i njihovih umova. Jednom prilikom mu je majka rekla da e i on kada poraste da bude dobar i koristan vojnik, a on je tada uzviknuo, na zaprepaenje majke:Kad odrastem, ja neu da postanem jedan od tih jadnika.Ipak, njemu je vei problem bio jevrejsko poreklo.Kasnije je Ajntajn upisao studije na Politehnikumu u Cirihu, ali poto jo uvek nije zavrio srednju kolu morao je da polae kvalifikacioni ispit. Na tom ispitu je pokazao nadproseno poznavanje matematike i fizike i bez problema postao uenik ove kolske ustanove.Tada je upoznao Milevu Mari sa kojom se kasnije i oenio. On je na saveznom politehnikumu u Cirihu upisao VI odeljenje koje je bilo namenjeno za sticanje zvanja profesora matematike i fizike.Bio je najsreniji kada je radio i samostalno se bavio naunim problemima. To ga je ispunjavalo. Dok su njegove kolege esto izlazile i poseivali kafane, on je ostajao kui i radio na svojim idejama.Ajntajnova velika ljubav iz studentskih dana bila je Mileva Mari. Nakon studija, traili su naina da ostanu zajedno, ali uslov je bio da Ajntajn nae stalno zaposlenje, dok je ona za to vreme bila kod roditelja u Srbiji. To mu je teko polazilo za rukom, jer nije dobio mesto asistenta na svom fakultetu, a na svim mestima gde je slao pisma i traio posao bio je odbijen. Onda, 1901. godine saznaju da je Mileva trudna. To je celu njihovu situaciju dovelo u jo tei poloaj.Ipak, nakon puno neuspeha u pronalaenju posla, polovinom 1902. godine dobija posao, preko oca svog kolege, u Patentnom zavodu u Bernu. Krajem godine je Mileva doputovala kod njega, ali bez deteta. Kako stvari stoje o tom detetu se prvi put saznalo pre nekih 35 godina iz starih Ajntajnovih pisama. Pretpostavlja se da je dete umrlo septembra 1903. godine, dok se sa malo veom sigurnou zna da je u pitanju bila devojica.. Meutim, 1904. godine dobijaju prvog sina kome su dali ime Hans- Albert, dok 1910. godine dobijaju i drugog sina Edvarda.U vreme obavljanja poslova u Patentnom zavodu, niko nije nasluivao da mladi Ajntajn priprema teoriju koja e promeniti pogled na svet. Poto u zavodu nije imao previe obaveza, imao je vremena za svoja istraivanja. Poznato je da je od alata koje je koristo za svoje ideje koristio samo papir i olovku.Zvanje doktora nauka dobio je 1906. godine uz malo potekoa jer mu je doktorska teza, po miljenju komisije, bila prekratka. Meutim, kako je kasnije rekao, u radu je dodao samo jednu reenicu. Mada, njegovi nauni radovi su imali svega nekoliko stranica, to je govorilo u prilog tome da je na svet imao jednostavan pogled i da je sa neverovantim razumevanjem posmatrao procese koji su se deavali u njemu.Nakon objavljivanja STR Ajntajn stie svetsku slavu pomou koje dobija poziv Univerziteta u Cirihu, gde 15. oktobra 1909. godine poinje njegova univerzitetska karijera.Nakon toga, mnogi univerzitetu u Evropi su eleli da u svojim redovima imaju ovog fiziara.Zato je ubrzo usledio poziv nemakog Univerziteta u Pragu, na kome je postojalo jedno upranjeno mesto za redovnog profesora za teorijsku fiziku, a za to mesto su eleli lino Ajntajna. On je to radno mesto prihvatio, a zadrao se samo 3 semestra. Razlog je bio jo jedan poziv, ovoga puta da predaje na Saveznoj visokoj koli u Cirihu, odnosno koli u kojoj je diplomirao. Ponovo je drao katedru za teorijsku fiziku. To je veoma odgovaralo i njegovoj porodici, jer je Mileva dugo pokuavala da ga nagovori da se vrate u vajcarsku. To je bila zemlja u kojoj su studirali zajedno i sredina koju su poznavali.Meutim, u vreme njihovog boravka u Pragu i Cirihu u Nemakoj se sve vie ulagalo u nauku. Otvarani su mnogi specijalizovani instituti i mnoga nauna drutva koja su u svetu bila dobro poznata. Posebno se izdvaja Kajzler Vilhelmovo drutvo, osnovano 1911.godine, gde se kasnije osniva institut za hemiju i institut za fiziku hemiju i elektrohemiju, gde je direktor bio Fric Haber, kasnije najozloglaeniji hemiar u Nemakoj za vreme drugog svetskog rata.Maks Plank, osniva kvantne mehanike i sekretar Pruske akademije nauka je izrazio elju da dovede Ajntajna u njihov institut. U to vreme odnosi izmeu Mileve i Ajntajna poinju da se hlade, jer je on odravao paralelnu vezu sa svojom sestrom od tetke Elizabetom u Berlinu, gde je esto ostajao. Na kraju je, 1913. godine, lino doputovao u Cirih da bi ponudio Ajntajnu mesto redovnog profesora. Ajntajn se malo dvoumio, ali je na kraju ipak prihvatio. Jedan od razloga je i narueni odnosi sa Milevom i injenica da je njegova budua ena, Elizabeta, ivela u Berlinu. U Berlin se preselio u martu 1914. godine.Rastanak sa porodicom mu je bio teak, a kako navode njegovi biografi, na rastanku na eleznikoj stanici je plakao drugi put u ivotu. Meutim, u Berlinu nije imao previe vremena da misli na porodine probleme, jer je bio prezauzet drutvenim obavezama. Kako zbog popularnosti tako i zbog reavanja svojih naunih problema.Tako je ostavio enu koja je patila od depresije i dva sina, od kojih je mlai bolovao od teke psihike bolesti. Od iste bolesti je bolovala i Milevina roena sestra. Edvard je umro 1965. godine u psihijatrijskoj bolnici.U to vreme je pokuavao da Specijalnu teoriju relativnosti proiri i na problem gravitacije. Kljuno pitanje je bio odnos svetlosti i gravitacije, odnosno pojave koje se deavaju u ubrzanim, neinercijalnim sistemima.Decembra 1932. godine Ajntajn, pod pritiskom nacista naputa Nemaku i odlazi u Prinston u Nju Dersiju, SAD. Ranijim odlascima u SAD Ajntajn je sklopio poznanstva koja su mu u ovom sluaju omoguila lak prelazak sa jednog kontinenta na drugi i nastavak nauno-istraivakog rada.Vei deo vremena nakon odlaska u SAD Ajntajn je provodio radei na svojoj objedinjenoj teoriji polja. Kvantna fizika objanjava ponaanje pojava u mikrosvetu (atoma i elektrona), dok njegove teorije objanjavaju pojave u makrosvetu (zvezde, galaksije).Kvantna fizika nema objanjenja za makrosvet, a relativnost za mikrosvet. Verovao je da isti zakoni vladaju u ova dva sveta. Zato je Ajntajn poslednje godine ivota proveo stvarajui objedinjenu teoriju polja, u emu naalost nije uspeo. Meutim, ta teorija je i danas veliki problem u fizici i jo uvek niko nije pronaao reenje.Ipak, oseao se neprijatno zato to je primao platu samo za svoj nauno-istraivaki rad, pa je zato esto drao predavanja raznim, pojedincima, strunjacima, studenskim grupama i svima ostalima koji su eleli da se usavre u oblasti u kojoj je Ajntajn dostigao svetsku slavu.Ajntajn nije bio religiozan u obinom i dogmatskom smislu rei.Jednom prilikom je rekao:Voleo bi da znam kao je bog stvorio ovaj svet. Mene ne interesuje ovaj ili onaj fenomen, spektar ovog ili onog elementa. Ja elim da znam njegove misli, ostalo su detalji.Penzionisan je aprila 1944. godine, ali se njegov ivot nije znaajno izmenio. I dalje je svakog dana odlazio u svoj kabinet u Institutu za visoke studije u Prinstonu, ostajao u proseku po dva sata i vraao se kui. Tako je bilo i 12. aprila 1955. godine, iako tog dana nije izgledao potpuno zdrav. Sutradan mu se naglo pogoralo zdravlje i zavrio je u bolnikom krevetu zbog problema sa srcem. U jedan sat nakon ponoi, 18. aprila, medicinska sestra je ula da se Ajntajn uznemirio u svom bolnikom krevetu i tada je izgovorio neto na nemakom, a to medicinska sestra nije razumela. Tako je ostalo nepoznato ta je zadnje rekao, a nama ostaje samo da nagamo. Te noi je preminuo u 76-oj godini ivota kao jedan od najcenjenijih naunika u istoriji sveta.Pre njegove smrti neki lekari su eleli da nakon njegove smrti ispitaju njegov mozak. Prema nekim priama on se sa tim sloio, dok neki kau da za to niko nije dao odobrenje, ali je ipak uraeno. To je uradio patolog Tomas Harvi sa Prinston univerziteta. Tako se i danas njegov mozak ispituje, a naeno je neto to se ipak razlikuje od obinih ljudi. Nije bila u pitanju veliina mozga , ve sloenija struktura dela mozga.Nekoliko dana pre smrti, oseajui da mu se blii kraj, zatraio je olovku i papir i rekao: Treba jo neto da izraunam.

3.DELO

-Specijalna teorija relativnostiAjntajn je imao potpuno novi pogled na svet, kakav niko pre njega nije imao. Tako je 1905. godine postavio svoju poznatu Specijalnu Teoriju Relativnosti (STR). Te godine je objavio jo neke radove, meu kojima je i rad o fotoelektrinom efektu za koji je 16 godina kasnije dobio Nobelovu nagradu za fiziku.U svojoj STR Ajntajn je krenuo od dva postulata. Prvi postulat govori da je brzina svetlosti je konstantna i nepromenljiva u vakuumu. Ona je ista u svim inercijalnim sistemima i brzina svetosti je najvea mogua brzina prenoenja informacijadrugi postulat kae da su svi zakoni fizike nepromenljivi u inercijalnim sistemima, odnosno sistemima koji se kreu ravnomerno pravolinijski.Galilej je rekao da su svi mehaniki zakoni isti u svim sistemima koji se kreu pravolinijski sa nepromenljivom brzinom. Ajntajn je ovaj princip proirio na celu fiziku, a ne samo na mehanike zakone.STR je tada bila veoma teko prihvatljiva veini tadanjih naunika. Ona je menjala do tada njihov ustaljeni njutnovski pogled na svet. U njutnovoj fizici nije bilo ogranienja u pogledu postizanja velikih brzina u prirodi. Meutim, po STR najvea brzina u prirodi je brzina svetlosti i ona iznosi priblino 300 000 km/s i obeleava se sa c. Ne postoji materijalno telo koje moe da dostigle brzinu svetlosti, a to je objanjeno preko Ajntajnove najpoznatije formule.Njegovo razmatranje prostora i vremena je ukazalo na jo jednu posledicu njegovog shvatanja sveta. Ono to je shvatio jeste da se prostor i vreme ne mogu posmatrati odvojeno, kao to je do tada smatrano i da oni ine jednu celinu. Odnosno, ine etvorodimenzionalni prostor u kome su povezane 3 prostorne i jedna vremenska dimenzija.

-uvena formulaU svom radu iz 1905. godine, Da li inercija tela zavisi od njegove koliine energije, razmatrajui veoma kompleksnu oblast u odnosima mase, energije i inercije, Ajntajn zakljuuje: Ako telo odaje energiju u obliku zraenja, onda se njegova masa smanjuje sa kolinikom te energije i kvadrata brzine prostiranja svetlosti. Iz ovog zakljuka je Antajn doao do svoje uvene formule da je energije datog tela jednaka proizvodu njegove mase i brzine svetlosti na kvadrat:

Prema ovoj jednaini je najvea koliina energije, koja se iz jednog tela moe dobiti i pretvoriti u koristan rad, jednaka masi tela pomnoenoj kvadratom brzine svetlosti.Ovom formulom je pokazano da su masa i energija meusobno povezane veliine, odnosno da su ekvivalentne. Pomou nje su objanjeni mnogi problemi koji do tada nisu mogli da se ree, a jedna od njih je ogromna koliina energije koje Sunce odailje sa svoje povrine.Ova formula je bila osnov za poetak razvoja atomske, a kasnije i nuklearne fizike. Takoe je bilo osnov za izradu prve atomske bombe, zbog ega je kasnije Ajntajn mnogo alio.-Opta teorija relativnostiAjntajn je jo za vreme boravka u Pragu poeo da se se bavi pitanjem neinercijalnih sistema, pokuavajui da otkrije kako e se ponaati odgovarajui prirodni zakoni. U okviru Specijalne teorije relativnosti imao je nekoliko prethodnika, ali je problematika Opte teorije relativnosti (OTR) isto Ajntajnovo delo.Prvi rad koji se odnosio na OTR Ajntajn je objavio 1911. godine, pod nazivom O uticaju sile tee na irenje svetlosti. Kasnije je poeo upoznavanje svojih kolega o problematici OTR. Mali broj tadanjih naunika je iz prvog pokuaja uspelo da shvati o emu se radi. Zatim je 04. 11. 1915. godine ovaj svoj rad proitao Pruskoj akademiji nauka i od tada i zvanino poinje izgradnja OTR.Prouavajui kretanje svetlosti kroz gravitaciono polje, Ajntajn je otkrio da e svetlost trpeti delovanje gravitacionog polja i da e doi do izvestog skretanja svetlosnog zraka (fotona). Meutim, on je do tog zakljuka doao teorijski, bez direktnih dokaza.Ajntajnova zapaanja su pravazilazila granice zdravorazumskog zakljuivanja, a dokazivanje ovih teorija je bilo mogue samo uz njegove teorijske eksperimente.Masivna tela svojim gravitacionim delovanjem menjaju strukturu prostora oko sebe. Isto se deava i sa Suncem. Godine 1919. za vreme potpunog pomraenja Sunca astronom Edington i njegova grupa naunika su otkrili da je istina da svetlosni zraci skreu sa pravolinijske putanje. Do zakljuka su doli dok su posmatrali poloaj nekoliko zvezda u blizini Sunca za vreme potpunog pomraenja. Pokazalo se da je dolo do odreenog prividnog pomeranja poloaja zvezda, a to je ustvari bio uzrok promene putanje svetlosnih zraka koji su putovali od zvezde do Zemlje.Na taj nain je i eksperimentalno dokazana OTR, kao i mnogo puta nakon toga.Ubrzo posle ovog dokaza, Ajntajn je stekao svetsku slavu kao naunik koji je promenio pogled na jedan svet za koji je do tada vaio vievekovni Njutnov uticaj.Ipak, godine 1921. dok je bio na putu za Japan, na brodu mu je stigla vest da je dobio Nobelovu nagradu za fiziku. Pria se da je Ajntajn delovao veoma hladno i uzdrano, moda zbog injenice da mu je ova nagrada dodeljena za istraivaki rad vezan za fotoelektrini efekat, a ne za teoriju relativnosti.

4.ZakljuakAlbert Ajntajn je formulisao specijalnu i optu teoriju relativnosti kojima je revolucionisao modernu fiziku. Pored toga, doprineo je napretku kvantne teorije i statistike mehanike. Iako je najpoznatiji po teoriji relativnosti (posebno po ekvivalenciji mase i energije E=mc2), Nobelova nagrada za fiziku mu je dodeljena 1921. godine za objanjenje fotoelektrinog efekta (rada objavljenog 1905. u Annus Mirabilis ili Godini uda) kao i za doprinos razvoju teorijske fizike. U narodu, ime Ajntajn je sinonim za oveka visoke inteligencije ili za genija.

5.Literatura- Albert Ajntajn, ivot i delo, Vojislav Gledi, Beograd, 2009.-100 linosti. Ljudi koji su promenili svet, Ajntajn, Deagostini-wikipedia