现代物理学的两个重要分支，相对论和量子力学，爱因斯坦是前者的创建者，对后者也做过重要贡献。

1 光电效应

光照射到金属上，引起物质的电性质发生变化。这类光变致电的现象被人们统称为光电效应（Photoelectric effect）。

光电现象由德国物理学家赫兹于1887年发现，而正确的解释为爱因斯坦所提出。

1905年，爱因斯坦发表论文《关于光的产生和转化的一个试探性观点》，对于光电效应给出另外一种解释。他将光束描述为一群离散的量子，现称为光子，而不是连续性波动。对于马克斯·普朗克先前在研究黑体辐射中所发现的普朗克关系式，爱因斯坦给出另一种诠释：频率为f的光子拥有的能量为E=hf ；其中， h因子是普朗克常数。爱因斯坦认为，组成光束的每一个量子所拥有的能量等于频率乘以普朗克常数。假若光子的频率大于某极限频率，则这光子拥有足够能量来使得一个电子逃逸，造成光电效应。爱因斯坦的论述解释了为什么光电子的能量只与频率有关，而与辐照度无关。虽然光束的辐照度很微弱，只要频率足够高，必会产生一些高能量光子来促使束缚电子逃逸。尽管光束的辐照度很强劲，假若频率低于极限频率，则仍旧无法给出任何高能量光子来促使束缚电子逃逸。

物理学家一直试图将电磁力学与热动力学联系起来，直至马克斯 普朗克提出那个全新的概念－－量子（能量是一份份的能量子）。

2 原子和分子存在吗？

解释了布朗运动（布朗运动是指悬浮在液体或气体中的微粒所做的永不停息的无规则运动）。

爱因斯坦在论文中指出：“按照热的分子运动论，由于热的分子运动，大小可以用显微镜看见的物体悬浮在液体中，必定会发生其大小可以用显微镜容易观测到的运动。可能这里所讨论的运动就是所谓‘布朗分子运动’”。他认为只要能实际观测到这种运动和预期的规律性，“精确测定原子的实际大小就成为可能了”。“反之，要是关于这种运动的预言证明是不正确的，那么就提供了一个有份量的证据来反对热分子运动观” 。

3 狭义相对论

测量运动的速度需要有参照系。

时空是相对的，同时性是相对的，光速是绝对的299792458米/秒。

运动的物体存在尺缩钟慢、质量增加的现象。

4 能量等于质量乘以光速的平方

动能也就是运动的能量。

动能 ＝ 力 * 作用力持续的时间

E ＝ 1/2mv²，这个等式对于日常“低”速运动来说没有问题，但速度越接近光速，这个等式就越不准确，因为这时质量会增加。

运动的物体质量会增加，同时物体也因为运动而拥有了动能。物体运动速度放缓后，其动能也会减少。静止的物体的动能为零，但一个物体的质量不可能为零，它最小的质量被称为静止质量，运动中的质量被称为相对质量。

当一个物体以非常接近光速的速度运动，任何施加在它上面的力，任何可以施加能量和动能的力均可以让其质量增加，但它的速度不会增加。根据力、能量和动能的关系：

能量 ＝ 力* 作用力持续的距离

既然该物体的速度接近光速，在相同时间内该物体移动的距离应该与光移动的距离接近：

E = 力 * c

再回到等式：

动能 ＝ 力 * 作用力持续的时间、

在力的作用期间，质量增加，速度总是保持在接近光速的状态，因此我们可以得出：

力 = m * c

两个式子合并到一起，则是E = m * C²

5 广义相对论

狭义相对论是在惯性系中描述时空与物体的运动的。

在非惯性系中，如加速运动中，狭义相对论无法解释。爱因斯坦认为，加速运动与引力场等效。

通俗地说，物质告诉时空如何弯曲。

引力场也在塑造时空，时间在引力场中也会变慢。

狭义相对论无法解释双生子佯谬，广州相对论可以，因为一个有参与加速度运动，处于不同的引力场中。

广义相对论的局限性：

1 宇宙的末端；

2 逃逸速度接近或超过光速的黑洞；

3 量子世界；

6 为什么是行星的运行轨道是椭圆轨道

地球使时空凹陷，在被地球弯曲的时空中，有球沿直线运动，但在我们看来，有球沿圆形（更接近椭圆形，因为月球也会使时空弯曲）轨道绕地球运动。

ref：

《科学全知道：爱因斯坦的探索之旅》

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