Ich möchte eine Vorbemerkung machen, das betrifft, wie wir überhaupt in Deutschland zu dem Einstein-Jahr gekommen sind.
Ursprung ist ein Beschluss der UNESCO, ein World Euro Physics 2005 durchzuführen.
Der UNO-Vollversammlung hat diese Titel nicht ganz gefallen, das heißt jetzt International Euro Physics, und wurde von der UN-Vollversammlung beschlossen.
Und die Deutschen haben dann unter Federführung von Frau Buhmann, also dem Bundesministerium für Wissenschaft und Technologie,
beschlossen, dieses Jahr oder den deutschen Beitrag zum Internationalen Jahr der Physik, Einstein-Jahr zu nennen.
Ich komme darauf dann irgendwann mal zurück. Dem haben sich also verschiedene Wissenschaftsorganisationen angeschlossen, unter anderem
die Physikalische Gesellschaft und andere deutschsprachige europäische Länder.
Also ich habe ausgewählt, aus Biografie und Umfeld, und um das Auswählen zu rechtfertigen, wir haben heute in diesem Jahr
die dreifache Gelegenheit oder Anlass, Einstein zu gedenken, 1905 das Wunderjahr, darauf werde ich ausführlich eingehen,
und außerdem ist der 50. Todesdag, das wird dann der Ende des Vortraus sein, wenn ich auf den zu sprechen komme.
Ja, das sind die ersten Veröffentlichungen, das persönliche Wunderjahr des Albert Einsteins.
Es sind drei Arbeiten, die in den Analen der Physik-Prinzipien publiziert werden, über die spezielle Relativitätstheorie,
über den Fotoeffekt und die braunste Molekularbewegung. Ja, fangen wir an mit den drei Arbeiten, die uns ein bisschen genauer anzusehen.
Machen wir Bestand über die klassische Physik im Jahre 19... oder um 1905, gibt es zwei Säulen, auf denen die klassische Physik im wesentlichen ruht.
Das ist die Newton-Mechanik, wer es ein bisschen komplizierter oder schöner haben will, in der Vollendung von Lagrange und Laplace.
Und da gibt es die Elektrodynamik, die klassische Mechanik. Um es nicht zu kompliziert zu machen, kennen Sie die Newtonischen Bewegungsleihungen vielleicht noch aus der Schule,
dass Kraft gleich massenmal Beschleunigung ist und sich außerdem Massen anziehen, das Gravitationsgesetz eben.
Die Elektrodynamik ist schwieriger zu formulieren gewesen. Faraday, der über wenig oder keine mathematischen Kenntnisse verfügte,
konnte also die Elektrodynamik nicht in Formeln beschreiben. Das gelang erst Maxwell.
Die Maxwellischen Gleichungen beschreiben also die klassische Elektrodynamik umfassend, zum Beispiel in das Induktionsgesetz oder das Mettfeld, das durch einen Strom generiert wird.
Ja, das geht sozusagen laufend weiter, diese Folie. Die Newtonische Mechanik ist invariant unter der Galileetransformation.
Das heißt, die Zeit fließt in der Newtonischen Physik unabänderlich und darin, eingebettet in dieses See der Zeit, finden die physikalischen Ereignisse statt.
Und wenn wir umsteigen in der Beschreibung von einem nicht beschleunigten Koordinatensystem in ein anderes,
dann muss man die Ortskoordinate transformieren, indem man also Geschwindigkeiten mal Zeit, die man da beobachtet hat, abziehen.
Anders ist es in der Elektrodynamik. Poincare und Lorenz waren aufgefallen, dass die Maxwellischen Gleichungen,
die also die Elektrodynamik umfassend beschreiben, invariant sind unter den folgenden Transformationen.
Da will ich Sie gar nicht mit irgendwelchen Gleichungen jetzt und Wurzeln hier belästigen.
Das ist eine andere Transformation als die in der Newtonische Mechanik.
Da es aber nicht sein kann, dass das physikalische Geschehen, sozusagen wenn ich umsteige, von einem gleichförmig bewegten Koordinatensystem in ein anderes,
unterschiedliche Beschreibungsmöglichkeiten hat, verlangt Einstein eben, dass die Newtonische Mechanik abgeändert wird.
Und das gelangt ihm, und das ist das große Verdienst, eine relativistische Mechanik zu formulieren.
Und als Abfallprodukt, der jetzt fast als Nebenprodukt gesagt hat, seine berühmte Gleichung E gleich mc² durch Wurzel 1 minus q², die Geschwindigkeit durch c².
Er wollte wohl erst, das ist hier aus der handschriftlichen Manuskript diese Formel, er wollte wohl erst noch was mit Lagrang startschreiben, aber also die Energie mc².
Warum, hier konnte Einstein also offensichtlich Anleihen machen an Erkenntnisse, die Paulin Carre und Lorenz gewonnen hatten,
und die Sache, die Transformation heißt ja auch Lorenz-Transformation.
Warum ist es diesen beiden nicht gelungen, die spezielle Relativitätstheorie zu formulieren?
Ich vermute, und nicht nur eine Historiker, dass es ihnen nicht gelangt, eine relativistisch invariante Mechanik zu formulieren.
Diese Experimente, die sonst schnell zum Wecklegen eines Buches über Relativitätstheorie finden, über Gleichzeitigkeit, bewegte Uhren und sowas,
die haben sie nicht kreiert und deswegen gilt Einstein zu Recht als Schöpfer der relativistischen Mechanik, der speziellen Relativitätstheorie.
Fortan war nicht mehr die Mechanik die Königin der klassischen Physik, sondern die Elektrodynamik.
Die Gesetze der Mechanik mussten abgeändert werden, das hat Einstein eben gemacht, 1905.
Die zweite Arbeit aus dem Einsteinswunderjahr 1905, der Fotoeffekt.
Und was geht es hier? Das ist schematisch hier angedeutet.
Schematisch hier angedeutet, wir haben zum Beispiel eine Metallplatte, die beleuchten wir,
wir bekäten aus dieser Metallplatte Elektronen heraus, die gegen eine negative Spannung anlaufen können.
Und gegen welche Spannung sie anlaufen können, hängt nicht von der Lichtintensität ab.
Man sollte ja meinen, wenn der Licht darauf fällt, dann die Elektronen akkumulieren von dem Licht jede Menge Energie
und je nachdem wie stark das Licht ist, kann man dann zu höheren Gegenspannungen kommen.
Das war nicht der Fall. Der Effekt wurde erst einmal entdeckt von Heinrich Hertz.
Heinrich Hertz hat ja seine Experimente zum Nachweis der elektromagnetischen Wellen mit so Funkenstrecken im Wesentlichen
Presenters
Prof. Dr. Reinhard Helbig
Zugänglich über
Offener Zugang
Dauer
00:29:54 Min
Aufnahmedatum
2005-04-14
Hochgeladen am
2017-07-06 15:28:00
Sprache
de-DE