W 1905 roku, niejaki A. Einstein, ekspert techniczny III klasy w Szwajcarskim Biurze Patentowym publikuje w 17 tomie "Annalen der Physik" trzy artykuły, pisane w dwumiesięcznych odstępach: w marcu o emisji i transformacji światła [1], w maju o ruchu termicznym zawiesin w cieczy [2], w końcu czerwca o elektrodynamice ciał w ruchu [3], a w tomie 18, pisany we wrześniu tekst o masie ciał w ruchu [4].
Nie były to pierwsze prace Einsteina: w 1901 roku pisał o kapilarności, w latach 1902-1904 o termodynamice. W 1907 roku [5] wracając do pracy Plancka napisał: "...Pan Planck wprowadził nowy hipotetyczny element do fizyki - hipotezę fotonów". Ale prace z 1905 roku były niezwykłe: mało kto i kiedy, może chyba tylko Newton w 1701 roku zapisał tyle nowych idei w tak krótkim czasie.
Cztery rękopisy z
1905 roku zmieniły nasze rozumienie fizyki, a licząc, że
relatywistyczny efekt masy - to energia atomowa, a rozważania o
populacji fotonów - to laser - rękopisy te zmieniły cały nasz wspłczesny
świat.
[1] Über
einen die Erzeugung und Verwandlung des Lichtes betreffendedn
heuristichen Gesichtspunkt, Annalen der Physik 17 (1905) 133-148 [O
emisji i transformacji światła, z punktu widzenia heurestycznego]
[2] Über die von molekularkinetichen Theori der Wörma gefordert
Bewegung von in ruhenden Flössigkeiten suspendierten Teilchen, Annalen
der Physik 17 (1905) 549-560 [O rychu termicznym cząstek zawieszonych w
nieruchomych cieczach, w oparciu o molekularną teorię ciepła.]
[3] Zur Elektrodynamik bewegter Körper, Annalen der Physik 17 (1905)
891-921 [O elektrodynamice ciał w ruchu]
[4] Ist die Trägheit eines Körpes von seinem Energieinhalt abhänging,
Annalen der Physik 18 (1906) 639-641 [Czy inercja ciał zależy od
posiadanej przez nie energii?]
[1] Pierwszy z tekstów
z 1905 roku, wyjaśniający efekt fotoelektryczny, przyniósł Einsteinowi
nagrodę Nobla. Nie jest to tekst powstały "z głowy - czyli z niczego".
W 6-ciu paragrafach Einstein dyskutuje wyniki Plancka, w 7-mym regułę
Stokesa, dlaczego widmo emisji jest przesunięte w stosunku do widma
absorpcji. Dopiero na końcowych stonach, opierając się na nowych
wynikach Lenarda, który pokazał (w 1902 r.), że energia fotoelektronów
nie zależy od natęenia światła, Einstein pisze wzór na potencjał
wyjścia.
[2] Drugi
tekst dotyczy ruchów Browna. Zakładając, że zawiesina w cieczy ma
postać kulek o promieniu P, średnia droga przebyta przez jedną
cząstkę w czasie t zależy od temperatury T , lepkości
cieczy k i liczby Avogadro N
[3] "O
elektrodynamice ciał w ruchu", to klasyczny dziś wykład szczególnej
teorii względności. Zakładając stałość prędkości światła w rónych
układach odniesienia, Einstein wyprowadza transformacje Lorentza układu
współrzędnych przestrzennych i czasu. Udowadnia niezmienniczość praw
Maxwella dla tych transformacji; rozważa też efekt Dopplera i dynamikę
elektronu w ruchu. Artykuł ten stanowi podstawę teorii względności,
choć jej nie wyczerpuje.
[4] W tej pracy, wychodząc ponownie ze stałości prędkości światła, Einstein wyprowadza zmianę masy ciała, które wypromieniowało energię L. Zmiana ta wynosi, według użytych przez Einsteina symboli, L/V2.
