Los papeles del Mirabilis de Annus del (a partir latino, del mirabilis de Annus, porque del “año extraordinario ") son los papeles Albert Einstein publicado en el " Annalen der Physik " Diario científico en el 1905 . Estos cuatro artículos contribuidos substancialmente a la fundación de la física moderna y de las opiniónes cambiadas sobre espacian, el tiempo, y la materia . El Mirabilis de Annus del a menudo se llama el " Milagro Year" en el inglés, en el alemán, el " del ; Wunderjahr" .

Fondo

Cuando los papeles fueron escritos, Einstein careció los materiales de referencia científicos substanciales. Además, los colegas científicos disponibles discutir sus teorías eran pocos. Él trabajó como examinador en la oficina de patentes en el Berna, Suiza . Además de trabajo, su esposa, Mileva Marić, puede haber tenido cierta influencia en el trabajo de Einstein pero cuánto es confuso. Se especula que, por lo menos, ella corrigió muchos de sus artículos. A través de estos papeles, Einstein aborda algunos de las preguntas y de los problemas más importantes de la física de la era. En el 1900, una conferencia titulada las nubes del Diecinueveavo-Siglo del sobre la teoría del calor dinámica y la luz, por señor Kelvin, sugirieron que la física era insatisfactoria en las explicaciones de dos fenómenos: el experimento de Michelson-Morley y radiación del cuerpo negro . Como relatividad introducida, especial proporcionó un explicar los resultados de los experimentos de Michelson-Morley. Las teorías de Einstein para el efecto fotoeléctrico demuestran a algunos mecánicos de Quantum, que también explican la radiación de cuerpo negro.

A pesar de la mayor fama alcanzada por sus otros trabajos, tales como eso en la relatividad especial, era su trabajo sobre el efecto fotoeléctrico que lo ganó su Premio Nobel Del en el 1921 : " Para los servicios a la física teórica y especialmente para el descubrimiento de la ley del effect." fotoeléctrico; El comité Nobel había esperado paciente la confirmación experimental de la relatividad especial; sin embargo ninguno era próximo hasta los experimentos de la dilatación del tiempo de Ives y Stilwell (1938), (1941) y Rossi y Pasillo (1941).

Papeles

Efecto fotoeléctrico

El papel, " El en un punto de vista heurístico referente a la producción y la transformación encienden el " de ;, propuesto la idea de los quanta de energía del . Esta idea, motivada por derivación anterior de s de Planck discreto máximo 'de la ley de la radiación de cuerpo negro, asume que la energía luminosa se puede absorber o emitir solamente en cantidades, llamado los quanta . Estados de Einstein, la energía del

l, durante la propagación de un rayo de la luz, no se distribuye continuamente sobre espacios constantemente cada vez mayores, sino que consiste en un número finito de los quanta de energía localizados en los puntos en el espacio, moviéndose sin la división y capaz de la absorción o generación solamente como entidades .

En la explicación del efecto fotoeléctrico, la hipótesis que la energía consiste en los paquetes discretos del, como Einstein ilustra, se puede aplicar directo a los cuerpos negros, también.

La idea de quanta ligeros contradice la teoría de onda de la luz que sigue naturalmente ecuaciones de s del maxwell vendedor James de las 'para el comportamiento electromágnetico y, más generalmente, la asunción de la divisibilidad infinita de la energía en sistemas físicos. la diferencia formal profunda del A del

l existe entre los conceptos teóricos que los físicos han formado sobre los gases y otros cuerpos ponderables, y la teoría del maxwell de procesos electromágneticos en espacio vacío supuesto. Mientras que consideramos el estado de un cuerpo ser determinados totalmente por las posiciones y las velocidades de un número de hecho muy grande con todo finito de átomos y de electrones, hacemos uso de funciones espaciales continuas para determinar el estado electromágnetico de un volumen de espacio, para no poder considerar un número finito de cantidades como suficiente para la determinación completa del estado electromágnetico del espacio .

l que este lleva a las contradicciones cuando está aplicado a los fenómenos de la emisión y de la transformación de la luz. el según la visión que la luz de incidente consiste en los quanta de energía,

l la producción de rayos catódicos por la luz se puede concebir así. La capa superficial del cuerpo es penetrada por los quanta de energía cuya energía se convierte por lo menos parcialmente en la energía cinética de los electrones. El concepto más simple es que un quántum ligero transfiere su energía entera a un solo electrón

Incluso después los experimentos confirmaron que las ecuaciones de Einstein para el efecto fotoeléctrico eran exactas, su explicación no fue aceptada universal. Niels Bohr, en su 1922 dirección Nobel, indicada, " El la hipótesis de luz-quanta no puede lanzar la luz en la naturaleza de la radiación . "

Por el 1921, cuando concedieron Einstein el Premio Nobel Y su trabajo sobre photoelectricity fue mencionado por nombre en la citación de la concesión, algunos físicos aceptaron que la ecuación (= \ phi + E_k del $\backslash \; del\; scriptstyle\; hf)\; era\; quanta\; correctos\; y\; ligeros\; era\; posible.\; En\; el\; 1923,\; experimento\; de\; la\; dispersión\; de\; radiografía\; de\; s\; de\; Compton\; Arturo\; el\; \text{'}ayudó\; más\; de\; lacomunidad\; científicaa\; aceptar\; esta\; fórmula.\; La\; teoría\; de\; quanta\; ligeros\; era\; un\; indicador\; fuerte\; de\; ladualidad,\; un\; principio\; fundamental\; de\; la\; Agitar-partícula\; de\; los\; mecánicos\; de\; Quantum\; .\; Un\; cuadro\; completo\; de\; la\; teoría\; del\; photoelectricity\; fue\; observadodespuésde\; la\; madurez\; de\; los\; mecánicos\; de\; quántum.$

Movimiento browniano

El " del artículo; El en el movimiento requerido por la teoría cinética molecular del calor de pequeñas partículas suspendió en un " inmóvil del líquido ; delineó un modelo estocástico del movimiento browniano .

l en este papel será demostrado que, según la teoría del calor cinética molecular, los cuerpos de un tamaño microscópico visible suspendido en líquidos deben, como resultado de movimientos moleculares termales, realizar movimientos de tales magnitudes que pueden ser observados fácilmente con un microscopio. Es posible que los movimientos que se discutirán aquí son idénticos con el movimiento molecular browniano supuesto; sin embargo, los datos disponibles para mí en estes 3ultimo son tan imprecisos que no podría formar un juicio en la pregunta …

El movimiento browniano genera las expresiones para la dislocación de la media cuadrada de la raíz de partículas. Usar la teoría cinética de líquidos, que era en ese entonces polémica, el artículo estableció el fenómeno, que carecía décadas de una explicación satisfactoria incluso después de que la primera observación proporcionara la evidencia empírica para la realidad del átomo . También prestó crédito a los mecánicos estadísticos, que habían sido polémicos en aquel momento, también. Antes de este papel, los átomos fueron reconocidos como un concepto útil, pero los físicos y químicos discutidos si los átomos eran entidades verdaderas. La discusión estadística de Einstein del comportamiento atómico dio a experimentalists una manera de contar los átomos mirando a través de un microscopio ordinario. Wilhelm Ostwald, uno de los líderes de la escuela del anti-átomo, dicho posterior Arnold Sommerfeld que la explicación completa de Einstein del movimiento browniano le había convencido de la existencia de átomos.

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Tercer papel de Einstein que año, " en la electrodinámica del " móvil de los cuerpos ; reconcilia las ecuaciones del maxwell para la electricidad y el magnetismo con las leyes de mecánicos, introduciendo cambios importantes a los mecánicos cerca de la velocidad de la luz . Éste más adelante se conocía como teoría especial de Einstein de la relatividad .

El papel no hace ninguna referencia a ningunos trabajos que pudieron haber llevado a su desarrollo, y menciona el nombre de solamente un otro científico, Hendrik Lorentz . Mientras que desarrollaba este papel, Einstein había escrito a su esposa Mileva sobre " nuestro trabajo sobre " del movimiento relativo ;, y esto ha llevado alguno a preguntar si Mileva hizo una parte en su desarrollo (así como su implicación en otros papeles). Este papel introduce una teoría del tiempo, de la distancia, de la masa, y de la energía que era constante con el electromagnetismo, pero omitió la fuerza de la gravedad .

Cuando, era sabido que las ecuaciones del maxwell, cuando estaba aplicado a los cuerpos móviles, llevados a las asimetrías, y que no había sido posible descubrir ningún movimiento de la tierra concerniente al “medio ligero”. Einstein propone dos postulados para explicar estas observaciones. Primero, él aplica el principio clásico de relatividad, que indica que las leyes de la física siguen siendo iguales para cualquier capítulo de no-aceleración de la referencia (llamado un marco de referencia de inercia), a las leyes de la electrodinámica y de las óptica así como mecánicos. En el segundo postulado, Einstein propone que la velocidad de la luz siga siendo constante en todos los marcos de la referencia de inercia, independiente del estado del movimiento del cuerpo de emisión.

La relatividad especial evita un problema omnipresente desde el experimento de Michelson-Morley, que no había detectado un medio de la conductancia (o del éter ) para las ondas ligeras desemejante de otras ondas sabidas que requieren un medio (tal como agua o aire ). Estados de Einstein, del … las tentativas fracasadas de descubrir cualquie movimiento de la tierra relativamente al " medio ligero, " sugerir que los fenómenos de la electrodinámica así como de los mecánicos no posean ninguna característica que corresponde a la idea del resto absoluto . La velocidad de la luz es fija, y así el no concerniente al movimiento del observador. Esto era imposible debajo de los mecánicos clásicos neutoniano. Einstein discute, el

l … las mismas leyes de las óptica de la electrodinámica y será válido para todos los capítulos de la referencia para los cuales las ecuaciones de mecánicos se consideren bueno. Levantaremos esta conjetura (el purport cuyo de aquí en adelante será llamado el " Principio de Relativity") al estado de un postulado, y también introducir otro postulado, que es solamente al parecer irreconciliable con el anterior, a saber, que la luz está propagada siempre en espacio vacío con un definido c de la velocidad que sea la independiente del estado del movimiento que emite el cuerpo de . Estos dos postulados son suficientes para el logro de una teoría simple y constante de la electrodinámica de los cuerpos móviles basados en la teoría del maxwell para los cuerpos inmóviles. La introducción de un " " luminoso del éter ; demostrará ser superfluo ya que la visión aquí que se convertirá no requerirá un " space" absolutamente inmóvil; proporcionado las características especiales, ni asignar un velocidad-vector a un punto del espacio vacío en el cual los procesos electromágneticos ocurren . el

l la teoría '' se basa - como toda la electrodinámica - en la cinemática del cuerpo rígido, puesto que las aserciones de cualquier teoría tienen que hacer con las relaciones entre los cuerpos rígidos (los sistemas de coordinan, el registra y los procesos electromágneticos . La consideración escasa de esta circunstancia miente en la raíz de las dificultades que la electrodinámica de cuerpos móviles actualmente encuentra el .

Había sido conjeturado previamente, por el George Fitzgerald en el 1894 y por Lorentz 1895, independiente de uno a, que el resultado de Michelson-Morley podría ser explicado si los cuerpos móviles fueron contratados en la dirección de su movimiento. Algunas de las ecuaciones de la base del papel, el Lorentz transforman, habían sido publicadas por el José Larmor (1897, 1900), el Hendrik Lorentz (1899, 1903, 1904) y el Enrique Poincaré (1905), en un desarrollo del papel de Lorentz 1904. Einstein reveló las causas subyacentes para esta singularidad geométrica, que diferenció de las explicaciones dadas por FitzGerald, Larmor, y Lorentz, pero era similar en muchos aspectos a las razones dadas por Poincaré (1905).

Su explicación se presenta a partir de dos axiomas. Primero, idea de s de Galileo 'que las leyes de la naturaleza deban ser iguales para todos los observadores que muevan con la velocidad constante en relación con. Einstein escribe, el
del
las leyes por las cuales los estados de sistemas físicos experimentan el cambio no son afectados, si estos cambios del estado estén referidos el o el otro de dos sistemas de coordina en translatory uniforme del movimiento. El segundo es la regla que la velocidad de la luz es igual para cada observador.
del
que cualquier rayo de la luz se mueve en el " stationary" el sistema de coordina con la velocidad resuelta c, si el rayo sea emitido por un inmóvil o por móvil del cuerpo.

La teoría, ahora llamada el " teoría especial de del " del de la relatividad ; lo distingue de su teoría general posterior de la relatividad, que considera a todos los observadores ser equivalentes. Relatividad especial al principio encontrado con desdén e incluso irrisión de algunos cuartos puesto que abunda con las paradojas evidentes y viola el " sense" común;. Sin embargo, la uno mismo-consistencia de la relatividad especial, probada en 1908 por el Hermann Minkowski, ha sido apoyada por un cuerpo cada vez mayor de la evidencia experimental confirmativa. Consecuentemente, la relatividad especial ha venido ser tomada en gran parte para concedido en la comunidad científica.

Equivalencia de la materia y de energía

Un cuarto papel, " ¿el hace la inercia de un cuerpo depende de su contenido en energía? " de ;, fue publicado el el 27 de septiembre en el der Physik de Annalen, conteniendo una de las ecuaciones más famosas en el campo de la física:   '' E ''; =  ² de la '' bujía métrica ''. Einstein consideraba la ecuación de la equivalencia ser de importancia suprema porque demostró que una partícula masiva posee una energía, el " energy" del resto;, distinto de su clásico energías potenciales cinéticas de y. Sin embargo, la mayoría de los científicos miraron simplemente encontrar como curiosidad hasta los años 30 .

El papel se basa en las investigaciones y, además, los axiomas de s del maxwell 's y Hertz Rudolf Heinrich 'del vendedor de James de la relatividad, como estados de Einstein,

l que los resultados de la investigación anterior llevan a una conclusión muy interesante, que es aquí ser deducido. la investigación anterior del

l era basado en las ecuaciones de Maxwell-Hertz para el espacio vacío, junto con la expresión de Maxwellian para la energía electromágnetica del espacio… el

l las leyes por las cuales los estados de sistemas físicos alteran es independiente de la alternativa, a la cual de dos sistemas de coordenadas, en el movimiento uniforme de la traducción paralela relativamente el uno al otro, estas alteraciones del estado son (principio de relatividad) referidos.

La ecuación dispuso que la energía de un cuerpo en descanso (el E ) iguala sus (el m ) épocas totales que la velocidad de la luz ( c ) ajustó, o el el ² de E = de la bujía métrica. el

l si un cuerpo emite la energía L bajo la forma de radiación, su masa disminuye por el ² de L/c. El hecho de que la energía retirada del cuerpo se convierta en energía de la radiación no diferencia evidentemente ningún, para llevarnos a la conclusión más general ese el

l la masa de un cuerpo es una medida de su energía-contenido; si la energía cambia por L, los cambios totales en el mismo sentido por L/9 el × 10²⁰, la energía que es medida en ergios, y la masa en los gramos .

l el si la teoría corresponde a los hechos, radiación del

l
transporta inercia entre el que emite y los cuerpos absorbentes .

La relación masa-energía se puede utilizar para predecir cuánto energía será lanzada o consumida por las reacciones nucleares ; uno mide simplemente la masa de todos los componentes y productos y multiplica la diferencia por el c ². El resultado demuestra cuánto energía será lanzada o consumida, generalmente bajo la forma de luz o calor . Cuando está aplicada a ciertas reacciones nucleares, la ecuación demuestra que extraordinario una gran cantidad de energía será lanzada, mucho más grande que en la combustión de los explosivos químicos, donde está apenas mensurable la diferencia total en absoluto. Esto explica porqué producto de las armas nucleares tales cantidades fenomenales de energía, mientras que lanzan la energía de enlace durante la fisión nuclear y la fusión nuclear, y también convierte una porción mucho más grande de masa subatómica a la energía.

Conmemoración

La unión internacional de la física pura y aplicada ( IUPAP ) resuelta para conmemorar el 100o año de la publicación del trabajo extenso de Einstein en el 1905 como “el año del mundo de la física 2005 ”. Esto fue endosada posteriormente por el Naciones Unidas y el congreso de Estados Unidos.

Lectura adicional

Stachel, Juan, y otros, " " milagroso del año de Einstein del ;. Prensa de la Universidad de Princeton, 1998. ISBN 0-691-05938-1
Renn, Jürgen, y Dieter Hoffmann, " 1905 - un " milagroso del año ;. 38 S437-S448 (instituto máximo para la historia de la ciencia) 9 de Planck (14 de mayo de 2005)

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Zenithic

Billy Jim Baker

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