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Einstein (1879-1955) fue el científico natural más importante del siglo XX y el abanderado de la revolución de la física. Nacido el 14 de marzo de 1879 en Ulm, Alemania, en el seno de una familia de pequeños propietarios que regentaban un taller de electrodomésticos. Un año después, mi familia y yo nos mudamos a Munich. Allí mi padre y mi tío unieron fuerzas para formar una empresa de electricistas que producía motores, lámparas de arco e instrumentación eléctrica para centrales eléctricas y sistemas de iluminación. Bajo la influencia del tío del ingeniero He y de otros, Einstein se iluminó antes en la ciencia y la filosofía. En 1894, su familia se mudó a Milán, Italia. Einstein, quien continuó asistiendo a la escuela secundaria en Munich, odiaba la educación militarista en las escuelas alemanas que sofocaban el libre pensamiento. Renunció a su condición de estudiante y a la ciudadanía alemana y se fue solo a Milán. En 1895, se trasladó a la escuela secundaria estatal en Aarau, Suiza; en 1896, estudió física en el Instituto Federal Suizo de Tecnología de la Universidad Normal de Zurich y se graduó en 1900. Debido a su personalidad rebelde y su hábito de pensar independiente, no estaba satisfecho con sus profesores. Quedó desempleado inmediatamente después de terminar la universidad y encontró un trabajo permanente dos años después. Obtuvo la ciudadanía suiza en 1901. En 1902, trabajó como técnico en la Oficina de Patentes de Berna en Suiza, dedicándose a la evaluación técnica de solicitudes de patentes de invención. Utilizó su tiempo libre para realizar investigaciones científicas y logró logros históricos en tres campos diferentes de la física en 1905, especialmente el establecimiento de la teoría especial de la relatividad y la propuesta de la teoría cuántica de la luz, que promovió la revolución en la teoría física. Ese mismo año se doctoró en la Universidad de Zurich con su tesis "Un nuevo método para determinar el tamaño de las moléculas". Del 65438 al 0908 fue profesor a tiempo parcial en la Universidad de Berna, desde donde estuvo destinado a trabajar en instituciones académicas. Dejó la oficina de patentes en 1909 y se convirtió en profesor asociado de física teórica en la Universidad de Zurich. En 1911, se convirtió en profesor de física teórica en la Universidad Alemana de Praga y en 1912 en su alma mater, el Instituto Federal Suizo de Tecnología en Zurich. En 1914, por invitación de M. Planck y W. Nernst, regresó a Alemania y se desempeñó como director del Instituto de Física Kaiser Wilhelm y profesor de la Universidad de Berlín hasta 1933. En 1920, por invitación de H.A. Lorenz y P. Ellenffest (es decir, P. Erzenfest), también fue profesor distinguido en la Universidad de Leiden en los Países Bajos. Menos de cuatro meses después de regresar a Alemania, estalló la Primera Guerra Mundial y se dedicó a actividades públicas y clandestinas contra la guerra. Después de ocho años de ardua exploración, finalmente estableció la teoría general de la relatividad en 1915. Su predicción de que la luz se curvará después de atravesar el campo gravitacional del sol fue confirmada por las observaciones del eclipse solar total de 1919 realizadas por el astrónomo británico A.S. Eddington y otros, que causaron sensación en todo el mundo. Einstein y la teoría de la relatividad son bien conocidos en Occidente y también han atraído feroces ataques de chovinistas, militaristas y antisemitas en Alemania y otros países. Después de que los nazis tomaron el poder en Alemania en octubre de 1933, Einstein fue el principal objetivo de persecución en la comunidad científica. Afortunadamente, en ese momento estaba dando una conferencia en los Estados Unidos y no lo mataron a golpes. Tras regresar a Europa en marzo, se refugió en Bélgica. El 9 de septiembre fue perseguido por la Gestapo, que planeaba asesinarlo. Viajó a través del océano en la noche estrellada y se mudó a Princeton, Estados Unidos, en junio de 5438 + octubre, donde trabajó como profesor en el recién construido Instituto de Estudios Avanzados hasta su jubilación en junio de 5438 + 0945. Obtuvo la ciudadanía estadounidense en 1940. En 1939 le informaron que se había descubierto la fisión nuclear del uranio y su reacción en cadena. Impulsado por el físico húngaro L. Szilard, escribió al presidente Roosevelt proponiendo el desarrollo de una bomba atómica para impedir que los alemanes dieran el primer paso. En vísperas del final de la Segunda Guerra Mundial, Estados Unidos arrojó bombas atómicas sobre dos ciudades japonesas, y Einstein estaba muy descontento con esto. Después de la guerra, Estados Unidos luchó incansablemente y lanzó un movimiento por la paz contra los peligros de la guerra nuclear y el fascismo. Murió en Princeton el 18 de abril de 1955 a causa de la rotura de un aneurisma aórtico. Según su testamento, no se celebraron funerales, no se construyeron tumbas ni se erigieron monumentos. Las cenizas se esparcieron en un lugar que siempre se mantendría en secreto y no se permitió que ningún lugar fuera sagrado.

Relatividad:

Fórmula de la relatividad y su demostración

Símbolo de unidad

Coordenadas: m (x, y, z) Fuerza: N F (f)

Tiempo: s t (T) Masa: kilogramo metro (m)

Desplazamiento: m r Momento: kilogramo * metro/segundo p (P)

Velocidad: m/s v(u) Energía: Joule

Aceleración: m/s 2 Impulso: N * s 1

Longitud: m l(L) Energía cinética: J Ek

Distancia: metros segundos (segundos) Energía potencial: Joule calor

Velocidad angular: rad/segundo ω Torque: n * m.

Aceleración angular: rad/s 2 potencia α: W P.

Uno:

Mecánica newtoniana (conocimientos preliminares)

(1): Fórmula básica de la cinemática de partículas: (1)v=dr/dt, r= r∫rdt.

(2) a=dv/dt, v=v∫adt

(Nota: De las dos fórmulas, la fórmula de la izquierda está en forma diferencial y la fórmula de la la derecha está en forma integral)

Cuando v permanece sin cambios, (1) representa un movimiento lineal uniforme.

Cuando a es una constante, (2) representa un movimiento lineal uniforme.

Mientras conozcas la ecuación de movimiento de una partícula r=r(t), podrás conocer todas sus leyes de movimiento.

Dinámica de partículas:

(1) Niu Yi: Un objeto sin fuerza se mueve en línea recta a una velocidad constante.

(2) Niu 2: La aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza que experimenta e inversamente proporcional a su masa.

F=ma=mdv/dt=dp/dt

(3) Niu 3: La acción y la reacción están en la misma línea recta y la dirección es opuesta a la fuerza.

(4) Gravedad: La fuerza entre dos partículas es proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia.

f=gmm/r^2,g=6.67259*10^(-11)m^3/(kg*s^2)

Teorema del momento: I=∫Fdt =p2-p1 (el impulso de la fuerza externa es igual al cambio de impulso).

Conservación del impulso: Cuando la fuerza externa es cero, el impulso del sistema no cambia.

Teorema de la energía cinética: W=∫Fds=Ek2-Ek1 (el trabajo realizado por la fuerza externa es igual al cambio de energía cinética).

Conservación de la energía mecánica: Cuando sólo la gravedad hace trabajo, Ek1+Ep1=Ek2+Ep2.

(Nota: El núcleo de la mecánica newtoniana es F=ma, que es el puente entre cinemática y dinámica. Nuestro propósito es conocer las leyes del movimiento de un objeto, es decir, resolver la ecuación de movimiento r =r(t). Si conocemos la fuerza, podemos obtener una basándose en Niu 2, y luego podemos encontrarla basándose en la fórmula básica de la cinemática. De manera similar, si conocemos la ecuación de movimiento r=r(t). ), podemos encontrarlo basándonos en la cinemática. Encuentra la fórmula básica de a, y luego podemos conocer la fuerza del objeto de Niu 2)

Dos:

Mecánica relativista especial. : (Nota: γ = 1/sqr (1-u) 2/c 2), β = u/c, u es la velocidad del marco inercial )

(1) Principios básicos: ( 1) Principio de relatividad: todos los sistemas inerciales son equivalentes.

(2) Principio de la velocidad constante de la luz: La velocidad de la luz en el vacío es una constante que no tiene nada que ver con el marco inercial.

(Primero dé la fórmula y luego dé la prueba)

(2) Transformación de coordenadas de Lorentz:

X=γ(x-ut)

p>

Y=y

Z=z

T=γ(t-ux/c^2)

(3) Velocidad ​​conversión:

v(x)=(v(x)-u)/(1-v(x)u/c^2)

V(y)=v (y) /(γ(1-v(x)u/c^2))

V(z)=v(z)/(γ(1-v(x)u/c^ 2))

(D) Efecto proporcional: △L=△l/γ o dL=dl/γ

(5) Efecto de lentitud de reloj: △t=γ△τ o dt= dτ/γ.

(6) Efecto Doppler de la luz: ν(a)= sqr((1-β)/(1+β))ν(b)

(Fuente de luz y La detector se mueve a lo largo de una línea recta.)

(7) Expresión del momento: P=Mv=γmv, es decir, m = γ m.

(8) Ecuación básica de la mecánica relativista : F= dP/dt

(9) Ecuación masa-energía: E = MC 2

(10) Relación energía-momento: e 2 = (E0) 2+p 2c 2.

Nota: Aquí hay dos métodos de prueba, uno en el espacio tridimensional y el otro en el espacio-tiempo de cuatro dimensiones. De hecho, son equivalentes. )

Tres:

Prueba tridimensional:

(1) Los axiomas resumidos mediante experimentos no se pueden probar.

(2) Transformación de Lorentz:

Supongamos que el sistema de coordenadas (sistema A) donde se encuentra (X, Y, Z, T) es constante y (X, Y, Z La velocidad del sistema de coordenadas (sistema B) donde se encuentra , T) es U, que es positiva a lo largo del eje X. En el origen de la secuencia A, x = 0, y la coordenada del origen de la secuencia B es X=-uT, es decir, X+uT=0. Sea x=k(X+uT), (1). Además, debido a que las posiciones de todos los puntos en el sistema inercial son equivalentes, k es una constante relacionada con U (en la teoría general de la relatividad, debido a la curvatura del espacio y el tiempo, todos los puntos ya no son equivalentes, por lo que k no es ya no es una constante.) De la misma manera, en el origen del sistema b, está x-ut), (2). Para Y, Z, Y, Z, no tienen nada que ver con la velocidad, se puede obtener Y. Es decir, t = kt+((1-k 2)/(ku)) x, (5). (1) (2) (3) (4) (5) Para satisfacer el principio de relatividad, determinar k requiere el principio de invariancia de la velocidad de la luz. Cuando los orígenes de los dos sistemas coinciden, se emite una señal óptica. el punto de coincidencia Los dos sistemas tienen x = CT y x = CT. Sustituyéndolos en la fórmula (1)(2), CT = KT (C+U), CT = KT (C-U). Al multiplicar las dos fórmulas se elimina T y T, K = 65438+.

X=γ(x-ut)

Y=y

Z=z

T=γ(t-ux/ c^2)

(3) Conversión de velocidad:

v(x)=dx/dt=γ(dx-ut)/(γ(dt-udx/c ^2 ))

=(dx/dt-u)/(1-(dx/dt)u/c^2)