Albert EinsteinAlbert Einstein

El personaje del Siglo XXEl personaje del Siglo XX[Times][Times]

1870 nace en Ulm-Alemania, hijo de Hermann y Pauline Einstein, una típica familia judía de clase media.

Alb

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on su

her

man

a

Su padre trabajaba con electricidad, junto a su “tío Ingeniero”

Su madre le obliga a estudiar violín, lo que luego se convierte en su principal hobby.

Tardó en hablar. A los 5 años, recuerda haber quedado impresionado con la magia invisible del magnetismo

1989 Escuela de Munich

Buen alumno, con excelentes notas en matemáticas, se molestaba contra el sistema memorista y autoritario de la época.

A los 15 años quedóimpresionado con la Geometría Euclidiana

EinsteinEinstein como Estudiantecomo Estudiante

VocaciVocacióónn

A los 16 años escribe una composición explicando su predisposición por el pensamiento matemático abstracto y su falta de cualidades en áreas prácticas e imaginativas.

“Uno siempre tiende a hacer aquello en lo que se siente talentoso”

1895 toma examen en el Instituto Tecnológico Federal de Zurich - Suiza (ETH), pero no ingresa.

Einstein se gradúa en la Escuela de Aarau y finalmente ingresa en el Instituto Tecnológico de Zurich (1896 – 1900), donde queda impresionado con la Teoría Electromagnéticade Maxwell (1865) y su dificultad en expresarla conforme a las leyes mecánicas de Newton (siglo XVII), escuchando las críticas de Ernst Mach a la física clásica.

Relatividad ClRelatividad Cláásicasica

“las mismas leyes físicas se aplican en todos los marcos de referencias inerciales”

ElectromagnetismoElectromagnetismo

Solo se cumple la relatividad usando las transformaciones de Lorentz

x’ = x - v t x’ =x - v t

1 - (v/c)2

vs.

Después de varios intentos de tener un trabajo universitario, consigue su primer trabajo estable en la oficina de patentes de Berna – Suiza (1902 – 1905) y contrae matrimonio con la única compañera de la universidad, la servia Mileva Maric (1903), a pesar de la desaprobación de sus padres. Tienen un hijo (1904) en la casa que hoy es un museo en su homenaje y otro en 1910.

Mejores aMejores añños: os: Oficina de Oficina de PatentesPatentes

Publicaciones en la Annalem der Physik (1905)

§ Teoría Especial de la Relatividad

§ Comportamiento cuántico del efecto fotoeléctrico

Tesis Doctoral, en el Instituto de Zurich (ETH)

Efecto FotoelEfecto Fotoelééctricoctrico

ILuz con

potencia P

f

I [A]

Potencial V

P2P1

RESULTADOS EXPERIMENTALES•El potencial de corte solo depende de la frecuencia f de la luz

y no de su intensidad o potencia P de la luz.•Al aumentar la potencia P de la fuente de luz, se aumenta I, pero

no se varía el potencial de corte.

Postulado de Einstein: fotones con E = h.f

Postulados de la TeorPostulados de la Teoríía de la a de la RelatividadRelatividad

(1) Principio de la Relatividad:“las mismas leyes físicas se aplican entodos los marcos de referencias inerciales”

(2) Velocidad Constante de la luz“ la velocidad de la luz en el vacío, medida

por un observador en un marco de referencia inercial, es siempre c ”

K

v

K’

Relatividad ClRelatividad Cláásicasica

• Si las leyes de la mecánica se cumplen.

• ¿La teoría electromagnética es incorrecta?

x

K

x’

K’

P

v(x’; y’)(x; y)

t’ = tx’ = x - v ty’ = yz’ = z

v t

Fx = m ax F’x = m a‘x

Transformacionesde Galileo

Experimento deExperimento de MichelsonMichelson--MorleyMorley(1.887)(1.887)

K’v

¡No existe ether!vp’ = vp - v

c = 2.9979250 x 108 m/s

ct’

TransformaciTransformacióón den deLorentzLorentz

K v K’

ct

x2 + y2 + z2 - (ct)2 = 0

x’2 + y’2 + z’2 - (ct’)2 = 0

t’ =t - v x/ c2

1 - (v/c)2

x’ =x - v t

1 - (v/c)2

y’ = y

z’ = zc = 2.9979250 x 108 m/s

Implicancias fImplicancias fíísicas de la sicas de la TransformaciTransformacióón den de LorentzLorentz

• Ley de adición de velocidades

• Contracción de la longitud

• Simultaneidad

• Dilatación del tiempo

Albert Einstein

LeyLey de adicide adicióón de velocidadesn de velocidades

x

K

x’

K’

Pv

(x’; y’)(x; y)

v t

Galileo Lorentz

xp’ = xp - v t

Vp’ = Vp - v

Vp = dxdt

Vp’ = dx’dt’

xp’ =xp - v t

1 - (v/c)2

Vp’ = (Vp - v ) / ( 1- v Vp / c2 )

Ejemplo 1

Ejemplo 2

11 km/hVp = 72 km/h

K’Galileo: Vp’ = 61 km/h

Lorentz: Vp’ = 61 km/h

e-

e+

V- = 0.999 c

V+ = 0.999 c

Galileo: V-’ = 1.998 c !!!!

Lorentz: V-’ = 0.99999 c

K’

¡ c ... es la velocidad máxima!¡ c ... es la velocidad máxima!

ContracciContraccióón de la longitudn de la longitudK K’

L0

x2 x1

En K’ se tiene: L0 = x2’ - x1’

En K se tiene: L = x2 - x1

x - v tpero: x’ =

1 - (v/c)2= ß (x - v t )

1con ß =1 - (v/c)2

> 1

v

luego: x2’ - x1’ = ß (x2 - v t ) - ß (x1 - v t ) = ß L

L0 = ß LL0 = ß L

SimultaneidadSimultaneidad

¤ Un evento [t1,x1] es simultáneo con un evento [t2,x2] (en un marco de referencia K) si señales luminosas emitidas por estos eventos llegan simultáneamente al punto medio xm= (x1+x2)/2.

v

x1x2xm

x1’x2’ xm’

K

K’

c c

c c

Cono de causalidadCono de causalidadt

x

y

cEvento: e (x, y, z, t)

PASADO

FUTUROr

o

o e1

o

e2e0

DilataciDilatacióón del tiempon del tiempo

K

v

K’Tiempo propio:

T0 = t2’ - t1’

T = t2 - t1

con: ß =1 - (v/c)2

> 1Lorentz: t’ = ß (t - v x/ c2 )1

v Tx2x1

T0 = t2’ - t1’ = ß (t2 - v x2 / c2 ) - ß (t1 - v x1 / c2 )

= ß (t2 - t1 ) - (ß v / c2) (x2 - x1)

= ß T - (ß v / c2 ) (v T) = T ß ( 1 - (v/c)2 ) = T / ß

T = ß T0 T = ß T0

Paradoja de los Paradoja de los gemelosgemelos

v = 0.9999 ct

• 1971 experiencia con relojes atómicos de cesio.

1907 Demuestra en forma teórica la equivalencia entre masa y energía:

• 1932 verificación experimental: Cockcroft y Walton• 1945 bombas atómicas en Hiroshima y Nagasaki

X = Vt = VL/c

c p = E/cV

MV - E/c = 0

p = 0 L

cm

cmM X= m L

(E/cV) (VL /c) = m L

E = m c2E = m c2

Resultados ExperimentalesResultados ExperimentalesFisión Nuclear

división o escisión de un núcleo pesado en 2 o más partes.

Fusión Nuclearconsiste en fundir o fusionar 2 o más núcleos ligerospara formar un núcleo más masivo.

n + 92U235 --- 92U236* --- 56Ba144 + 36Kr89 + 3n

1H1 + 1H1 --- 2H2 + ß + neutrino

Ejemplo: 0,5 kg de U235 produce 10.000.000 kwh

2He4 + 2 1H1

1909 Prof. de la Universidad de Zurich

1911 Prof. de universidad alemana en Praga

1912 Regresa al ETH como Profesor Titular

1914/33 Profesor Investigador de la Universidad de Berlín

1915 publica la Teoría General de la Relatividad

Masa RelativistaMasa Relativistam = ß m0 m = ß m0 con: ß =

1 - (v/c)2> 1

1

EnergEnergíía Relativistaa RelativistaEE(v) = m c2

= ß m0 c2 = m0 c2 / 1 - (v/c)2

= m0 c2 + m0 v2 + m0 v2 (v/c)2 + . . .38

12

1914 ... se inicia proceso de separación de su primera esposa (Mileva) que culmina con un divorcio en 1919. Se casa en segundas nupcias con Elsa.

1921 Premio Novel por Efecto Fotoeléctrico.

1916 ... mediante estudios estadísticos predice el LASER

No era un judío muy practicante, pero si creyente. Participóactivamente en actividades comunitarias y políticas en defensa de los derechos judíos en Europa, sionismo (visitó Palestina en 1920) y grupos de defensa contra el antisemitismo imperante. Einstein con políticos alemanes.

“Yo creo en el D-s de Espinoza, revelado en la perfecta armonía de todo lo que existe”

1933 asume Hitler y Einstein renuncia a su ciudadanía alemana

1919 se inician las persecuciones a la Física Judeo-Comunista

1932 debido al antisemitismo, deja Alemania y sale para Estados Unidos

1933/55 Profesor de la Universidad de Princeton

1936 muere su esposa Elsa y queda con su hija (y secretaria)Margot

1940 ... Jura como ciudadano de los Estados Unidos

1947 ... se le ofrece la presidencia del Estado de Israel por su apoyo al movimiento Sionista

De izquierda a derecha: Teodoro Herzl, Albert Einstein, Menajem Usishkin y Jaim Weizman

Ya famoso, invirtiómucho esfuerzo en apoyar las ideas pacifistas, democráticas y sionistas, dando conferencias por todo el mundo y con varios escritos de alto contenido humanista y filosófico.

Invirtió los mayores esfuerzos intelectuales de sus últimos años intentando encontrar una Teoría Física de la Unificación (Relatividad vs. Cuántica), sobre la que se está trabajando hasta la fecha (Teoría de las Supercuerdas).

“D-s no creó al mundo jugando a los dados”

1955 ... fallece en Estados Unidos.

“La política es para el

momento, las ecuaciones

para la eternidad”

Referencias Consultadasen Internet

• http://www.time.com/time/time100/poc/magazine/a_brief_history_of_rela6a.html

• http://www.time.com/time/time100/poc/magazine/albert_einstein5a.html

• http://www.time.com/time/time100/poc/einstein_photo/einstein1.html

• http://www.aip.org/history/einstein/

• http://dir.yahoo.com/Science/Physics/Physicists/Einstein__Albert__1879_1955_/