Einstein und die Relativität


Facharbeit (Schule), 2013

15 Seiten, Note: 1,5


Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

1. EINLEITUNG

2. BIOGRAFIE VON ALBERT EINSTEIN
2.1 KINDHEIT UND JUGEND
2.2 UMZUG NACH MAILAND UND AUFENTHALT IN DER SCHWEIZ
2.3 BEGINN DER PHYSIKALISCHEN ARBEITEN
2.4 EINSTEINS WUNDERJAHR
2.5 DER AUFSTIEG ZUM WELTSTAR
2.6 DIE FLUCHT VOR DEM HOLOCAUST UND ARBEIT IN DEN USA
2.7 DIE ATOMBOMBE
2.8 DIE LETZTEN JAHRE

3.DIE RELATIVITÄTSTHEORIE
3.1 DIE SPEZIELLE RELATIVITÄTSTHEORIE (SRT)
3.1.1 Grundlagen
3.1.2 Anwendungsgebiete der speziellen Relativitätstheorie
3.1.3 Die Einstein’schen Postulate
3.1.4 Die Gleichzeitigkeit
3.1.5 Zeitdehnung (Zeitdilatation)
3.1.5.1 Der Atomuhrenvergleich
3.1.5.2 Das Zwillingsparadoxon
3.1.6 Die Längenkontraktion
3.2 DIE ALLGEMEINE RELAT IVITÄTSTHEORIE (ART)
3.2.1 Grundlagen
3.2.2 Anwendungsgebiete
3.2.3 Die Raum-Zeit (Raum-Zeit-Kontinuum)

5. ABBILDUNGSVERZEICHNIS

1.Einleitung

Das Thema unserer Facharbeit lautet „Einstein und die Relativität“. Wir wählten dieses Thema aus Faszination für sein Leben und Schaffen. Andererseits sehe ist es eine Herausforderung dieses komplexe Themengebiet einfach und verständlich zu erklären. Dank altersgerechter Literatur konnten wir uns einen Überblick verschaffen und nach und nach verstanden wir einzelne Punkte. Auch in unserer modernen Welt fällt es noch immer schwer, dieses Wissen verständlich zu erläutern.

Zu Beginn setzen wir uns mit der Biographie Einsteins auseinandersetzen um nachvollziehen zu können, was einen Physiker dazu bringt, eine Theorie aufzustellen die das Weltbild erschüttert und nachhaltig verändert.

Anschließend werden wir die Unterscheidung zwischen der Allgemeinen und der Speziellen Relativitätstheorie und ihren Anwendungsgebieten behandeln.

Im Laufe der Arbeit werden einige Experimente erläutert. Dazu ist zu bemerken, dass der Großteil davon reine Gedankenexperimente sind, welche aufgrund unseres derzeitigen Standes der Technik noch nie durchgeführt werden konnten. Mir persönlich konnten diese Experimente helfen, die Materie besser zu verstehen und ich hoffe beim Leser den „Aha-Effekt“ hervorzurufen.

2. Biografie von Albert Einstein

2.1 Kindheit und Jugend

Albert Einstein war der Erstgeborene der jüdischen Eheleute Hermann und Pauline Einstein, geb. Koch. Am 14. März 1879 erblickte er in Ulm das Licht der Welt.1 Ein Jahr später zog die Familie nach München, wo sein Vater mit seinem Bruder Jakob die elektrotechnische Firma Einstein & Cie. gründete. Einsteins Kindheit verlief nicht viel anders als jede andere Kindheit und niemand konnte ahnen, welch ein Genie in ihm steckt. Er bekam 1884 sogar Privatunterricht um sich auf die Schule vorzubereiten, da er im Vergleich zu anderen erst sehr spät zu sprechen begann.2

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

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Ab 1885 besuchte er die Volksschule, doch drei Jahre später wechselte er ins Luitpold-Gymnasium, welches heute den Namen Albert-Einstein- Gymnasium trägt. Er galt als aufgeweckter, gar aufrührerischer Schüler. Seine Leistungen waren gut bis sehr gut, jedoch weniger gut in den Sprachen, aber herausragend in den Naturwissenschaften.3 Nach dem Verkauf der Firma Einstein als Jugendlicher Einstein & Cie. zogen die Einsteins 1894 nach Mailand. Albert sollte bis zum Abitur am Luitpold-Gymnasium bleiben, da er für die italienische Matura zu schlecht Italienisch sprach. Doch der aufgeweckte junge Mann hatte Probleme mit den Lehrern und dem von „Zucht und Ordnung geprägten Schulsystem des Deutschen Kaiserreiches“.4

2.2 Umzug nach Mailand und Aufenthalt in der Schweiz

Er verließ deshalb das Gymnasium ohne Abschluss und folgte seiner Familie nach Mailand. Anschließend wollte er das Polytechnikum in Zürich besuchen, doch er fiel bei der Aufnahmeprüfung durch. Gezwungenermaßen meldete er sich in der Kantonsschule Aarau in der Schweiz an und holte dort 1896 die Matura nach. Von 1896 bis 1900 absolvierte Albert Einstein an der Technischen Hochschule in Zürich ein mathematisch-physikalisches Fachlehrerstudium, welches er mit dem Diplom als Fachlehrer für Mathematik und Physik beendete.5 Trotz der guten Note bleibt ihm die erhoffte Anstellung als Assistent versagt, da er sich mit seiner lebhaften Art bei den Professoren unbeliebt gemacht hatte. Ein Jahr später wurde er Schweizer Staatsbürger. 1902 erhielt er beim Schweizer Patentamt eine feste Anstellung als technischer Experte 3. Klasse. Zuvor war er als Hauslehrer tätig gewesen. Heute wird oft fälschlicherweise behauptet, Einstein sei ein schlechter Schüler gewesen. Schuld daran ist das Schweizer Notensystem, bei dem 6 die Beste und 1 Einstein im Patentamt die schlechteste Note darstellt.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

2.3 Beginn der physikalischen Arbeiten

Mit dem Philosophiestudenten Maurice Solovine und dem Mathematiker Conrad Habicht gründete er die Berner „Akademie Olympia“, einen „philosophisch- physikalischen Debatier-Club“.6 Nach Einsteins Worten hat dieser Interessensaustausch seinen beruflichen Werdegang sehr stark gefördert.7 Auch privat drehte sich die Welt für ihn weiter. Im Jahr 1902 wurde ihm die uneheliche Tochter Lieserl geschenkt, welche ein Jahr später zur Adoption freigegeben wurde. Im selben Jahr noch ehelichte er Mileva Maric. 1904 wurde er erneut Vater. Sein Sohn, Hans Albert, wurde später Professor für Hydraulik.

2.4 Einsteins Wunderjahr

Im Jahr 1905 ging es mit dem mittlerweile 26-Jährigen steil bergauf. Er veröffentlichte einige seiner wichtigsten Werke und mutierte - erst nur in Insiderkreisen - zum Shootingstar der Physik. Später schrieb Carl Friedrich von Weizsäcker, „1905 sei eine Explosion des Genies gewesen. Er publizierte vier Arbeiten von denen jede einzelne nobelpreiswürdig sei.“

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

-17. März: „Über einen die Erzeugung und Verwandlung des Lichts betreffenden heuristischen Gesichtspunkt“ Mit dieser Arbeit deutete er erstmals den photoelektrischen Effekt.8

-30. April: „Eine neue Bestimmung der Moleküldimensionen.“ Hierfür erhielt er am 15. Januar 1906 den Doktorgrad in Physik.9

-11. Mai: „Über die von der molekularkinetischen Theorie der Wärme geforderte Bewegung von in ruhenden Flüssigkeiten suspendierten Teilchen“ Bei dieser Arbeit belegte er die Brown‘sche Molekularbewegung mittels einer neuen Formel und weitete diese auf feste Teilchen die in einer Flüssigkeit sehr fein verteilt sind aus (suspendierte Teilchen).10

-30. Juni: Einstein reichte seine „Abhandlung Zur Elektrodynamik bewegter Körper bei den Annalen“ ein Am 27. September folgte der Nachtrag „Ist die Trägheit eines Körpers von seinem Energieinhalt abhängig?“ Beide Teile zusammen werden heute als spezielle Relativitätstheorie bezeichnet. Letzterer enthält implizit zum ersten Mal die wohl berühmteste Formel der Welt, E = mc².11

[...]


1 http://www.klassenarbeiten.de/referate/physik/alberteinstein/alberteinstein_47.htm

2 http://www.einstein-website.de/z_biography/biographie.html

3 http://de.wikipedia.org/wiki/Albert_Einstein

4 http://mathe-whatelse.de.tl/Albert-Einstein.htm

5 http://www.dieterwunderlich.de/Albert_Einstein.htm

6 http://www.albert-einstein-online.de/6.html

7 http://www.klassenarbeiten.de/referate/physik/alberteinstein/alberteinstein_47.htm

8 http://physik.uni-graz.at/~cbl/QM/contents/Projekte_2004/p1/G7_Photoeffekt.pdf

9 http://ontology4.us/deutsch/Implementierung/OntoPage/Wiki/sub_AlbertEinstein,index.html

10 http://www.physik.uni-mainz.de/Samstags/physik_am_samstag2005/Vortrag4/Brownsche- Bewegung.pdf

11 http://de.wikipedia.org/wiki/Einstein#Von_ersten_Ver.C3.B6ffentlichungen_bis_zur_ber.C3.BChmten _Formel_E_.3D_mc.C2.B2_.281905.29

Ende der Leseprobe aus 15 Seiten

Details

Titel
Einstein und die Relativität
Note
1,5
Autor
Jahr
2013
Seiten
15
Katalognummer
V271400
ISBN (eBook)
9783656626817
ISBN (Buch)
9783656626794
Dateigröße
1139 KB
Sprache
Deutsch
Schlagworte
einstein, relativität
Arbeit zitieren
Thomas Haslinger (Autor), 2013, Einstein und die Relativität, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/271400

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