Maksimaalne plangu avamine. Max Planck - elulugu, teave, isiklik elu. Kvantfüüsika looja
Kvantteooria sündis 1901. aastal, mil Max Planck pakkus välja teoreetilise järelduse keha temperatuuri ja selle keha kiirgava kiirguse vahelise seose kohta, mis oli teistel teadlastel pikka aega kõrvale hiilinud. Nagu tema eelkäijad, eeldas Planck, et kiirgust kiirgavad aatomiostsillaatorid, kuid ta uskus ka, et ostsillaatorite energia (ja seega ka nende kiirgav kiirgus) eksisteerib väikestes diskreetsetes osades, mida Einstein nimetas kvantideks. Iga kvanti energia on võrdeline kiirgussagedusega. Kuigi Plancki valemit imetleti laialdaselt, jäid tema tehtud oletused mõnda aega arusaamatuks, kuna need läksid vastuollu klassikalise füüsikaga. Aastal 1905 Albert Einstein kasutas kvantteooriat, et selgitada mõningaid fotoelektrilise efekti aspekte – elektronide emissiooni metalli pinnalt, millele langeb ultraviolettkiirgus. Möödaminnes märkis Einstein näilise paradoksi: valgus, mis on ammu teadaolevalt liikunud pidevate lainetena, avaldab neeldumisel ja kiirgamisel diskreetseid omadusi.
Umbes kaheksa aastat hiljem Niels Bohr laiendas kvantteooriat aatomile ja selgitas leegis või elektrilahenduses ergastatud aatomite kiirgavate lainete sagedusi. Ernest Rutherford näitas, et aatomi mass on peaaegu täielikult koondunud kesktuuma, mis kannab positiivset elektrilaengut ja on suhteliselt suurte vahemaade tagant ümbritsetud negatiivset laengut kandvate elektronidega, mille tulemusena on aatom tervikuna elektriliselt neutraalne. .
Bohr väitis, et elektronid saavad olla ainult teatud diskreetsetel orbiitidel, mis vastavad erinevatele energiatasemetele ning elektronide "hüppamisega" ühelt orbiidilt teisele, madalama energiaga, kaasneb footoni emissioon, mille energia on võrdne. kahe orbiidi energia erinevusele. Sagedus on Plancki teooria kohaselt võrdeline footoni energiaga. Seega lõi aatomi Bohri mudel ühenduse kiirgust kiirgavale ainele iseloomulike erinevate spektrijoonte ja aatomi struktuuri vahel. Hoolimata esialgsest edust nõudis Bohri aatomimudel peagi muudatusi, et kõrvaldada lahknevused teooria ja katse vahel. Lisaks ei pakkunud kvantteooria selles etapis veel süstemaatilist protseduuri paljude kvantprobleemide lahendamiseks. Küll aga selgus, et klassikaline füüsika ei suuda seletada tõsiasja, et kiirendusega liikuv elektron ei lange tuumale, kaotades elektromagnetlainete kiirgamisel energiat.
Uus oluline funktsioon kvantteooria ilmus 1924. aastal, mil Louis de hauta esitada radikaalne hüpotees aine lainelise olemuse kohta: kui elektromagnetlained, näiteks valgus, käituvad mõnikord osakestena (nagu näitas Einstein), siis osakesed, näiteks elektron, võivad teatud tingimustel käituda nagu lained. Seega on mikrokosmoses kustutatud piir klassikaliste osakeste ja klassikaliste lainete vahel. De Broglie sõnastuses on osakesele vastav sagedus seotud selle energiaga, nagu footoni (valguse osakese) puhul, kuid de Broglie pakutud matemaatiline avaldis oli samaväärne seos lainepikkuse ja massi vahel. osake ja selle kiirus (impulss). Elektronlainete olemasolu tõestati eksperimentaalselt 1927. aastal. Clinton J. Davisson Ja Lester H. Germer Ameerika Ühendriikides ja George Paget Thomson Inglismaal.
See avastus viis omakorda 1933. aastal loomiseni Ernst Ruska elektronmikroskoop.
Inspireeritud Einsteini kommentaaridest de Broglie ideede kohta Erwin Schrödinger tegi katse rakendada elektronide lainekirjeldust järjepideva kvantteooria koostamiseks, mis ei ole seotud aatomi ebaadekvaatse Bohri mudeliga. Teatud mõttes kavatses ta kvantteooriat lähemale tuua klassikalisele füüsikale, kuhu on kogunenud palju näiteid lainete matemaatilisest kirjeldamisest. Esimene katse, mille ta tegi 1925. aastal, lõppes ebaõnnestumisega. Elektronide kiirused Schrödingeri teoorias olid lähedased valguse kiirusele, mis eeldas Einsteini erirelatiivsusteooria kaasamist sellesse ja selle poolt ennustatud elektronmassi olulise suurenemise arvestamist väga suurtel kiirustel.
Schrödingeri ebaõnnestumise üks põhjusi oli see, et ta ei võtnud arvesse elektroni spetsiifilise omaduse olemasolu, mida tänapäeval nimetatakse spinniks (elektroni pöörlemine ümber oma telje nagu tipu, kuid selline võrdlus ei ole täielikult õige), mis sel ajal oli vähe tuntud. Järgmise katse tegi Schrödinger aastal 1926. Seekord valis ta elektronide kiirused nii väikesteks, et vajadus relatiivsusteooria kaasamiseks kadus iseenesest. Teist katset kroonis Schrödingeri lainevõrrandi tuletamine, mis annab matemaatilise kirjelduse lainefunktsiooni järgi. Schrödinger nimetas oma teooriat lainemehaanikaks. Lainevõrrandi lahendused olid kooskõlas eksperimentaalsete vaatlustega ja avaldasid sügavat mõju kvantteooria edasisele arengule. Praegu on lainefunktsioon mikrosüsteemide kvantmehaanilise kirjelduse aluseks, sarnaselt Hamiltoni võrranditele klassikalises mehaanikas.
Mitte kaua enne Werner Heisenberg , Max Sündis Ja Pascual Jordaania avaldas teise kvantteooria versiooni, mida nimetatakse maatriksmehaanikaks ja mis kirjeldas kvantnähtusi vaadeldavate suuruste tabelite abil. Need tabelid on teatud viisil järjestatud matemaatilised hulgad, mida nimetatakse maatriksiteks, millel vastavalt teadaolevatele reeglitele saab sooritada erinevaid matemaatilisi tehteid. Maatriksmehaanika võimaldas saavutada ka vaadeldud eksperimentaalsete andmetega vastavust, kuid erinevalt lainemehaanikast ei sisaldanud see mingeid konkreetseid viiteid ruumilistele koordinaatidele ega ajale. Heisenberg nõudis eriti igasuguste lihtsate visuaalsete esituste või mudelite tagasilükkamist, eelistades ainult selliseid omadusi, mida saab katsega kindlaks teha, kuna tema sõnul on mikrokosmosel makrokosmosest põhimõtteliselt erinev struktuur, pidades silmas mikrokosmose erilist rolli. Plancki konstant, mis on maailmas suurtes kogustes tähtsusetu.
Schrödinger näitas, et lainemehaanika ja maatriksmehaanika on matemaatiliselt samaväärsed. Need kaks teooriat, mida nüüd tuntakse ühiselt kvantmehaanikana, pakkusid kauaoodatud ühist alust kvantnähtuste kirjeldamiseks. Paljud füüsikud eelistasid lainemehaanikat, kuna selle matemaatiline aparaat oli neile tuttavam ja selle mõisted tundusid "füüsikalisemad"; maatriksitega tehtavad toimingud on tülikamad.
Vahetult pärast seda, kui Heisenberg ja Schrödinger töötasid välja kvantmehaanika, Paul Dirac soovitas rohkem üldine teooria, milles Einsteini erirelatiivsusteooria elemendid ühendati lainevõrrandiga. Diraci võrrand on rakendatav suvalise kiirusega liikuvate osakeste suhtes. Elektroni spinn ja magnetilised omadused lähtusid Diraci teooriast ilma täiendavate eeldusteta. Lisaks ennustas Diraci teooria antiosakeste, nagu positroni ja antiprootoni, vastandlike elektrilaengutega osakeste kaksikute olemasolu.
Tänapäeval kerkib Max Plancki nimi tavaliselt esile seoses temanimeliste mainekate teadusasutustega – Max Plancki Seltsi kuulub 83 osakonda Saksamaal ja üle maailma. Kes oli aga tõeline Max Planck ja miks on talle pühendatud nii palju uurimiskeskusi? Selgitame 17 fakti näitel laheda teadlase kohta.
1. Kvantteooria
Kaasaegne füüsika kasutab universumi selgitamiseks kahte teooriat: Einsteini relatiivsusteooriat ja Plancki kvantteooriat. 1890. aastate lõpus alustas ta tööd soojuskiirgusega ja leidis musta keha kiirguse valemi, millest sai lõpuks Plancki seadus. Valemi selgitamiseks pakkus ta välja idee, et energia eraldub osade kujul, mida ta nimetas "kvantideks", mis viis kvantfüüsikani.
Planck ise oli rabatud oma avastuse radikaalsusest, kirjutades: "Minu asjatud katsed kuidagi klassikalisesse teooriasse tegevuse kvanti sisse tuua jätkusid mitu aastat ja maksid mulle palju tööd."
Surma ajaks oli Planckist saanud teadusringkondades legend. 1947. aasta oktoobris kirjutas ajakiri The New York Times temast kui 20. sajandi intellektuaalihiiglasest ja ajaloo ühest silmapaistvamast intellektist, asetades ta samale tasemele Archimedese, Galileo, Newtoni ja Einsteiniga.
2. Tegi Einsteini teooriast teooria
Planck aitas populariseerida terminit "teooria", et kirjeldada Einsteini relatiivsusteooriat. 1906. aastal nimetas ta Einsteini pakutud mudelile viidates oma teose "Relativtheorie", millest saksa keeles sai "Relativitätstheorie" ehk relatiivsusteooria. Einstein ise nimetas seda relatiivsusprintsiibiks, kuid kinni jäi just Plancki terminoloogia.
3. Nobeli preemia laureaat
Oma eluajal oli Planck kõrgelt hinnatud akadeemik. Nagu Barbara Lovett Kline selgitab, said tol ajal Saksamaal ainult printsid ja parunid rohkem austust kui professorid ja Planck polnud erand. Olles saanud palju auhindu, pälvis Planck 60-aastaselt Nobeli füüsikaauhinna. Ta sai sel ajal rohkem Nobeli kandidaate kui ükski teine kandidaat. 1918. aastal pälvis ta lõpuks auhinna "tunnustuseks tema kvantteooria-alase maamärkide uurimistöö eest".
4. Üks esimesi Einsteini kaaslasi
Planck oli üks esimesi, kes hindas Einsteini relatiivsusteooria töö tähtsust ja toetas teda. D.L. Heilbron kirjutab oma raamatus The Honest Man's Dilemmas: Max Planck as a Representant of German Science, et Einsteini võib pidada Plancki teiseks suureks avastuseks ning tema toetus mängis Einsteini enda sõnul olulist rolli uute ideede kiires omaksvõtmises. füüsikute seas. Sel ajal polnud Einsteinil ei doktorikraadi ega ülikoolitööd, nii et Max Plancki taolise lugupeetud teadlase toetus aitas tal siseneda teaduse peavoolu. Kuigi Planck suhtus mõnesse noore kolleegi ideesse, näiteks 1915. aasta uurimustöösse "valguskvantide" või footonite kohta skeptiliselt, jäid need kaks teadlast eluaegseteks lähedasteks sõpradeks. Ajalehes The New York Times avaldatud järelehüüde kohaselt andis Berliini Füüsika Selts Planckile erimedali, kinkis ta duplikaadi oma sõbrale Albert Einsteinile.
5. Andekas muusik
Planck oli andekas pianist ja pühendas oma karjääri füüsika asemel peaaegu muusikale. Ta korraldas oma kodus muusikasalonge, kuhu kutsus ka teisi füüsikuid ja akadeemikuid, aga ka professionaalseid muusikuid. Kohal käis ka Albert Einstein, kes võttis vahel kaasa viiuli, et koos Planckiga kvartettides või triodes mängida. Heilbroni sõnadega: "Plancki toonitaju oli nii täiuslik, et ta vaevu sai kontserti nautida," kartes, et keegi on valesti.
6. Professor ei soovitanud tal füüsikat õppida
Vahetult pärast seda, kui 16-aastane Planck 1874. aastal Müncheni ülikooli astus, püüdis füüsikaprofessor Philipp von Jully noort tudengit veenda minemast teoreetilise füüsika juurde. Jully väitis, et teadlased olid põhimõtteliselt kõik teada saanud: "Paljas, kus peaaegu kõik on juba avatud, on täita vaid mõned lüngad." Õnneks eiras teadlane tema nõuannet.
7. Loengud olid ainult seistes
Kuigi Planck oli klassi ees üsna kuiv ja vaoshoitud, jumaldasid õpilased teda. Inglise keemik James Partington nimetas teda "parimaks lektoriks, keda ma kunagi kuulnud olen", kirjeldades loenguid kui populaarseid esinemisi. Klass oli alati rahvast pungil, paljud seisid: "Kuna loengusaal oli hästi köetud ja üsna väike, kukkus osa publikust aeg-ajalt põrandale, kuid see ei seganud loengut üldse."
8. Selge ajakava
Heilborn kirjeldab oma monograafias Plancki kui meest, kes kontrollib oma aega. Iga päev istus ta täpselt kell 8 hommikusöögile, seejärel töötas intensiivselt kuni lõunani ning õhtuti ja lõuna ajal puhkas ja kostitas sõpru. Tema igapäevane rutiin oli semestri jooksul jäik graafiku alusel: hommikul loengud ja tööde kirjutamine, lõunasöök, puhkus, klaverimäng, kõndimine, kirjavahetus ja üsna halastamatu puhkus - mägironimine ilma pausideta ja alpistiilis korterid ilma vihjeta. mugavus ja privaatsus.
"Teadmised peavad eelnema taotlemisele"
9. Agar ronija
Planck tegeles terve elu sporti, tundes suurt huvi matkamise ja mägironimise vastu ka vanemas eas. Saanud 80-aastaseks, jätkas ta regulaarselt umbes 3000 meetri kõrguste mäetippude ronimist.
10. Professionaalne sildimängija
Tuntud tuumafüüsiku Lise Meitneri sõnul armastas Planck 1958. aastal rõõmsat seltskonda ja tema maja oli külalislahke koht: „Kui suveperioodil kutsed tulid, toimusid aias aktiivsed mängud, millest Planck osa võttis. lapseliku rõõmu ja oskusega . Temast kõrvale hiilida oli peaaegu võimatu. Ja kui õnnelik ta oli, kui ta kellegi kinni püüdis!
11. Gestapo uuris teda Teise maailmasõja ajal.
Seoses selliste juudi füüsikute nagu Einsteini abistamise avaliku väljapanekuga kuulutas aaria teadlaste natsionalistlik fraktsioon Plancki juudi vandenõuteooria osaks, et kaitsta Saksa teadlasi kohtumiste eest füüsikaosakonnas Einsteini ringkonna eest. Ametlikus SS-i ajalehes Das Schwarze Korp nimetati teda "bakterikandjaks" ja "valgeks juudiks" ning tema sugupuud uuris hoolikalt Gestapo.
12. Ta isiklikult palus Hitleril juudi teadlasi mitte vallandada
Kuigi Planck ei toetanud alati oma juudi kolleege natside vastu, "karistas" ta Kolmanda Reichi survel Einsteini selle eest, et ta ei naasnud pärast Hitleri võimuletulekut Saksamaale ja vallandas Kaiser Wilhelmi ühingu (hiljem Max Society) juutidest liikmed. . Planck) – ta oli endiselt natsipoliitika vastu. Planck võitles natsipartei liikmete kaasamise vastu Preisi Akadeemiasse ja kohtus Keiser Wilhelmi Seltsi presidendina Hitleriga ja kutsus füürerit üles lubama juudi kolleegidel tööd jätkata.
See ei õnnestunud. 1935. aastaks oli iga viies Saksa teadlane oma ametikohalt kõrvaldatud (füüsika alal tegelikult iga neljas) ja juudi teadlaste abistamine muutus väga ohtlikuks. Sellest hoolimata kutsus Planck 1935. aastal kokku Kaiser Wilhelmi Seltsi piduliku koosoleku, et austada surnud juudi keemikut Fritz Haberit, hoolimata valitsuse selgesõnalisest keelust üritusel osaleda. Tema silmapaistev toetus juudi kolleegidele, nagu Haber ja Einstein, ning keeldumine natsiparteiga liitumisest viis selleni, et valitsus sundis teda Preisi Teaduste Akadeemia presidendi kohalt tagasi astuma, samuti ei võimaldanud tal saada mitmeid erialaseid auhindu.
13. Raske suhe natsidega
Ta oli üks paljudest Saksa akadeemia apoliitilistest riigiteenistujatest, kes lootis, et antisemiitliku natsionalismi halvimad tagajärjed mööduvad, ja kes samal ajal püüdis säilitada Saksamaa tähtsust maailma teadusareenil. Kui Hitler hakkas nõudma kõnede avamist "Heil, Hitler", nõustus Planck vastumeelselt. Füüsik Paul Ewald meenutas 1930. aastatel Kaiser Wilhelmi metalliinstituudi avamisel peetud kõnet: „Kõik vahtisid Plancki, oodates, mida ta avamisel teeb, sest tol ajal oli ametlikult ette nähtud selliste üleskutsete avamine. "Heil, Hitler". Planck seisis poodiumil ja tõstis pooleldi käe ja langetas selle. Ta tegi seda teist korda. Lõpuks tõstis ta käe ja ütles: "Heil Hitler"... see oli ainus asi, mida Planck sai teha, et vältida kogu ühiskonna ohtu seadmist." Teadusajakirjaniku Philip Balli sõnul oli Hitleri ja Natsi-Saksamaa tõus Plancki jaoks "ainus katastroof, mis teda haaras ja lõpuks hävitas.
14. Tema poega seostati Hitleri mõrvakatsega
Enne natside võimuletulekut oli Erwin Planck kõrge ametnik ja kuigi pärast 1933. aastat ta enam ei osalenud poliitiline elu, aitas ta salaja koostada natsijärgse valitsuse põhiseadust. 1944. aastal ta arreteeriti ja süüdistati osalemises Klaus Stauffenbergi mõrvakatses Adolf Hitlerile, milles natside juht sai portfelli plahvatuses vigastada. Esmapilgul tundub, et Erwin pole pommiplahvatustega otseselt seotud, kuid ta palkas vandenõulastele poolehoidjaid ja sai karistuse. surmanuhtlus riigireetmise eest. Püüdes päästa oma armastatud poega, kirjutas 87-aastane Max Planck kirju, milles palus armuandmist nii Hitlerile kui ka SS-i juhile Heinrich Himmerile. Erwin hukati 1945. aastal.
15. "Jätkake tööd"
Pärast Esimest maailmasõda ärgitas Planck kolleege poliitilise olukorra ebakindlust ignoreerima ja keskenduma oma teadussaavutuste tähtsusele: "Jätkake kõvasti tööd," oli tema loosung.
16. Ta nimetas füüsikat "elu kõrgeimaks teaduslikuks püüdluseks"
Oma autobiograafias selgitab Planck, miks ta pühendus füüsikale: "Väline maailm ei sõltu inimesest, see on midagi absoluutset ja iha seda absoluuti reguleerivate seaduste järele tundub mulle elu kõrgeima teadusliku püüdlusena."
17. Tema järgi on nime saanud palju asju
Mitmed Plancki avastused nimetati lõpuks tema järgi, sealhulgas Plancki seadus, Plancki konstant (h = 6,62607004 × 10^-34 J s) ja Plancki ühikud. On Plancki ajastu (esimene etapp suur pauk), Plancki osakesed (pisikesed mustad augud), Plancki kuukraater ja Euroopa Kosmoseagentuuri Plancki kosmoselaev. Rääkimata Max Plancki Seltsist ja selle 83 instituudist. Ja loomulikult oli ta selle ära teeninud.
Saksa teoreetilist füüsikut Max Karl Ernst Ludwig Plancki peetakse kvantfüüsika rajajaks. Just tema pani 1900. aastal aluse kvantteooriale, eeldades, et soojuskiirguse ajal eraldub ja neeldub energia eraldi portsjonitena – kvantidena.
Hiljem tõestati, et katkestus on igale kiirgusele omane.
Biograafiast
Max Planck sündis 23. aprillil 1858 Kielis. Tema isa Johann Julius Wilhelm von Planck oli õigusprofessor. 1867. aastal asus Max Planck õppima Müncheni Kuninglikku Maximiliani Gümnaasiumisse, kuhu tema pere oli selleks ajaks kolinud. 1874. aastal lõpetas Planck keskkooli ning asus õppima matemaatikat ja füüsikat Müncheni ja Berliini ülikoolidesse. Planck oli vaid 21-aastane, kui kaitses 1879. aastal väitekirja "Soojuse mehaanilise teooria teisest seadusest", mis oli pühendatud termodünaamika teisele seadusele. Aasta hiljem kaitses ta oma teise väitekirja "Isotroopsete kehade tasakaaluseisund erinevatel temperatuuridel" ja temast sai Müncheni ülikooli füüsikateaduskonna eradozent.
1885. aasta kevadel sai Max Planckist erakordne professor Kieli ülikooli teoreetilise füüsika osakonnas. 1897. aastal avaldati Plancki termodünaamika loengute kursus.
1889. aasta jaanuaris asus Planck Berliini ülikooli teoreetilise füüsika osakonna erakorraliseks professoriks ja 1982. aastal sai temast lihtprofessor. Samal ajal juhtis ta teoreetilise füüsika instituuti.
1913/1914 õppeaastal töötas Planck Berliini ülikooli rektorina.
Plancki kvantteooria
Berliini periood oli kõige viljakam aastal teaduslik karjäär Plank. Planck, kes on soojuskiirguse probleemiga tegelenud alates 1890. aastast, väitis 1900. aastal, et elektromagnetkiirgus ei ole pidev. See eraldub eraldi portsjonitena - kvantidena. Ja kvanti suurus sõltub kiirguse sagedusest. Plancki tutvustati musta keha spektris energia jaotumise valem. Ta leidis, et valgus kiirgub ja neeldub teatud võnkesagedusega osadena – kvantidena. A iga kvanti energia on võrdne võnkesageduse korrutisega konstandiga, tuntud kui Plancki konstant.
E=hn, kus n on võnkesagedus, h on Plancki konstant.
Plancki konstant helistas kvantteooria põhikonstant, või tegevuskvant.
See on väärtus, mis seob kvantenergia väärtust elektromagnetiline kiirgus selle sagedusega. Kuid kuna igasugune kiirgus esineb kvantidena, kehtib Plancki konstant iga lineaarse võnkesüsteemi jaoks.
19. detsember 1900, mil Planck esitas oma ettepaneku Berliini Füüsika Seltsi koosolekul, oli kvantteooria sünnipäev.
1901. aastal õnnestus Planckil see väärtus välja arvutada musta keha kiirguse andmete põhjal Boltzmanni konstant. Ta sai ka Avogadro number(aatomite arv ühes moolis) ja seatud elektroni laengu väärtus kõrgeima täpsusega.
1919. aastal sai Planck 1918. aasta Nobeli füüsikaauhinna oma teenete eest "füüsika arendamisel energiakvantide avastamise kaudu".
1928. aastal sai Max Planck 70-aastaseks. Ta on ametlikult pensionile jäänud. Kuid koostöö Kaiser Wilhelmi fundamentaalteaduste seltsiga ei katkenud. 1930. aastal sai temast selle seltsi president.
Planck oli Saksamaa ja Austria teaduste akadeemiate, Iirimaa, Inglismaa, Taani, Soome, Hollandi, Kreeka, Itaalia, Ungari, Rootsi, USA ja Nõukogude Liidu teadusseltside ja akadeemiate liige.Saksa Füüsika Selts asutas Plancki medal. See on selle seltsi kõrgeim autasu. Ja Max Planck ise sai selle esimeseks auomanikuks.
Planck, kes selle lõi ja kui oluliseks see arenduse jaoks on muutunud kaasaegne teadus. Samuti näidatakse kvantiseerimise idee olulisust kogu mikrokosmose jaoks.
Nutitelefon ja kvantfüüsika
Meid ümbritsev kaasaegne maailm erineb tehnoloogia poolest väga palju kõigest sellest, mis oli tuttav sada aastat tagasi. Kõik see sai võimalikuks ainult seetõttu, et kahekümnenda sajandi koidikul ületasid teadlased barjääri ja mõistsid lõpuks, et mateeria väikseimas mastaabis ei ole pidev. Ja selle ajastu avas tema olemusega imeline inimene - Max Planck.
Plancki elulugu
Tema järgi nimetatud: üks füüsikalistest konstantidest, kvantvõrrand, Saksamaa teadusringkond, asteroid, kosmoseteleskoop. Tema kujutis oli reljeefselt müntidele ja markidele ja rahatähtedele trükitud. Milline inimene oli Max Planck? Ta sündis üheksateistkümnenda sajandi keskel tagasihoidliku rahaga Saksa aadliperekonnas. Tema esivanemate hulgas oli palju häid juriste ja kirikuteenistujaid. M. Planck sai hea hariduse, kuid kaasfüüsikud nimetasid teda naljatamisi "iseõppijaks". Teadlane sai oma põhiteadmised raamatutest.
Plancki hüpotees sündis eeldusest, mille ta tegi teoreetiliselt. Teadlasekarjääris järgis ta põhimõtet "teadus on esikohal". Esimese maailmasõja ajal püüdis Planck säilitada sidemeid väliskolleegidega Saksamaale vastu seisnud riikidest. Natside saabumine leidis ta suure teadusringkonna direktorina - ja teadlane püüdis oma töötajaid kaitsta, aitas režiimi eest põgenejatel välismaale minna. Nii et Plancki hüpotees polnud ainus, mille eest teda austati. Kuid ta ei võtnud kunagi avalikult Hitleri vastu sõna, mõistes ilmselt, et ta mitte ainult ei kahjusta ennast, vaid ei saa ka aidata neid, kes seda vajavad. Kahjuks ei aktsepteerinud paljud füüsikud seda M. Plancki seisukohta ja lõpetasid temaga kirjavahetuse. Tal oli viis last ja ainult noorim jäi isa ellu. Vanima poja võttis Esimene, keskmise - Teine Maailmasõda. Mõlemad tütred ei elanud sünnitust üle. Samal ajal märkisid kaasaegsed, et ainult kodus oli Planck tema ise.
Kvantide allikad
Teadlast huvitas koolist saadik See ütleb: iga protsess kulgeb ainult kaose suurenemise ja energia või massi kadumisega. Ta sõnastas selle esimesena nii – entroopia mõttes, mis termodünaamilises süsteemis saab ainult kasvada. Hiljem viis see töö Plancki kuulsa oletuse sõnastamiseni. Ta oli ka üks neist, kes juurutas matemaatika ja füüsika lahutamise traditsiooni, luues praktiliselt viimasest teoreetilise osa. Kõik enne teda loodusteadused segati ja katseid viisid läbi üksikisikud laborites, mis alkeemilistest laboritest palju ei erinenud.
Kvanthüpotees
Uurides elektromagnetlainete entroopiat ostsillaatorite mõistes ja toetudes kaks päeva varem, 19. oktoobril 1900 saadud eksperimentaalsetele andmetele, esitas Planck teistele teadlastele valemi, mis hiljem tema järgi nime sai. Ta seostas kiirguse energiat, lainepikkust ja temperatuuri (piiraval juhul tegid tema kolleegid eesotsas Rubensiga selle teooria kinnitamiseks katseid. Ja see osutus õigeks! Kuid selleks, et teoreetiliselt põhjendada Sellest valemist tuleneva hüpoteesi ja samal ajal vältides matemaatilisi keerukusi nagu lõpmatus, pidi Planck tunnistama, et energiat ei eraldu mitte pidevas voos, nagu varem arvati, vaid eraldi portsjonitena (E = hν). Selline lähenemine hävitas kõik olemasolevad ideed tahke keha kohta.Plancki kvanthüpotees muutis füüsikas pöörde.
Kvantimise tagajärjed
Alguses ei mõistnud teadlane oma avastuse tähtsust. Mõnda aega kasutati tema tuletatud valemit vaid mugava viisina arvutamiseks tehtavate matemaatiliste tehtete arvu vähendamiseks. Samal ajal kasutasid nii Planck kui ka teised teadlased Maxwelli pidevaid võrrandeid. Ainus piinlik asi oli pidev h, millele ei osatud anda füüsilist tähendust. Hiljem mõistsid ainult Albert Einstein ja Paul Ehrenfest, mõistsid uusi radioaktiivsuse nähtusi ja püüdsid leida optiliste spektrite matemaatilist põhjendust, kui oluline on Plancki hüpotees. Nad ütlevad, et raport, mille käigus valem esmakordselt kõlas, avas uue füüsika ajastu. Einstein oli tõenäoliselt esimene, kes selle alguse ära tundis. Nii et see on ka tema teene.
Mis on kvantiseeritud
Kõik olekud, mida kõik elementaarosakesed võivad võtta, on diskreetsed. Lõksus olev elektron saab olla ainult teatud tasemetel. Aatomi ergastamine, nagu ka vastupidine protsess – emissioon, toimub ka hüpetes. Iga elektromagnetiline interaktsioon on vastava energia kvantide vahetus. Inimkond piiras aatomi energiat ainult tänu diskreetsuse mõistmisele Loodame, et nüüd ei teki lugejatel küsimust, mis on Plancki hüpotees ja milline on selle mõju tänapäeva maailmale ja seega ka igale inimesele.
Planck (Planck) Max (1858-1947), saksa füüsik, üks kvantteooria rajajaid, Peterburi Teaduste Akadeemia väliskorrespondentliige (1913) ja NSVL Teaduste Akadeemia auliige (1926). Võttis kasutusele (1900) toimekvanti (Plancki konstant) ja lähtus kvantide ideest tuletas tema järgi nime saanud kiirgusseaduse. Töid termodünaamikast, relatiivsusteooriast, loodusteaduste filosoofiast. Nobeli preemia (1918).
Max Planck (1858-1947) – Saksa teoreetiline füüsik, töötas välja termodünaamilise soojuskiirguse teooria. Planck võttis selle selgitamiseks kasutusele uue universaalse konstandi h- tegevuse kvantiteet. Tänu sellele leiti, et valguse levik, selle emissioon ja neeldumine toimuvad diskreetselt, teatud osades - kvantides. Selle konstandi avastamine tähistas üleminekut makrokosmosest kvalitatiivselt uuele alale – kvantnähtuste maailmale, mikrokosmosele. Seega oli Planck kvantteooria rajaja, mis kehtestas energiaprotsessides katkestuse (diskreetsuse) hetke ja laiendas atomismi ideed kõigile loodusnähtustele. Võttes spontaan-materialistliku seisukoha mitmes teaduse fundamentaalses küsimuses, kritiseeris Planck teravalt empiriokriitikat.
Filosoofiline sõnaraamat. Ed. I.T. Frolova. M., 1991, lk. 343.
Planck Max Carl Ernst Ludwig
Saksa füüsik Max Karl Ernst Ludwig Planck sündis 23. aprillil 1858 Preisimaal Kieli linnas professori perekonnas. tsiviilõigus Johann Julius Wilhelm von Planck. 1867. aastal kolis perekond Münchenisse, kus Planck astus Kuninglikku Maximiliani klassikalist gümnaasiumi. Gümnaasiumi lõpus 1874. aastal eelistas ta füüsikat.
Kolm aastat õppis Planck matemaatikat ja füüsikat Müncheni ülikoolides ning aasta Berliini ülikoolides. Doktorikraadi sai Planck 1879. aastal, kaitstes Müncheni ülikoolis väitekirja "Soojuse mehaanilise teooria teisest seadusest" - termodünaamika teisest seadusest, väites, et ükski pidev isemajandav protsess ei suuda külmemast soojust üle kanda. keha soojemaks. Aasta hiljem kaitses ta väitekirja "Isotroopsete kehade tasakaaluseisund erinevatel temperatuuridel", millega sai Müncheni ülikooli füüsikateaduskonna nooremassistendi ametikoha.
1885. aastal sai temast Kieli ülikooli dotsent. 1888. aastal sai temast Berliini ülikooli dotsent ja Teoreetilise Füüsika Instituudi direktor (direktori ametikoht loodi spetsiaalselt tema jaoks).
Aastatel 1887–1924 avaldas Planck rea artikleid füüsikaliste ja keemiliste protsesside termodünaamika kohta. Erilise kuulsuse saavutas tema loodud lahjendatud lahuste keemilise tasakaalu teooria. 1897. aastal ilmus tema termodünaamika loengute esimene trükk. Planck oli selleks ajaks juba Berliini ülikooli lihtprofessor ja Preisi Teaduste Akadeemia liige.
1896. aastal kehtestas Planck katse põhjal kuumutatud keha soojuskiirguse seaduse. Samal ajal puutus ta kokku tõsiasjaga, et kiirgusel on katkendlik iseloom. Planck suutis oma seadust põhjendada vaid eeldusega, et aatomivõnkete energia ei ole meelevaldne, vaid võib omandada vaid hulga täpselt määratletud väärtusi. Selgus, et katkestus on omane igale kiirgusele, et valgus koosneb üksikutest energiaosadest (kvantidest).
Planck leidis, et võnkesagedusega valgust tuleks kiirata ja neelduda osade kaupa ning iga sellise osa energia on võrdne võnkesageduse korrutisega spetsiaalse konstandiga, mida nimetatakse Plancki konstandiks.
14. detsembril 1900 teatas Planck Berliini Füüsika Seltsile oma hüpoteesist ja uuest kiirgusvalemist. Plancki püstitatud hüpotees tähistas kvantteooria sündi. Plancki monograafia Lectures on the Theory of Thermal Radiation ilmus 1906. aastal.
1901. aastal arvutas Planck musta keha kiirguse katseandmete põhjal Boltzmanni konstandi väärtuse ja sai muu teadaoleva teabe abil Avogadro arvu (aatomite arv elemendi ühes moolis). Avogadro arvu põhjal suutis Planck kõige suurema täpsusega leida elektroni elektrilaengu.
1919. aastal pälvis Planck 1918. aasta Nobeli füüsikaauhinna "tunnustamiseks tema panuse eest füüsika arengusse energiakvantide avastamise kaudu". 1920. aastal peetud Nobeli loengus võttis Planck oma töö kokku ja tõdes, et "kvantide juurutamine ei ole veel viinud tõelise kvantteooria loomiseni".
Tema muude saavutuste hulgas on tema pakutud Fokker-Plancki võrrandi tuletus, mis kirjeldab osakeste süsteemi käitumist väikeste juhuslike impulsside toimel. 1928. aastal läks Planck seitsmekümneaastaselt kohustuslikule ametlikule pensionile, kuid ei katkestanud sidemeid Kaiser Wilhelmi alusteaduste ühinguga, mille presidendiks ta sai 1930. aastal.
Berliini pastori (kuid mitte preestri) kohusetäitja oli Planck sügavalt veendunud, et teadus täiendab religiooni ning õpetab tõepärasust ja austust.
Planck kuulus Saksamaa ja Austria Teaduste Akadeemiasse, samuti Inglismaa, Taani, Iirimaa, Soome, Kreeka, Hollandi, Ungari, Itaalia, Nõukogude Liidu, Rootsi ja Ameerika Ühendriikide teadusseltsidesse ja akadeemiasse. Tema järgi nimetas Saksa Füüsika Selts oma kõrgeima autasu Plancki medali ning teadlane ise sai selle aumärgi esimeseks saajaks. Planck suri Göttingenis 4. oktoobril 1947, kuus kuud enne oma üheksakümnendat sünnipäeva.
Kasutatud materjalid saidilt http://100top.ru/encyclopedia/
Loe edasi:
Maailma tuntud teadlased(biograafiline juhend).
