Relativ Teuer: Einstein-Brief Holt 54.000 $ Bei Einer Auktion

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Ein brief von albert einstein an einen lehrer für naturwissenschaften zeigt einen großzügigen geist. Es wurde bei einer auktion für mehr als 53.000 us-dollar verkauft.

Ein Brief von Einstein an einen Physiklehrer aus dem Jahr 1953 brachte letzte Woche 53.503,75 $ bei einer Auktion ein.

Der Brief ging an einen Arthur L. Converse aus Malcom, Iowa, und wurde von Nate D. Sanders Auctions verkauft. Das Bieten begann am 30. März bei 15.000 US-Dollar, laut einer Erklärung des Auktionshauses. Ein Sprecher der Sanders-Auktionen, Sam Heller, sagte, der Brief sei seit vielen Jahren im Besitz der Familie Converse. Das Auktionshaus verriet nicht die Identität des Käufers.

Der Brief, dessen Umschlag darauf hinweist, dass er am 7. September aus dem Raum 115 des Institute for Advanced Study in Princeton, New Jersey, gesendet wurde, scheint Fragen zu Einsteins Relativitätstheorie zu beantworten und wie man die Theorie mit Experimenten in Einklang bringen kann. Converse war Lehrer für Naturwissenschaften und schickte Einstein einen Fragebogen zu Experimenten mit Elektroskopen, die Ladungsmessgeräte darstellen.

Albert Einstein antwortete 1953 auf einen Brief eines Wissenschaftslehrers.

Albert Einstein antwortete 1953 auf einen Brief eines Wissenschaftslehrers.

Bildnachweis: Nate D. Sanders Auctions

Es ist nicht ganz klar, auf welche Experimente Converse sich bezog. Der Brief bietet jedoch einen kleinen Einblick in Einsteins Denken und enthält einige seiner handschriftlichen Diagramme. [8 Möglichkeiten, wie Sie Einsteins Relativitätstheorie im wirklichen Leben sehen können]

Converse stellte 10 Fragen, die Einstein beantwortete. Der berühmte Physiker schrieb auch eine Startseite, auf der gesagt werden sollte, dass man eine Potentialdifferenz messen sollte, eine Spannung, deren Pegel von der Entfernung von der Erdoberfläche abhängt. Einstein schrieb, die einzige Annahme, die man machen muss, ist, dass es einen Unterschied in der Ladung der Erdoberfläche und der oberen Atmosphäre gibt. Weiter sagte er, dass sich das Elektroskop in diesem Fall so verhalten würde, als befände es sich in einer geladenen Kugel.

Eine Frage enthält ein Fragezeichen und ein bisschen mathematische Notation des berühmten Physikers, der den Eindruck hatte, dass die Frage schlecht formuliert und definiert wurde.

In dieser Antwort sagte Einstein, es sei kein Problem, ein experimentelles Ergebnis mit der "Standard-Elektrostatiktheorie" zu erklären. Der Brief enthält keine Beschreibung des Experiments, nach dem Converse gefragt hat.

Spezielle Relativität

Einsteins spezielle Relativitätstheorie bezieht sich auf die Elektrostatik insofern, als Elektrizität und Magnetismus vereint werden, indem sie als dasselbe betrachtet werden, jedoch aus verschiedenen Bezugsrahmen betrachtet werden. Ein Draht hat keine Nettoladung, aber wenn Sie ihn an eine Batterie anschließen und neben einen anderen Draht legen, stoßen die beiden Drähte ab oder ziehen sich an, je nach Stromrichtung in jedem Draht. In der gleichen Weise, so die Theorie, wird ein Draht, der an eine Batterie angeschlossen ist, einen anderen Draht anziehen, wenn die Ströme in die gleiche Richtung gehen, und sich abstoßen, wenn die Ströme in entgegengesetzte Richtungen gehen.

Einstein beantwortet 10 Fragen von der Iowa-Lehrerin.

Einstein beantwortet 10 Fragen von der Iowa-Lehrerin.

Bildnachweis: Nate D. Sanders Auctions

Dies geschieht aufgrund der Einheit der elektrostatischen und magnetischen Kräfte. Wenn Sie ein Elektron wären, das sich durch einen Draht bewegt, würden sich aus Ihrer Sicht die negativen Ladungen im anderen Draht überhaupt nicht bewegen, wenn der Strom in die gleiche Richtung wäre. Vielmehr würden die positiven Ladungen (die Protonen in den Drahtatomen) vorbei zoomen.

In der speziellen Relativitätstheorie gibt es ein Phänomen, das als Längenkontraktion bezeichnet wird. Jede Bewegung in eine bestimmte Richtung macht die Länge in diese Richtung für einen ruhenden Beobachter geringer. Demnach würde eine Rakete, die 100 Meter lang ist und sich mit einem erheblichen Bruchteil der Lichtgeschwindigkeit bewegt, für einen stationären Beobachter aussehen, als wäre sie in Richtung ihrer Bewegung gequetscht - sie wäre kürzer. (Die Passagiere der Rakete würden innerhalb der Rakete nichts Ungewöhnliches bemerken; aus ihrer Sicht jedoch alle draußen sieht entlang der Bewegungsrichtung kürzer aus).

Da die Elektronen in dem Draht die Protonen als sich bewegend "sehen" und die Protonen eine Längenkontraktion durchmachen, erscheint die Menge der positiven Ladung in den Drähten für die Elektronen größer und die Drähte werden aufeinander zu gezogen. Im Fall von Strömen, die in entgegengesetzte Richtungen gehen, sehen die Elektronen einen "Überschuss" an negativer Ladung (da die Elektronen des anderen Drahtes nicht stationär sind, sondern sich in die entgegengesetzte Richtung bewegen) und die Drähte abstoßen.

Elektronen bewegen sich in Drähten nicht so schnell - die typischen Geschwindigkeiten liegen in der Größenordnung von wenigen Mikrometern pro Sekunde -, aber es gibt viele Elektronen, so dass die Auswirkungen auf menschliche Skalen spürbar werden und Elektromagnete funktionieren.

Dies ist wichtig, weil die Vereinheitlichung von Elektrizität und Magnetismus eine theoretische Grundlage für James Clerk Maxwells Entdeckung war, dass sich elektromagnetische Wellen mit Lichtgeschwindigkeit bewegen - sie sind Licht.

Gedankenexperiment?

Die dritte Seite des Briefes von Albert Einstein an einen Lehrer in Iowa.

Die dritte Seite des Briefes von Albert Einstein an einen Lehrer in Iowa.

Bildnachweis: Nate D. Sanders Auctions

Nach Converses Fragen scheint es, als habe er an einem Gedankenexperiment (oder vielleicht an einem realen physischen Experiment) teilgenommen, bei dem das Potential - die Spannung - mit einem Elektroskop gemessen wurde. Er scheint gefragt zu haben, ob es notwendig wäre, dass eine Ladung den Raum zwischen einem Elektroskop und der Erde durchdringt, wenn solche Potentiale gemessen werden. Es ist nicht klar, dass er nach der Relativität an sich gefragt hat. [Die 18 größten ungelösten Geheimnisse der Physik]

In den 10 Fragen erhalten die Leser einen Hinweis darauf, was Converse in den Nummern 5 und 6 gefragt hat: "Würde Ihre Erklärung für eine Erde ohne Atmosphäre zutreffen, wenn die Oberfläche einer solchen Erde eine negative Ladung von erheblicher Dichte hätte?" (Einstein sagte ja) und "Wäre das Potenzial in der Höhe h eine sogenannte" Weltraumgebühr ", oder müssten wir es einen anderen Namen nennen wie" wahre Weltraumgebühr "?"

Einstein antwortete, dass es nicht notwendig ist, dass sich eine Ladung im Weltraum außerhalb der Erde befindet, damit zwischen einem Punkt auf der Oberfläche und einem darüber eine Potenzialdifferenz (oder Spannung) bestehen kann.

In Frage 7 fragte Converse, ob sein Experiment das gleiche Ergebnis erzielen würde, wenn die Erde keine Atmosphäre hätte, und in Nummer 8 fragte er, wie die Dichte der Oberflächenladung der Erde sein müsste, um irgendeinen Teil der Atmosphäre auszugleichen ", so der Kondensator. " Hier schrieb Einstein ein Fragezeichen und die scheinbare Gleichung für die Gesamtladung einer Kugel in Bezug auf die Ladungsdichte.

Die letzte Frage beschrieb ein Experiment mit einem Elektroskop, und Einstein beschönigte es mit der Note "nicht klar". Einstein streckte dann den typisierten Teil aus, wobei die Ladung am Elektroskop mit h (Höhe) zunahm.

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