Einstein okolo nás

Einsteinovo meno pozná asi každý, ale to, že jeho myšlienky dnes prenikajú do našich životov omnoho hmatateľnejšie, si uvedomujeme oveľa menej. V tomto článku by som preto rád upriamil pozornosť nie na Alberta Einsteina ako vedeckú ikonu, ale na praktické využitie jeho myšlienok, ktoré poskytuje množstvo atraktívnych tém pre žiakov na hodinách fyziky či iných prírodovedných predmetov.

Za mnohé digitálne vymoženosti vďačíme nielen súčasným vedcom, mysliteľom, inžinierom a technikom, ale tiež Albertovi Einsteinovi. Jeho teoretické práce zhruba spred 100 rokov totiž obsahovali základné myšlienky a vysvetlenia toho, v akom zmysle sa svetlo správa ako prúd častíc – fotónov (teória fotoelektrického javu), ako atómy hmoty emitujú žiarenie (teória stimulovanej emisie, laseru), resp. ako pohyb a hmota ovplyvňujú vnímanie priestoru a času a naopak (teória relativity). 

Fotoelektrický jav

Na základe fotoelektrického javu fungujú elektronické súčiastky, ktoré zapínajú pouličné osvetlenie a ovládajú expozičný čas digitálnych fotoaparátov a kamier. Na fotoelektrickom jave sú založené  fotobrány – senzory registrujúce pohyb, resp. solárne panely a články prítomné napríklad aj v hodinkách, kalkulačkách, či satelitoch, ba dokonca aj alkoholové testery. Fotoelektrický jav sa dnes využíva takmer v každom elektronickom zariadení, ktoré pracuje so svetlom alebo naň reaguje.

Stimulovaná emisia 

Pomocou lasera sa vo vašej tlačiarni určuje rozmiestnenie práškovej farby (tonera), ktorá sa zahriatím zapečie na papier. Ďalej sa laser využíva pri prenose dát a komunikácii cez optické káble v sieťach ako internet. Obchodníci využívajú laserové čítačky čiarových kódov v obchodoch. Pomocou laseru číta informácie DVD, CD, či bluray prehrávač. Stavebníci využívajú laserové vodováhy a merače vzdialenosti, policajti zase merače rýchlosti. Laserový lúč vysielajú laserové ukazovadlá a obrovské využitie má laser v medicíne v presných nástrojoch pri operáciách. Dokonca inžinieri a technici vyzbrojení Einsteinovou teóriou stimulovanej emisie dnes dokážu vytvoriť laser z kuchynskej želatíny, či nealkoholického nápoja, ktorý poznáme pod názvom tonik.

Relativita

Azda najfascinujúcejší Einsteinov príspevok k nášmu poznaniu sveta je slávna teória relativity. Možno máte dojem, že táto teória, ktorá poskytuje popis sveta veľmi veľkých rýchlostí blízkych rýchlosti svetla vo vákuu (t. j. 300 000 km/s)  alebo extrémne ťažkých, či masívnych objektov (čierne diery, kvazary) je na hony vzdialená od našich bežných životov. Opak je pravdou. 

Bez použitia teórie relativity by nefungovala technológia GPS (globálny pozičný systém), ktorú nájdeme takmer všade – od mobilných telefónov a náramkových hodiniek až po traktory, buldozéry, dopravné kontajnery, či bankomaty. 

GPS využívame v cestnej doprave, turistike alebo záchranárstve. Veľmi efektívne pomáha moderným farmám plánovať, chemicky a biologicky chrániť a zbierať úrodu. Obrovské využitie má v stavebníctve, ťažobnom priemysle, letectve, námorníctve, preprave nákladov, či logistike. Mimoriadne dôležité je dnes GPS aj pri sledovaní a odstraňovaní ekologických katastrof (napr. lokalizácia požiarov, ropných škvŕn), ochrane životného prostredia, či monitorovaní seizmických javov a ich dôsledkov, ako sú zemetrasenia,  tsunami alebo pohyb kontinentálnych dosiek. 

Drvivá väčšina káblových komunikačných sietí, bezdrôtových komunikačných služieb, finančných trhov, bankových systémov, elektrických sietí veľmi silne, ba takmer existenčne závisí od presnej časovej synchronizácie, ktorú im dnes GPS poskytuje. Viac o aplikáciách GPS si možno pozrieť napríklad na stránke www.gps.gov/applications/.

Ženevský urýchľovač častíc LHC je skvelou previerkou relativity, pretože relativistický opis zrážok je nevyhnutný. Vďaka rovnici E=mc2 fungujú možno neprávom zatracované jadrové elektrárne, ale aj moderné lekárske diagnostické metódy, ako je pozitrónová emisná tomografia, prostredníctvom ktorej vieme neinvazívne identifikovať zmeny na ľudských orgánoch, ako sú napr. rakovinové nádory.

Aj keď tento zoznam aplikácií Einsteinových myšlienok je len zlomkom toho, čo existuje, poskytuje množstvo námetov na referáty, či projekty žiakov. A nielen nadaných na fyziku, pretože tieto aplikácie zasahujú prakticky do každej oblasti ľudskej činnosti. Navyše každým dňom vznikajú nové patenty, vynálezy a technológie založené na myšlienkach jedného z najväčších vedcov a géniov všetkých čias.

Jozef HANČ
ÚFV PF UPJŠ, Košice

Einstein okolo nás

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

Scroll to top