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1、物理学与人类文明结课论文系别：专业：班级：姓名：学号：爱因斯坦对物理学的贡献关键字：光量子，原子能，时空，狭义相对论，广义相对伦。引言爱因斯坦是牛顿之后最伟大的科学家，同时又是一位具有深邃洞察力和独立批判精神的思想家，一个关心人类命运、具有强烈社会责任感的真正意义上的人。他的一生对人类来说是价值无量的,他在天文学,物理学等方面都做出了巨大的贡献,尤其是物理学方面,下面将看到爱因斯坦的一些物理学的主要贡献。1爱因斯坦简介爱因斯坦（1879-1955）是德裔美国物理学家（拥有瑞士国籍），思想家及哲学家，犹太人，现代物理学的开创者和奠基人，相对论——“质能关系”的提出者，
2、“决定论量子力学诠释”的捍卫者（振动的粒子）——不掷骰子的上帝。1999年12月26日，爱因斯坦被美国《时代周刊》评选为“世纪伟人”。2光量子 1900年底,德国物理学家普朗克(M.Planck)发现,如果认为原子吸收和发出电磁辐射时是一份一份的,不连续的,理论曲线就会与实验曲线符合。于是,他提出量子说,认为原子吸收和发射辐射时,辐射能会以不连续的“量子”形态出现，每个量子的能量与它的频率成正比 (1)比例常数即所谓的普朗克常数。普朗克意识到了这一发现的重要性。他在与儿子一起出去散步的时候谈到:我最近做出了一个重要的发现,如果它是正确的,将能与牛顿的成就相比美。然而
3、,这一发现实在太不可思议了,具有崇高学术声望的普朗克不得不谨慎行事。在初次向外披露这一发现时,他讲得十分保守,以至于一些听报告的人认为这次白来了一趟,普朗克教授什么也没有讲出来。1901年,普朗克的论文正式刊出,学术界以十分惊讶的心情,接受了这一不可思议但又与实验符合极好的新理论[1]。1905年，一个名不见经传的年轻人爱因斯坦(A.Einstein),把普朗克的量子说推广为光子说，并用此解释了光电效应。量子说与光子说的主要差别在哪里呢?原来,普朗克虽然认为原子吸收和发射辐射时是一份一份的,但认为辐射在脱离原子时仍然是连续的。爱因斯坦的光子说则认为,辐射不仅在原子发
4、射和吸收它时是一份一份的,不连续的,而且在脱离原子而独立存在时,也是一份一份,不连续的。这就是说辐射无论在与物质相互作用过程中,还是在传播过程中都是量子化的。普朗克迈出了量子理论的开创性的一步，然而由于经典观念的束缚，他这一步迈得很不彻底。爱因斯坦走了重要的第二步，把量子观念彻底化。让物理界感到震惊的是，在这篇论文问世之后,《物理年鉴》在同一年又在普朗克的支持下发表了爱因斯坦的另外3篇论文。7月发表用分子运动论解释布朗运动的论文(间接证明了分子的存在)；9月发表“论运动物体的电动力学”(即狭义相对论),从今天的观点看来,上述4篇论文差不多都是可以获得诺贝尔奖的。19
5、05年，成为了震动世界的一年，一个原来无人知晓的26岁的青年人开创了物理学的新纪元。3创世纪的狭义相对论建立相对论是爱因斯坦一生最伟大的成就，1900年前后，在人们头脑中“以太”观念占统治地位，大家都认为光波(电磁波)是以太的弹性振动,麦克斯韦(J.CMaxwell)就是从以太的弹性理论导出他的著名的电磁方程组的。一个需要弄清的问题是,地球相对于以太是否运动?那时候哥白尼的日心说和牛顿的绝对时空观都已被普遍接受。地球不是宇宙的中心,不应该相对于绝对空间静止。比较合理的想法是:以太相对于绝对空间静止,地球相对于以太(即相对于绝对空间)运动。天文学的光行差现象(1728
6、,1810)支持这一观点。但是,精密的迈克尔逊(A.Michelson,1881,1887)实验却没有测到这一运动。另外,法国人斐索(A.H.Fizeau,1851)的流水实验表明:运动介质似乎会部分地带动以太,但又不全带动,即地球相对于以太似乎有一定程度的运动。斐索实验也与光行差现象矛盾。当时物理界的大多数人注意的是迈克尔逊实验与光行差现象的矛盾,而爱因斯坦主要注意的是斐索实验与光行差现象的矛盾。总之,大家都觉得以太理论出现了矛盾。洛伦兹(H.A.Lorentz,1892)和斐兹杰惹(G·F·Fitzgerad,1889,1893)各自独立地注意到,如果假定刚尺在
7、相对以太(绝对空间)运动的方向上会有如下的长度收缩(洛伦兹收缩)/(2)则迈克尔逊实验将测不出地球相对以太的运动速度(他们认为这一速度“实际是存在的”,只是测不出而已),这样,迈克尔逊实验与光行差现象的矛盾就可以消除。式中v是刚尺相对以太的运动速度,c是光速,是刚尺静止时的长度,则是刚尺相对以太运动时的长度。洛伦兹注意到,从当时公认的伽利略变换=x–vt(3)(3)不仅推不出(2)式,而且不能使麦克斯韦方程组在此变换下不变。洛伦兹1904年给出了一个新的惯性系之间的变换关系=，=y，=z，=(4)此关系可以使麦克斯韦电磁理论在坐标变换下不变,而且可以推出洛伦兹收
