አልበርት አንስታይን ምናልባት በእያንዳንዱ የፕላኔታችን ነዋሪ ዘንድ ይታወቃል። በጅምላ እና በሃይል መካከል ያለውን ግንኙነት ለታዋቂው ቀመር ምስጋና ይግባውና ይታወቃል. ሆኖም የኖቤል ሽልማት አላገኘም። በዚህ ጽሁፍ በ20ኛው ክፍለ ዘመን መጀመሪያ ላይ በዙሪያችን ስላለው አለም አካላዊ ሀሳቦችን የቀየሩ ሁለት የአንስታይን ቀመሮችን እንመለከታለን።
የአንስታይን ፍሬያማ አመት
በ1905 አንስታይን ብዙ መጣጥፎችን በአንድ ጊዜ አሳተመ እነዚህም በዋናነት ሁለት ርዕሰ ጉዳዮችን ያካተቱ ናቸው፡ እሱ ያዳበረው የሬላቲቪቲ ፅንሰ-ሀሳብ እና የፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖ ማብራሪያ። ቁሳቁሶቹ በጀርመን ጆርናል አናለን ዴር ፊዚክ ላይ ታትመዋል. የእነዚህ ሁለት መጣጥፎች ርዕስ በወቅቱ በሳይንቲስቶች ክበብ ውስጥ ግራ መጋባት ፈጠረ:
- "የሰውነት መነቃቃት በያዘው ሃይል ላይ የተመሰረተ ነው?";
- "በብርሃን አመጣጥ እና ለውጥ ላይ ያለ ሂዩሪስቲክ እይታ"።
በመጀመሪያው ሳይንቲስቱ በአሁኑ ጊዜ የሚታወቀውን የአንስታይን አንጻራዊነት ቲዎሪ ቀመርን ጠቅሰዋል።የጅምላ እና የኃይል አንድ ወጥ እኩልነት. ሁለተኛው ጽሑፍ ለፎቶ ኤሌክትሪክ ተጽእኖ እኩልነት ያቀርባል. ሁለቱም ቀመሮች በአሁኑ ጊዜ ከሬዲዮአክቲቭ ቁስ ጋር ለመስራት እና ከኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶች የኤሌክትሪክ ኃይል ለማመንጨት ያገለግላሉ።
የልዩ አንጻራዊነት አጭር ቀመር
በአንስታይን የተዘጋጀው የአንፃራዊነት ፅንሰ-ሀሳብ የቁሳቁሶች ብዛት እና የእንቅስቃሴ ፍጥነታቸው በጣም ትልቅ በሚሆንበት ጊዜ ያሉትን ክስተቶች ይመለከታል። በውስጡም አንስታይን በየትኛውም የማጣቀሻ ማዕቀፍ ውስጥ ከብርሃን በበለጠ ፍጥነት መንቀሳቀስ እንደማይቻል እና በብርሃን ፍጥነት ላይ የቦታ-ጊዜ ለውጥ ባህሪያት ለምሳሌ ጊዜ መቀነስ ይጀምራል.
ይለጠፋል.
የአንፃራዊነት ፅንሰ-ሀሳብ ከአመክንዮአዊ እይታ ለመረዳት አዳጋች ነው ምክንያቱም ስለ እንቅስቃሴ ከተለመዱት ሀሳቦች ጋር ይቃረናል ፣ይህም ህጎች በ17ኛው ክፍለ ዘመን በኒውተን የተመሰረቱ ናቸው። ሆኖም፣ አንስታይን ከተወሳሰቡ የሂሳብ ስሌቶች ውስጥ የሚያምር እና ቀላል ቀመር ይዞ መጣ፡
E=mc2.
ይህ አገላለጽ የኢንስታይን የሃይል እና የጅምላ ቀመር ይባላል። ምን ማለት እንደሆነ እንወቅ።
የጅምላ፣ ጉልበት እና የብርሃን ፍጥነት ጽንሰ-ሀሳቦች
የአልበርት አንስታይንን ቀመር የበለጠ ለመረዳት በውስጡ ያለውን የእያንዳንዱን ምልክት ትርጉም በዝርዝር መረዳት አለቦት።
በጅምላ እንጀምር። ብዙውን ጊዜ ይህ አካላዊ መጠን በሰውነት ውስጥ ካለው ንጥረ ነገር መጠን ጋር እንደሚዛመድ መስማት ይችላሉ. ይህ ሙሉ በሙሉ እውነት አይደለም. የጅምላ መጠንን እንደ አለመታዘዝ መለኪያ አድርጎ መግለፅ የበለጠ ትክክል ነው። ትልቅ ሰውነት, የተወሰነውን ለመስጠት በጣም ከባድ ነውፍጥነት. ቅዳሴ የሚለካው በኪሎግራም ነው።
የኃይል ጉዳይም ቀላል አይደለም። ስለዚህ, የእሱ መገለጫዎች የተለያዩ ናቸው-ብርሃን እና ሙቀት, የእንፋሎት እና የኤሌክትሪክ, የእንቅስቃሴ እና እምቅ, የኬሚካል ትስስር. እነዚህ ሁሉ የኃይል ዓይነቶች በአንድ አስፈላጊ ንብረት አንድ ናቸው - ሥራ የመሥራት ችሎታቸው. በሌላ አነጋገር ኢነርጂ አካላትን ከሌሎች የውጭ ኃይሎች ድርጊት ጋር ለማንቀሳቀስ የሚችል አካላዊ መጠን ነው. የSI መለኪያው ጁሉ ነው።
የብርሃን ፍጥነት ምን ያህል ነው ለሁሉም ሰው በግምት ግልፅ ነው። የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገድ በአንድ አሃድ የሚጓዝበት ርቀት እንደሆነ ይገነዘባል። ለቫኩም ይህ ዋጋ ቋሚ ነው፡ በሌላ በማንኛውም እውነተኛ መካከለኛ ይቀንሳል። የብርሃን ፍጥነት የሚለካው በሜትር በሰከንድ ነው።
የአንስታይን ቀመር
ትርጉም
ይህን ቀላል ቀመር በቅርበት ከተመለከቱ፣ጅምላ ከኃይል ጋር የተያያዘ መሆኑን በቋሚ (የብርሃን ፍጥነት ካሬ) ማየት ይችላሉ። ብዛትና ጉልበት የአንድ ነገር መገለጫዎች መሆናቸውን አንስታይን ራሱ አስረድቷል። በዚህ አጋጣሚ m ወደ E እና ወደ ኋላ መመለስ ይቻላል።
የአንስታይን ፅንሰ-ሀሳብ ከመምጣቱ በፊት ሳይንቲስቶች የጅምላ እና ኢነርጂ ጥበቃ ህጎች ለየብቻ እንደሚገኙ ያምኑ ነበር እናም በተዘጋ ስርዓት ውስጥ ለሚፈጠሩ ማናቸውም ሂደቶች ትክክለኛ ናቸው ። አንስታይን ይህ እንዳልሆነ አሳይቷል፣ እና እነዚህ ክስተቶች በተናጥል ሳይሆን አብረው የሚቀጥሉ ናቸው።
ሌላው የአንስታይን ቀመር ባህሪ ወይም የጅምላ እና ኢነርጂ ተመጣጣኝ ህግ በእነዚህ መጠኖች መካከል ያለው የተመጣጠነ ተመጣጣኝነት ነው።ማለትም c2። በግምት ከ1017 m2/s2 ጋር እኩል ነው። ይህ ትልቅ እሴት እንደሚያመለክተው አነስተኛ መጠን ያለው የጅምላ መጠን እንኳን ከፍተኛ የኃይል ክምችት ይይዛል። ለምሳሌ, ይህን ቀመር ከተከተሉ, አንድ የደረቀ ወይን (ዘቢብ) ብቻ በአንድ ቀን ውስጥ የሞስኮን የኃይል ፍላጎቶች በሙሉ ማሟላት ይችላል. በሌላ በኩል፣ ይህ ግዙፍ ምክንያት በተፈጥሮ ላይ የጅምላ ለውጦችን ለምን እንደማንመለከትም ያብራራል፣ ምክንያቱም ለምጠቀምባቸው የኢነርጂ እሴቶች በጣም ትንሽ ናቸው።
የቀመሩ ተጽእኖ በ20ኛው ክፍለ ዘመን የታሪክ ሂደት ላይ
ለዚህ ቀመር እውቀት ምስጋና ይግባውና አንድ ሰው የአቶሚክ ኃይልን መቆጣጠር ችሏል, ይህም ግዙፍ ክምችት በጅምላ መጥፋት ሂደቶች ተብራርቷል. አስደናቂው ምሳሌ የዩራኒየም ኒውክሊየስ መሰባበር ነው። ከዚህ ፍንጣቂ በኋላ የተፈጠረውን የብርሃን isotopes ብዛት ከደመርን ለዋናው አስኳል ከዚያ ያነሰ ይሆናል። የጠፋው ብዛት ወደ ጉልበት ይቀየራል።
የሰው ልጅ የአቶሚክ ሃይል የመጠቀም ችሎታ ለከተሞች ሲቪል ህዝብ ኤሌክትሪክ ለማቅረብ የሚያገለግል ሬአክተር እንዲፈጠር እና በሁሉም ታሪክ ውስጥ እጅግ አደገኛ የሆነውን የአቶሚክ ቦምብ እንዲቀርጽ አድርጓል።
በዩናይትድ ስቴትስ የመጀመሪያው የአቶሚክ ቦምብ መታየቱ ሁለተኛውን የዓለም ጦርነት በጃፓን ላይ ከተቀመጠው ጊዜ ቀደም ብሎ አብቅቷል (እ.ኤ.አ. በ1945 ዩናይትድ ስቴትስ እነዚህን ቦንቦች በሁለት የጃፓን ከተሞች ላይ ጣለች) እና እንዲሁም ዋና መከላከያ ሆነ። የሶስተኛው አለም ጦርነት ፈነዳ።
አንስታይን ራሱ፣ በእርግጥ አልቻለምያገኘው ቀመር እንዲህ ያለውን ውጤት አስቀድሞ ለማየት. አቶሚክ የጦር መሳሪያዎችን ለመፍጠር በማንሃታን ፕሮጀክት ላይ እንዳልተሳተፈ ልብ ይበሉ።
የፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖ ክስተት እና ማብራሪያው
አሁን አልበርት አንስታይን በ1920ዎቹ መጀመሪያ ላይ የኖቤል ሽልማት ወደ ተሰጠው ጥያቄ እንሸጋገር።
በ1887 በሄርትዝ የተገኘው የፎቶ ኤሌክትሪክ ተጽእኖ ክስተት ከተወሰነ ቁስ አካል በላይ የነጻ ኤሌክትሮኖችን መልክ ይይዛል፣ ይህም በተወሰኑ ድግግሞሾች ብርሃን ከተበተነ። በ 20 ኛው ክፍለ ዘመን መጀመሪያ ላይ ከተቋቋመው የብርሃን ሞገድ ንድፈ ሐሳብ አንጻር ይህንን ክስተት ማብራራት አልተቻለም. ስለዚህ, የፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖ በጊዜ መዘግየት (ከ 1 ns ያነሰ) ለምን እንደሚታይ ግልጽ አልነበረም, ለምን የመቀነስ አቅም በብርሃን ምንጭ ላይ የተመካ አይደለም. አንስታይን ግሩም ማብራሪያ ሰጠ።
ሳይንቲስቱ አንድ ቀላል ነገር ጠቁመዋል፡ ብርሃን ከቁስ አካል ጋር ሲገናኝ እንደ ማዕበል ሳይሆን እንደ ኮርፐስክል፣ ኳንተም፣ የረጋ ደም ነው። የመጀመሪያዎቹ ፅንሰ-ሀሳቦች ቀድሞውኑ ይታወቃሉ - ኮርፐስኩላር ቲዎሪ በኒውተን የቀረበው በ 17 ኛው ክፍለ ዘመን አጋማሽ ላይ ነው ፣ እና የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገድ ኳንታ ጽንሰ-ሀሳብ በአገሩ የፊዚክስ ሊቅ ማክስ ፕላንክ አስተዋወቀ። አንስታይን ሁሉንም የንድፈ ሃሳብ እና የሙከራ እውቀት በአንድ ላይ ማምጣት ችሏል። ፎቶን (የብርሃን ኳንተም) ከአንድ ኤሌክትሮን ጋር ብቻ መስተጋብር ሙሉ ለሙሉ ጉልበቱን እንደሚሰጥ ያምን ነበር. ይህ ሃይል በኤሌክትሮን እና በኒውክሊየስ መካከል ያለውን ትስስር ለመስበር በቂ ከሆነ፣የተሞላው ኤሌሜንታሪ ቅንጣት ከአቶም ይከፈታል እና ወደ ነፃ ሁኔታ ይሄዳል።
የተሰጡ ዕይታዎችአንስታይን የፎቶ ኤሌክትሪክ ውጤት ቀመር እንዲጽፍ ፈቅዶለታል። በሚቀጥለው አንቀጽ ውስጥ እንመለከታለን።
የፎቶ ኤሌክትሪክ ውጤት እና እኩልታው
ይህ እኩልታ ከታዋቂው የኢነርጂ-ጅምላ ግንኙነት ትንሽ ረዘም ይላል። ይህን ይመስላል፡
hv=A + Ek.
ይህ እኩልነት ወይም የአንስታይን የፎቶ ኤሌክትሪክ ውጤት ቀመር በሂደቱ ውስጥ ያለውን ነገር ፍሬ ነገር ያንፀባርቃል፡- ፎቶን ሃይል ያለው hv (የፕላንክ ቋሚነት በተዘዋዋሪ ድግግሞሽ ተባዝቶ) በኤሌክትሮን መካከል ያለውን ትስስር ለመስበር ይውላል። እና ኒውክሊየስ (ኤ የኤሌክትሮን የስራ ተግባር ነው) እና አሉታዊ የኪነቲክ ኢነርጂ ቅንጣትን በማስተላለፍ ላይ (Ek)።
ከላይ ያለው ቀመር በፎቶ ኤሌክትሪክ ላይ በተደረጉ ሙከራዎች የተስተዋሉ የሂሳብ ጥገኝነቶችን በሙሉ ለማብራራት አስችሏል እና እየተገመገመ ላለው ክስተት ተዛማጅ ህጎች እንዲዘጋጁ አድርጓል።
የፎቶ ኤሌክትሪክ ውጤት የት ጥቅም ላይ ይውላል?
በአሁኑ ጊዜ፣ ከላይ የተገለጹት የአንስታይን ሃሳቦች የብርሃን ሀይልን ወደ ኤሌክትሪክ ለመቀየር በፀሃይ ፓነሎች አማካኝነት እየተተገበሩ ናቸው።
ውስጥ የፎቶ ኤሌክትሪክ ውጤት ይጠቀማሉ፣ ማለትም፣ ኤሌክትሮኖች ከአቶም "የተወጡት" ቁሱን አይተዉም ነገር ግን በውስጡ ይቆያሉ። ንቁው ንጥረ ነገር n- እና p-አይነት ሲልከን ሴሚኮንዳክተሮች ናቸው።
