Kakšen predlog je podal nemški fizik M Planck? Nobelovi nagrajenci: Max Planck. Najbolj konstanten med fiziki. Mehanika deformabilnih teles

Izjemni francoski matematik A. Poincaré je zapisal: »Planckova kvantna teorija je brez dvoma največja in najgloblja revolucija, ki jo je naravna filozofija doživela od Newtonovih časov.«

Max Karl Ernst Ludwig Planck se je rodil 23. aprila 1858 v pruskem mestu Kiel v družini profesorja civilnega prava Johanna Juliusa Wilhelma von Plancka in Emme (roj. Patzig) Planck.

Leta 1867 se je družina preselila v München. Planck se je pozneje spominjal: "Mladost sem preživel srečno v družbi staršev in sester." Max je dobro študiral na Royal Maximilian Classical Gymnasium. Tudi njegove briljantne matematične sposobnosti so se pokazale že zgodaj: v srednji in srednji šoli je postalo običajno, da je nadomeščal bolne učitelje matematike. Planck se je spominjal lekcij Hermanna Müllerja, »družabnega, pronicljivega, duhovitega človeka, ki je znal z živimi primeri razložiti pomen fizikalnih zakonov, o katerih je govoril nam, svojim študentom«.

Po maturi leta 1874 je tri leta študiral matematiko in fiziko na univerzi v Münchnu in eno leto na univerzi v Berlinu. Fiziko je poučeval profesor F. von Jolly. O njem, tako kot o drugih, je Planck pozneje dejal, da se je od njih veliko naučil in ohranil hvaležen spomin nanje, »vendar so bili v znanstvenem smislu v bistvu omejeni ljudje«. Max se je odločil dokončati izobraževanje na univerzi v Berlinu. Čeprav je tu študiral pri svetilih znanosti, kot sta Helmholtz in Kirchhoff, tudi tu ni bil deležen popolnega zadovoljstva: motilo ga je, da so svetilci slabo predavali, zlasti Helmholtz. Veliko več je pridobil, ko se je seznanil z objavami teh izjemnih fizikov. Prispevali so k znanstveni interesi Planck se je dolgo časa osredotočal na termodinamiko.

Akademska stopnja Doktor Planck je doktoriral leta 1879, potem ko je na Univerzi v Münchnu zagovarjal disertacijo "O drugem zakonu mehanske teorije toplote" - drugem zakonu termodinamike, ki pravi, da noben neprekinjen samovzdrževalni proces ne more prenašati toplote iz hladnejše telo k toplejšemu. Leto kasneje je zagovarjal diplomsko nalogo »Ravnotežno stanje izotropnih teles pri različnih temperaturah«, kar mu je prineslo mesto mlajšega asistenta na Fakulteti za fiziko Univerze v Münchnu.

Kot se je znanstvenik spominjal: »Ker sem bil dolga leta zasebni docent v Münchnu, sem zaman čakal na povabilo za profesorsko mesto, za kar je bilo seveda malo možnosti, saj teoretična fizika še ni služila ločen predmet. Toliko bolj nujna je bila potreba, da bi nekako napredovali v znanstvenem svetu.

S tem namenom sem se odločil razviti problem o bistvu energije, ki ga je göttingenska filozofska fakulteta postavila za nagrado leta 1887. Še pred dokončanjem tega dela, spomladi 1885, sem bil povabljen za izrednega profesorja teoretična fizika na univerzi Kiel. To se mi je zdelo odrešitev; Za najsrečnejši dan svojega življenja sem štel dan, ko me je ministrski direktor Althof povabil v svoj hotel Marienbad in me podrobneje seznanil s pogoji. Čeprav sem v hiši svojih staršev živel brezskrbno, sem vseeno stremel k neodvisnosti ...

Kmalu sem se preselil v Kiel; moje göttingensko delo je bilo tam kmalu dokončano in okronano z drugo nagrado.«

Leta 1888 je Planck postal izredni profesor na Univerzi v Berlinu in direktor Inštituta za teoretično fiziko (mesto direktorja je bilo ustvarjeno posebej zanj).

Leta 1896 se je Planck začel zanimati za meritve, ki so jih izvajali na Državnem inštitutu za fiziko in tehnologijo v Berlinu. Eksperimentalno delo o študiji spektralne porazdelitve sevanja "črnega telesa", ki je bila izvedena tukaj, je pritegnila pozornost znanstvenika na problem toplotnega sevanja.

Do takrat sta obstajali dve formuli za opis sevanja "črnega telesa": ena za kratkovalovni del spektra (Wienova formula), druga za dolgovalovni del (Rayleighova formula). Naloga je bila priklopiti jih.

Raziskovalci so neskladje med teorijo sevanja in eksperimentom poimenovali "ultravijolična katastrofa". Neskladje, ki ga ni bilo mogoče odpraviti. Sodobnik »ultravijolične katastrofe«, fizik Lorentz, je žalostno ugotavljal: »Enačbe klasične fizike niso mogle razložiti, zakaj ugašajoča peč ne oddaja rumenih žarkov skupaj s sevanjem dolgih valovnih dolžin ...«

Plancku je uspelo »sešiti« Wienovo in Rayleighovo formulo ter izpeljati formulo, ki popolnoma natančno opisuje spekter sevanja črnega telesa.

Takole o tem piše sam znanstvenik:

»V tistem času so se vsi izjemni fiziki, tako z eksperimentalne kot teoretične plati, obrnili k problemu porazdelitve energije v normalnem spektru. Iskali pa so jo v smeri predstavitve jakosti sevanja v odvisnosti od temperature, jaz pa sem sumil globljo povezavo v odvisnosti entropije od energije. Ker vrednost entropije še ni našla ustreznega priznanja, me metoda, ki sem jo uporabljal, sploh ni skrbela in sem lahko svobodno in temeljito izvajal svoje izračune brez strahu pred vmešavanjem ali napredovanjem kogar koli.

Ker je za ireverzibilnost izmenjave energije med oscilatorjem in sevanjem, ki ga ta vzbuja, še posebej pomemben drugi odvod njegove entropije glede na njegovo energijo, sem izračunal vrednost te količine za primer, ki je bil takrat v središču vseh interesov dunajske porazdelitve energije in našel izjemen rezultat, da je v tem primeru recipročna vrednost takšne vrednosti, ki sem jo tukaj označil kot K, sorazmerna z energijo. Ta povezava je tako osupljivo preprosta, da sem jo dolgo časa prepoznaval kot povsem splošno in se ukvarjal z njeno teoretično utemeljitvijo. Vendar pa so nestabilnost tega razumevanja kmalu razkrili rezultati novih meritev. Ravno takrat se je za majhne vrednosti energije oziroma za kratke valove popolnoma potrdil Wienov zakon, nato pa sta Lummer in Pringsheim pri velikih vrednostih energije ali za velike valove prvič ugotovila opazno odstopanje. , in meritve, ki sta jih izvedla Rubens in F. Kurlbaum s fluoritom in kalijevo soljo, so razkrile popolnoma drugačno, a spet preprosto razmerje, da vrednost K ni sorazmerna z energijo, temveč s kvadratom energije, ko gre na višje vrednosti energije in valovnih dolžin.

Tako so neposredni poskusi določili dve preprosti meji za funkcijo: za majhne energije sorazmernost (prve stopnje) z energijo, za velike - s kvadratom energije. Jasno je, da tako kot vsak princip porazdelitve energije daje določeno vrednost K, tako vsak izraz vodi do določenega zakona porazdelitve energije in govorimo o Zdaj je vprašanje najti izraz, ki bi dal porazdelitev energije, ugotovljeno z meritvami. Toda zdaj ni bilo nič bolj naravnega kot za splošni primer sestaviti vrednost v obliki vsote dveh členov: enega prve stopnje in drugega druge stopnje energije, tako da bo za nizke energije prvi člen bodite odločilni, za velike - drugi; Istočasno je bila najdena nova formula za sevanje, ki sem jo predlagal na sestanku Berlinskega fizikalnega društva 19. oktobra 1900 in jo priporočil za raziskave.

Kasnejše meritve so prav tako potrdile formulo sevanja, in sicer, čim natančnejše so bile sprejete subtilnejše metode merjenja. Vendar pa je bila merska formula, če predpostavimo njeno absolutno natančno resnico, samo na srečo uganjen zakon, ki je imel le formalni pomen.«

Planck je ugotovil, da je treba svetlobo oddajati in absorbirati v delih, energija vsakega takega dela pa je enaka frekvenci nihanja, pomnoženi s posebno konstanto, imenovano Planckova konstanta.

Znanstvenik poroča, kako vztrajno je poskušal uvesti kvant delovanja v sistem klasične teorije: »Toda ta vrednost [konstanta h] se je izkazala za trmasto in se je upirala vsem takšnim poskusom. Dokler se lahko šteje za neskončno majhno, to je pri višjih energijah in daljših obdobjih, je bilo vse v v popolnem redu. Toda na splošno se je tu in tam pojavila zevajoča razpoka, ki je postajala bolj opazna, čim hitrejši so bili upoštevani tresljaji. Neuspeh vseh poskusov premostitve te vrzeli kmalu ni pustil nobenega dvoma, da ima kvantum delovanja temeljno vlogo pri atomska fizika in to se je z njegovim nastopom začelo nova doba v fizikalni znanosti, ker vsebuje nekaj doslej nezaslišanega, kar naj bi radikalno preoblikovalo naše fizično mišljenje, zgrajeno na konceptu kontinuitete vsega vzročne povezave saj sta Leibniz in Newton ustvarila infinitezimalni račun.«

W. Heisenberg na široko poroča o tem: znana legenda o Planckovih mislih: »Njegov sin Erwin Planck se je tokrat spomnil, da se je sprehajal z očetom v Grunewaldu, da je Planck ves čas sprehoda navdušeno in razburjeno govoril o rezultatu svojih raziskav. Rekel mu je nekaj takega: »Ali je to, kar zdaj počnem, popolna neumnost, ali pa morda govorimo o samem velika otvoritev v fiziki že od časa Newtona."

14. decembra 1900 je Planck govoril na sestanku Nemškega fizikalnega društva s svojim zgodovinsko poročilo"K teoriji porazdelitve energije normalnega spektra sevanja." Poročal je o svoji hipotezi in novi formuli sevanja. Hipoteza, ki jo je predstavil Planck, je zaznamovala rojstvo kvantna teorija, ki je naredil pravo revolucijo v fiziki. Klasična fizika v nasprotju s sodobno fiziko zdaj pomeni »fizika pred Planckom«.

Nova teorija je poleg Planckove konstante vključevala tudi druge temeljne količine, kot sta svetlobna hitrost in število, znano kot Boltzmannova konstanta. Leta 1901 je Planck na podlagi eksperimentalnih podatkov o sevanju črnega telesa izračunal vrednost Boltzmannove konstante in z uporabo drugih znanih podatkov dobil Avogadrovo število (število atomov v enem molu elementa). Na podlagi Avogadrovega števila je Plancku uspelo najti električni naboj elektrona z največjo natančnostjo.

Položaj kvantne teorije se je okrepil leta 1905, ko je Albert Einstein uporabil koncept fotona – kvanta elektromagnetnega sevanja. Dve leti pozneje je Einstein še okrepil položaj kvantne teorije z uporabo koncepta kvanta za razlago skrivnostnih razhajanj med teorijo in eksperimentalnimi meritvami. specifično toplotno kapaciteto tel. Nadaljnja potrditev Planckove teorije je leta 1913 prišla od Bohra, ki je uporabil kvantno teorijo za strukturo atoma.

Leta 1919 je bil Planck nagrajen Nobelova nagrada doktorat iz fizike za leto 1918 »v priznanje njegovih zaslug za razvoj fizike z odkritjem energijskih kvantov«. Kot pravi A.G. Ekstrand, član Švedske kraljeve akademije znanosti na slovesnosti ob podelitvi: "Planckova teorija sevanja je najsvetlejša od vodilnih zvezd sodobnih fizikalnih raziskav in bo, kolikor je mogoče soditi, minilo še veliko časa, preden bodo zakladi ki jih je pridobil njegov genij, so izčrpane." V svojem Nobelovem predavanju leta 1920 je Planck povzel svoje delo in priznal, da »uvedba kvantne teorije še ni vodila do nastanka prave kvantne teorije«.

Med njegovimi drugimi dosežki je zlasti predlagana izpeljava Fokker-Planckove enačbe, ki opisuje obnašanje sistema delcev pod vplivom majhnih naključnih impulzov.

Leta 1928, pri sedemdesetih letih, se je Planck obvezno uradno upokojil, vendar ni prekinil vezi z družbo. temeljne znanosti Kaiser Wilhelm, katerega predsednik je postal leta 1930. In na pragu osmega desetletja je raziskovalno nadaljeval.

Po Hitlerjevem prihodu na oblast leta 1933 se je Planck večkrat javno oglasil v bran judovskih znanstvenikov, ki so bili izgnani s svojih delovnih mest in prisiljeni v emigracijo. Pozneje je Planck postal bolj zadržan in molčal, čeprav so nacisti nedvomno vedeli za njegova stališča. Kot domoljub ljubeče domovine, je lahko samo molil, da bi nemški narod spet zaživel normalno. Še naprej je služboval v raznih nemških učenih društvih, v upanju, da bo ohranil vsaj majhen del nemške znanosti in prosvetljenstva pred popolnim uničenjem.

Planck je živel v predmestju Berlina - Grunewald. Njegova hiša, ki leži ob čudovitem gozdu, je bila prostorna, prijetna in vse je imelo na sebi pečat plemenite preprostosti. Ogromna, ljubeče in premišljeno izbrana knjižnica. Glasbena soba, kjer je lastnik s svojim izvrstnim igranjem zabaval velike in male znane osebnosti.

Njegova prva žena, rojena Maria Merck, s katero se je poročil leta 1885, mu je rodila dva sinova in dve hčerki, dvojčici. Planck je z njo srečno živel več kot dvajset let. Leta 1909 je umrla. To je bil udarec, od katerega si znanstvenik dolgo ni mogel opomoči.

Dve leti pozneje se je poročil z nečakinjo Margo von Hesslin, s katero sta imela tudi sina. Toda od takrat naprej so Plancka preganjale nesreče. Med prvo svetovno vojno je eden od njegovih sinov umrl blizu Verduna, v naslednjih letih pa sta obe hčerki umrli pri porodu. Drugi sin iz prvega zakona je bil leta 1944 usmrčen zaradi sodelovanja v neuspeli zaroti proti Hitlerju. Med zračnim napadom na Berlin sta bili uničeni znanstvenikova hiša in osebna knjižnica.

Planckova moč je bila spodkopana, artritis hrbtenice pa je povzročal vedno več trpljenja. Nekaj ​​časa je bil znanstvenik v univerzitetni kliniki, nato pa se je preselil k eni od svojih nečakinj.

Planck je umrl v Göttingenu 4. oktobra 1947, šest mesecev pred svojim devetdesetim rojstnim dnem. Na njegovem nagrobniku sta vklesana le njegovo ime in priimek ter številčna vrednost Planckove konstante.

V počastitev njegove osemdesetletnice so enega od malih planetov poimenovali Planckian, po koncu druge svetovne vojne pa se je Društvo Kaiser Wilhelm za temeljne znanosti preimenovalo v Društvo Maxa Plancka.

Javascript je onemogočen v vašem brskalniku.
Za izvajanje izračunov morate omogočiti kontrolnike ActiveX!

Izjemen nemški fizik Max Planck je veliko prispeval k razvoju kvantne teorije in s tem vnaprej določil glavno smer razvoja fizike 20. stoletja.

Z zgodnja leta Planck je bil vzgojen v intelektualno razviti, izobraženi in načitani družini: njegov praded Gottlieb Planck in ded Heinrich Planck sta bila profesorja teologije, njegov oče je bil profesor prava.

Odločitev, da svoje življenje posveti fiziki, za bodočega znanstvenika ni bila lahka: poleg naravoslovnih disciplin sta Plancka privlačili glasba in filozofija. Študij fizike je potekal v Berlinu in Münchnu. Po zagovoru disertacije je znanstvenik poučeval v Kielu in Berlinu.

Planckove raziskave so bile posvečene predvsem vprašanjem termodinamike. Znanstvenik je postal znan po razlagi spektra "popolnoma črnega telesa", ki je postal osnova za razvoj kvantna fizika. Absolutno črno telo je objekt, katerega sevanje je odvisno samo od temperature in navidezne površine. Planck je v nasprotju s teorijama Newtona in Leibniza predstavil koncept kvantna narava sevanje: sevanje oddajajo in absorbirajo kvanti z energijo vsakega kvanta, ki je enaka E = h ∙ v,Kje h– Planckova konstanta. Rezultat te inovacije je bil račun pravilna formula spektralna gostota sevanja črnega telesa, segretega na temperaturo T. Planckova konstanta je krasila tudi nagrobnik svojega stvarnika.

Z relativističnimi metodami je Planck prišel do ključnega odkritja – uvedel je koncept fotonske gibalne količine. To Planckovo odkritje je kasneje de Broglie razširil na vse delce in je postalo temeljni element kvantne fizike.

Za svoj prispevek k razvoju kvantne fizike je Planck leta 1918 prejel Nobelovo nagrado.

Znanstvenik je pomembno prispeval k razmisleku klasična mehanika kot mejni primer kvanta. Ko je sodeloval na kongresih Solvay, je Planck delil svoja izkušena mnenja o problemih sodobne fizike.

Med drugimi Planckovimi dosežki ne moremo opozoriti na predlagano izpeljavo Fokker-Planckove enačbe, ki opisuje obnašanje sistema delcev pod vplivom majhnih naključnih impulzov.

Fašistični režim v Nemčiji je postal težka preizkušnja za znanstvenika. Po eni strani je Planck sprejel vse znanstvene in kulturne dosežke velika država in ni nehal delati v korist ruske znanosti, po drugi strani pa se znanstvenik ni mogel sprijazniti s politiko iztrebljanja, ki jo je izvajal rajh, in je večkrat poskušal prepričati Hitlerja o nemožnosti Halakosta. Fašizem je Plancku prinesel tudi veliko osebnih tragedij: leta 1944 so zaradi sodelovanja v zaroti proti Hitlerju usmrtili znanstvenikovega sina Erwina.

Na Plancka je močno vplivala Einsteinova teorija relativnosti. Znanstvenik je v celoti podprl Einsteinov koncept, kar je prispevalo k temu, da so to teorijo sprejeli fiziki.

Planck je bil lahko ponosen tudi na svoje študente, ki so samozavestno nadaljevali delo svojega mentorja in prišli do lastnih odkritij. Eden od slavnih učencev fizika je bil Moritz Schlick. Schlickova zgodba je zanimiva, ker balansira na meji dveh povsem nepovezanih ved – fizike in filozofije. Schlickova disertacija je bila zagovarjana iz fizike, vse svoje nadaljnje življenje pa je posvetil filozofiji, ki je oblikovala ideološko središče neopozitivizma. Schlicka je na univerzi ustrelil psihopatski študent.

Ime Planck še danes živi v številnih predmetih in pojavih: poleg Planckove spremenljivke sta tu še Planckova formula in družba Max Planck. Eden od kraterjev na Luni, pa tudi satelit vesoljske agencije, nosi ime znanstvenika.

spletne strani, pri kopiranju materiala v celoti ali delno je obvezna povezava do vira.

Polno ime nemškega znanstvenika je Max Karl Ernst Ludwig Planck. Dolga leta zapored je bil eden od voditeljev nemške znanstvene skupnosti. Odgovoren je za odkritje kvantne hipoteze. Fizik je študiral termodinamiko, teorijo kvantnega in toplotnega sevanja. Znanstvenikova dela ga uvrščajo med utemeljitelja kvantne fizike. Eden redkih, ki si je v času nacizma v Nemčiji upal nastopiti v obrambo Judov. Do konca svojih dni je ostal zvest znanosti in jo študiral, dokler mu je zdravje dopuščalo.

Otroštvo in mladost

Max Planck se je rodil 23. aprila 1858 v mestu Kiel. Njegovi predniki so bili od starega plemiška družina. Njegov ded (Heinrich Ludwig Planck) in praded (Gottlieb Jakob Planck) sta poučevala teologijo na univerzi v Göttingenu.

Vdelava od znanstvenika Getty Images Maxa Plancka

Maxov oče Wilhelm Planck je pravnik in profesor prava na univerzi v Kielu. Poročen je bil dvakrat. V prvem zakonu sta se rodila dva otroka. Drugič se je poročil z Maxovo mamo Emmo Patzig, s katero se je rodilo pet otrok. Bila je iz pastirske družine in je živela v mestu Greifswald, preden je srečala Wilhelma Plancka.

Do 10. leta je Max živel v Kielu. Leta 1867 je oče prejel povabilo za profesorja na univerzi v Münchnu in družina se je preselila v glavno mesto Bavarske. Tu fanta pošljejo na Maximilian Gymnasium, kjer je med najboljšimi dijaki v razredu.

Velik vpliv na mladega Plancka je imel učitelj matematike Hermann Müller. Od njega prvič izve, kaj je zakon o ohranitvi energije. Max pokaže briljantno matematiko. Pouk na gimnaziji je okrepil njegovo zanimanje za naravoslovje, zlasti za preučevanje naravnih zakonov.

Arhiv Društva Max Planck

Drugi Planckov otroški hobi je bila glasba. Pel je v deškem zboru, igral več inštrumentov in veliko vadil za klavirjem. Nekoč je študiral glasbeno teorijo in celo poskušal komponirati, a je ugotovil, da iz njega ne bo skladatelja. Ob koncu šole je Planck že oblikoval svoje strasti.

V mladosti se je želel posvetiti glasbi, postal je pianist. Sanjal je o študiju filologije in pokazal veliko zanimanje za fiziko in matematiko. Posledično je Max izbral natančne znanosti in se vpisal na univerzo v Münchnu. Kot študent glasbe ne opusti. V študentski cerkvi ga je bilo mogoče videti igrati na orgle. Vodil je manjši pevski zbor in dirigiral orkestru.

Njegov oče Maxu svetuje, naj stopi v stik s profesorjem Philippom von Jollyjem, da mu pomaga, da se poglobi v študij teoretične fizike. Profesor je skušal študenta prepričati, naj opusti to idejo, saj je po njegovem mnenju ta znanost je blizu zaključka. Po njegovih besedah ​​ni treba čakati na nova odkritja, glavna raziskava je opravljena.

Wikipedia

Vendar Plank ne odneha. Ne potrebuje odkritij, želi razumeti osnove fizikalne teorije in bi jih rad poglobil, če je le mogoče. Študent začne obiskovati predavanja o eksperimentalni fiziki Wilhelma von Betza. Skupaj s profesorjem Philippom von Jollyjem izvaja raziskave o prepustnosti segrete platine za vodik. Maxa je mogoče videti v učilnicah profesorjev - matematikov Ludwiga Seidela in Gustava Bauerja.

Po srečanju s slavnim fizikom Hermannom Helmholtzom je Planck odšel študirat na Univerzo v Berlinu. Obiskuje predavanja matematika Karla Weierstrassa. Študira dela profesorjev Helmholtza in Gustava Kirgoffa, ki ju jemlje za vzornika v spretnosti podajanja kompleksne snovi. Po seznanitvi z deli Rudolfa Clasiusa o teoriji toplote izbere novo smer raziskovanja - termodinamiko.

Znanost

Leta 1879 je Planck doktoriral po zagovoru disertacije o drugem zakonu termodinamike. Fizik v svojem delu dokazuje, da med samovzdrževalnim procesom toplota ne prehaja s hladnega telesa na toplejše. Naslednje leto napiše še en članek o termodinamiki in dobi mesto mlajšega asistenta na oddelku za fiziko na Univerzi v Münchnu.

Vdelava iz Getty Images Max Planck na srečanju v družbi Kaiser Wilhelm

Leta 1885 je Planck postal izredni profesor na univerzi v Kielu. Njegove raziskave so že začele prinašati dividende v obliki mednarodnega priznanja. Po 3 letih je bil znanstvenik povabljen na Univerzo v Berlinu, kjer je bil tudi izredni profesor. Hkrati prejme mesto direktorja Inštituta za teoretično fiziko. Leta 1892 je Max Planck postal redni profesor.

Po 4 letih znanstvenik začne preučevati toplotno sevanje teles. Po Planckovi teoriji elektromagnetno sevanje ne more biti neprekinjeno. Prihaja v ločenih kvantih, katerih velikost je odvisna od oddane frekvence. Max Planck izpelje formulo za porazdelitev energije v spektru absolutno črnega telesa.

Decembra 1900 je fizik na zasedanju berlinskega znanstvenega sveta poročal o svojem odkritju in dal povod za novo smer - kvantno teorijo. Že naslednje leto se na podlagi Planckove formule izračuna vrednost Boltzmannove konstante. Plancku uspe pridobiti Avogadrovo konstanto - število atomov v enem molu, znanstvenik pa ugotovi vrednost naboja elektrona z visoka stopnja natančnost.

Vdelava iz Getty Images Max Planck in Albert Einstein

Kasneje je prispeval h krepitvi kvantne teorije.

Leta 1919 je znanstvenik Max Planck leta 1918 prejel Nobelovo nagrado za odkritje kvantov energije in razvoj fizike.

Leta 1928 se je upokojil, vendar je še naprej sodeloval z Društvom Kaiser Wilhelm za temeljne znanosti. Po 2 letih postane Nobelov nagrajenec njen predsednik.

Religija in filozofija

Max Plan je bil vzgojen v luteranskem duhu in zanj so bile vrednote vere vedno na prvem mestu. Vsakič pri večerji je molil. Znano je, da je od leta 1920 do konca svojega življenja opravljal službo prezbitera.

Znanstvenik je bil proti poenotenju znanosti in vere. Pod njegovo kritiko so padle astrologija, teozofija, spiritualizem in drugi modni trendi. Hkrati je verjel, da sta znanost in vera enako pomembni.

Vdelaj iz Getty Images Max Planck v knjižnico

Njegovo predavanje "Vera in naravoslovje" iz leta 1937 je bilo priljubljeno, kar se je odrazilo v njegovih kasnejših večkratnih objavah. Besedilo je odražalo dogajanje v državi, ki je bila pod fašistično oblastjo.

Plank nikoli ne omenja svojega imena in je prisiljen nenehno zanikati govorice o svoji spremembi vere. Znanstvenik je poudaril, da ne verjame v osebnega Boga, a hkrati ostaja veren.

Osebno življenje

Max Planck se je leta 1885 prvič poročil s svojo prijateljico iz otroštva Mario Merck. V zakonu so se rodili štirje otroci: dva sinova in hčerki dvojčici. Rad je imel svojo družino in bil je skrben mož in oče. Leta 1909 žena umre. Po 2 letih si znanstvenik že drugič poskuša urediti osebno življenje in zasnubi svojo nečakinjo Margo von Hesslin. Ženska rodi Maxu Plancku še enega sina.

Vdelava iz Getty Images Portret Maxa Plancka

V biografiji znanstvenika je temna črta. Najstarejši sin je umrl v prvi svetovni vojni leta 1916, hčerki sta umrli med porodom v letih 1917 in 1918. Drugi sin iz prvega zakona je bil v začetku leta 1945 usmrčen zaradi sodelovanja v zaroti proti, kljub prošnji njegovega slavnega očeta.

Nacisti so vedeli za stališča Maxa Plancka. Med obiskom pri Hitlerju, ko je fizik vodil Društvo za temeljne znanosti Kaiser Wilhelm, ga je prosil, naj ne preganja judovskih znanstvenikov. Hitler je jezen v obraz izrazil vse, kar misli o judovskem narodu. Po tem je Planck ostal tiho in poskušal zadržati svoje misli.

Pozimi 1944, po zavezniškem zračnem napadu, je znanstvenikova hiša popolnoma pogorela. V požaru so bili uničeni rokopisi, dnevniki in knjige. Preseli se k prijatelju Karlu Stihlu v Rogetz pri Magdeburgu.

Spomenik Maxu Plancku / Mutter Erde, Wikipedia

Leta 1945 je profesor med predavanjem v Kasslu skoraj umrl pod bombami. Aprila so letalski napadi uničili tudi začasni dom zakoncev Plank. Znanstvenik in njegova žena gresta v gozd, nato pa živita pri mlekarju. Planckovo zdravstveno stanje se je slabšalo - poslabšal se je artritis hrbtenice in zelo težko je hodil.

Na zahtevo profesorja Roberta Pohla gre ameriška vojska za Nobelovim nagrajencem in ga odpelje na varno v Göttingen. Pet tednov preživi v bolniški postelji, potem pa se po okrevanju loti dela: predava.

Smrt

Julija 1946 je moški odšel v Anglijo na praznovanje 300. obletnice. Zanimivo dejstvo: znanstvenik je bil edini predstavnik iz Nemčije na dogodku. Tik pred fizikovo smrtjo se je društvo Kaiser Wilhelm preimenovalo v društvo Maxa Plancka, s čimer je ponovno obeležen njegov prispevek k znanosti.

Instagram

Nadaljuje s predavanji. V Bonnu je znanstvenik zbolel za dvostransko pljučnico, vendar je uspel premagati bolezen. Marca 1947 je zadnjič govori študentom. Oktobra istega leta se je stanje Maxa Plancka močno poslabšalo in umrl je. Vzrok smrti je bila možganska kap. Svojega 90. rojstnega dne ni dočakal šest mesecev. Grob Nobelovega nagrajenca se nahaja na pokopališču v Göttingenu.

Znanstvenik je zapustil rokopise, knjige, fotografije – zapuščino, ki je neprecenljiva in še naprej nesebično služi znanosti.

Priznanja in nagrade

• 1914 - Helmholtzova medalja
• 1915 - Red za zasluge v znanosti in umetnosti
• 1918 - Nobelova nagrada za fiziko
• 1927 - Lorenzova medalja
• 1927 - Franklinova medalja
• 1928 - Adlerschild des Deutschen Reiches
• 1929 - Medalja Maxa Plancka
• 1929 - Copleyjeva medalja
• 1932 - Guthriejeva medalja in nagrada
• 1933 - Harnackova medalja
• 1945 - Goethejeva nagrada

Nemški fizik Max Karl Ernst Ludwig Planck se je rodil v Kielu (ki je takrat pripadal Prusiji), v družini Johanna Juliusa Wilhelma von Plancka, profesorja civilnega prava, in Emme (roj. Patzig) Planck. Kot otrok se je deček naučil igrati klavir in orgle, kar je razkrilo izjemne glasbene sposobnosti. Leta 1867 se je družina preselila v München in tam je P. vstopil na Kraljevo Maksimiljanovo klasično gimnazijo, kjer je odličen učitelj matematike v njem najprej vzbudil zanimanje za naravoslovje in eksaktne vede. Po maturi leta 1874 je nameraval študirati klasično filologijo in se preizkusil v glasbena kompozicija, potem pa je dal prednost fiziki.

P. je tri leta študiral matematiko in fiziko na Univerzi v Münchnu in eno leto na Univerzi v Berlinu. Eden od njegovih profesorjev v Münchnu, eksperimentalni fizik Philipp von Jolly, se je izkazal za slabega preroka, ko je mlademu P. svetoval, naj izbere drug poklic, saj po njegovem mnenju v fiziki ni ostalo nič bistveno novega, kar bi bilo mogoče odkriti. To stališče, razširjeno v tistem času, je nastalo pod vplivom izjemnih uspehov znanstvenikov v 19. stoletju. smo dosegli pri povečanju našega znanja o fizikalnih in kemijskih procesih.

Med bivanjem v Berlinu je P. pridobil širši pogled na fiziko zahvaljujoč publikacijam izjemnih fizikov Hermanna von Helmholtza in Gustava Kirchhoffa ter člankov Rudolfa Clausiusa. Poznavanje njihovih del je prispevalo k dejstvu, da so se P.-jevi znanstveni interesi dolgo časa osredotočali na termodinamiko - področje fizike, v katerem na podlagi majhnega števila temeljni zakoni preučujejo se pojavi toplote, mehanska energija in pretvorbo energije. P. je doktoriral leta 1879, potem ko je na Univerzi v Münchnu zagovarjal disertacijo o drugem zakonu termodinamike, ki pravi, da noben neprekinjen samozadostni proces ne more prenašati toplote s hladnejšega telesa na toplejše.

Vklopljeno naslednje leto P. je napisal še eno delo o termodinamiki, ki mu je prineslo mesto mlajšega asistenta na Fakulteti za fiziko Univerze v Münchnu. Leta 1885 je postal izredni profesor na univerzi v Kielu, kar je okrepilo njegovo neodvisnost, okrepilo njegov finančni položaj in zagotovilo več časa za znanstveno raziskovanje. P. dela o termodinamiki in njeni uporabi pri fizikalna kemija in elektrokemija mu je prinesla mednarodno priznanje. Leta 1888 je postal izredni profesor na Univerzi v Berlinu in direktor Inštituta za teoretično fiziko (mesto direktorja je bilo ustvarjeno posebej zanj). Leta 1892 je postal redni (redni) profesor.

Od leta 1896 se je P. začel zanimati za meritve, ki so jih izvajali na Državnem inštitutu za fiziko in tehnologijo v Berlinu, pa tudi za probleme toplotnega sevanja teles. Vsako telo, ki vsebuje toploto, oddaja elektromagnetno sevanje. Če je telo dovolj vroče, postane to sevanje vidno. Ko se temperatura dvigne, postane telo najprej rdeče vroče, nato oranžno rumeno in nazadnje belo. Sevanje oddaja mešanico frekvenc (v vidnem območju frekvenca sevanja ustreza barvi). Vendar sevanje telesa ni odvisno samo od temperature, ampak do neke mere tudi od značilnosti površine, kot sta barva in struktura.

Kot idealen standard za merjenje in teoretično raziskovanje fiziki sprejeli imaginarni absolut črno telo. Po definiciji je popolnoma črno telo telo, ki absorbira vse sevanje, ki pada nanj, in ne odbija ničesar. Sevanje, ki ga oddaja črno telo, je odvisno le od njegove temperature. Čeprav tako idealno telo ne obstaja, lahko kot približek služi zaprta lupina z majhno odprtino (na primer pravilno zgrajena pečica, katere stene in vsebina so v ravnovesju pri enaki temperaturi).

Eden od dokazov o značilnostih črnega telesa takšne lupine je naslednji. Sevanje, ki pade na luknjo, vstopi v votlino in se ob odbitju od sten delno odbije in delno absorbira. Ker je verjetnost, da bo sevanje zaradi številnih odbojev prišlo skozi luknjo, zelo majhna, se le-to skoraj popolnoma absorbira. Sevanje, ki izvira iz votline in izhaja iz luknje, se na splošno šteje za enakovredno sevanju, ki ga oddaja območje velikosti luknje na površini črnega telesa pri temperaturi votline in lupine. Pri pripravi lastne raziskave je P. prebral Kirchhoffovo delo o lastnostih takšne lupine z luknjo. Natančen kvantitativni opis opazovane porazdelitve energije sevanja v tem primeru imenujemo problem črnega telesa.

Kot so pokazali poskusi s črnim telesom, je graf energije (svetlosti) v odvisnosti od frekvence ali valovne dolžine značilna krivulja. Pri nizkih frekvencah (dolge valovne dolžine) je pritisnjen na frekvenčno os, nato pri neki vmesni frekvenci doseže maksimum (vrh z zaobljenim vrhom), nato pa se pri višjih frekvencah (kratke valovne dolžine) zmanjša. Z naraščanjem temperature krivulja ohrani svojo obliko, vendar se premakne proti višjim frekvencam. Ugotovljena so bila empirična razmerja med temperaturo in frekvenco vrha na krivulji sevanja črnega telesa (Wienov zakon premika, poimenovan po Wilhelmu Wienu) ter med temperaturo in celotno sevano energijo (Stefan–Boltzmannov zakon, poimenovan po avstrijskem fiziku Josephu Stefanu in Ludwig Boltzmann), vendar nihče ni mogel izpeljati krivulje sevanja črnega telesa iz prvih takrat znanih principov.

Wienu je uspelo pridobiti polempirično formulo, ki jo je mogoče prilagoditi tako, da dobro opisuje krivuljo pri visokih frekvencah, vendar nepravilno prenaša njeno obnašanje pri nizkih frekvencah. J. W. Strett (Lord Rayleigh) in angleški fizik James Jeans sta uporabila načelo enakomerne porazdelitve energije med frekvencami oscilatorjev v prostoru črnega telesa in prišla do druge formule (Rayleigh-Jeansove formule). Dobro je reproduciral krivuljo sevanja črnega telesa pri nizkih frekvencah, vendar se je od nje razlikoval pri visokih frekvencah.

P. pod vplivom teor elektromagnetne narave Teorija svetlobe Jamesa Clerka Maxwella (objavljena leta 1873 in eksperimentalno potrjena s strani Heinricha Hertza leta 1887) se je problema črnega telesa lotila z vidika porazdelitve energije med osnovnimi električnimi oscilatorji, katerih fizična oblika ni na noben način določena. Čeprav se na prvi pogled morda zdi, da je metoda, ki jo je izbral, podobna Rayleigh-Jeansovemu zaključku, je P. zavrnil nekatere predpostavke, ki so jih sprejeli ti znanstveniki.

Leta 1900 je P. po dolgih in vztrajnih poskusih ustvariti teorijo, ki bi zadovoljivo razložila eksperimentalne podatke, uspel izpeljati formulo, ki je, kot so ugotovili eksperimentalni fiziki Državne univerze. Inštitut za fiziko in tehnologijo, se je z izjemno natančnostjo strinjal z rezultati meritev. Iz Planckove formule sta izhajala tudi Wienov in Stefan-Boltzmannov zakon. Da pa je izpeljal svojo formulo, je moral uvesti radikalen koncept, ki je bil v nasprotju z vsemi uveljavljenimi načeli. Energija Planckovih oscilatorjev se ne spreminja zvezno, kot bi sledilo iz tradicionalne fizike, ampak lahko zavzema le diskretne vrednosti, ki naraščajo (ali padajo) v končnih korakih. Vsak energijski korak je enak določeni konstanti (zdaj imenovani Planckova konstanta), pomnoženi s frekvenco. Diskretne dele energije so pozneje imenovali kvanti. Hipoteza, ki jo je predstavil P., je zaznamovala rojstvo kvantne teorije, ki je v fiziki naredila pravo revolucijo. Klasična fizika v nasprotju s sodobno fiziko zdaj pomeni »fiziko pred Planckom«.

P. nikakor ni bil revolucionar in niti sam niti drugi fiziki se niso zavedali globokega pomena pojma "kvant". Za P. je bil kvant le sredstvo, ki je omogočilo izpeljavo formule, ki se je zadovoljivo ujemala s krivuljo sevanja absolutno črnega telesa. Večkrat je poskušal doseči soglasje znotraj klasične tradicije, vendar neuspešno. Hkrati je z veseljem ugotavljal prve uspehe kvantne teorije, ki so sledili skoraj takoj. Njegova nova teorija je poleg Planckove konstante vključevala tudi druge temeljne količine, kot sta svetlobna hitrost in število, znano kot Boltzmannova konstanta. Leta 1901 je P. na podlagi eksperimentalnih podatkov o sevanju črnega telesa izračunal vrednost Boltzmannove konstante in z drugimi znanimi informacijami dobil Avogadrovo število (število atomov v enem molu elementa). Na podlagi Avogadrovega števila je P. z izjemno natančnostjo ugotovil električni naboj elektrona.

Položaj kvantne teorije se je okrepil leta 1905, ko je Albert Einstein uporabil koncept fotona – kvanta elektromagnetnega sevanja – za razlago fotoelektričnega učinka (emisija elektronov s kovinske površine, osvetljene z ultravijoličnim sevanjem). Einstein je predlagal, da ima svetloba dvojno naravo: lahko se obnaša tako kot valovanje (o čemer nas prepričuje vsa dosedanja fizika) kot kot delec (kar dokazuje fotoelektrični učinek). Leta 1907 je Einstein še okrepil položaj kvantne teorije z uporabo koncepta kvanta za razlago zmedenih razhajanj med teoretičnimi napovedmi in eksperimentalnimi meritvami specifične toplotne kapacitete teles – količine toplote, ki je potrebna za dvig temperature ene enote mase. trdne snovi za eno stopinjo.

Druga potrditev potencialne moči inovacije, ki jo je uvedel P., je leta 1913 prišla od Nielsa Bohra, ki je uporabil kvantno teorijo za strukturo atoma. V Bohrovem modelu so se lahko elektroni v atomu nahajali samo na določeni ravni energije, ki ga določajo kvantne omejitve. Prehod elektronov z ene ravni na drugo spremlja sproščanje energijske razlike v obliki fotona sevanja s frekvenco, ki je enaka energiji fotona, deljeni s Planckovo konstanto. Tako je bila pridobljena kvantna razlaga za značilne spektre sevanja, ki ga oddajajo vzbujeni atomi.

Leta 1919 je P. prejel Nobelovo nagrado za fiziko za leto 1918 "kot priznanje za njegove zasluge pri razvoju fizike z odkritjem kvantov energije." Kot pravi A.G. Ekstrand, član Kraljeve švedske akademije znanosti, je ob podelitvi nagrade dejal: »P.-jeva teorija sevanja je najsvetlejša od zvezd vodilnih sodobnih fizikalnih raziskav in, kolikor je mogoče soditi, bo še vedno veliko časa, preden so zakladi, ki jih je pridobil njegov genij, izčrpani.« V Nobelovem predavanju leta 1920 je P. povzel svoje delo in priznal, da "uvedba kvantne teorije še ni privedla do ustvarjanja prave kvantne teorije."

20s priča razvoju Erwin Schrödinger, Werner Heisenberg, P.A.M. Dirac in drugi kvantna mehanika– opremljen s kompleksnim matematičnim aparatom kvantne teorije. Nova verjetnostna interpretacija kvantne mehanike P. ni bila všeč in je tako kot Einstein poskušal uskladiti napovedi, ki so temeljile le na načelu verjetnosti, s klasičnimi idejami o vzročnosti. Njegovim težnjam ni bilo usojeno, da se uresničijo: verjetnostni pristop je preživel.

P.-jev prispevek k sodobni fiziki ni omejen na odkritje kvanta in konstante, ki zdaj nosi njegovo ime. Nanj je naredila globok vtis Einsteinova posebna teorija relativnosti, objavljena leta 1905. Popolna podpora P. nova teorija, je veliko prispeval k posvojitvi posebna teorija relativnost s strani fizikov. Njegovi drugi dosežki vključujejo predlagano izpeljavo Fokker–Planckove enačbe, ki opisuje obnašanje sistema delcev pod vplivom majhnih naključnih impulzov (Adrian Fokker je nizozemski fizik, ki je izboljšal metodo, ki jo je prvi uporabil Einstein za opis Brownovo gibanje– kaotično cik-cak gibanje drobnih delcev, suspendiranih v tekočini). Leta 1928, ko je bil star sedemdeset let, se je Planck formalno upokojil, vendar ni prekinil vezi z Društvom Kaiser Wilhelm za temeljne znanosti, katerega predsednik je postal leta 1930. In na pragu svojega osmega desetletja je nadaljeval njegove raziskovalne dejavnosti.

P.-jevo osebno življenje je zaznamovala tragedija. Njegova prva žena, rojena Maria Merck, s katero se je poročil leta 1885 in mu je rodila dva sinova in dve hčerki dvojčici, je umrla leta 1909. Dve leti pozneje se je poročil z nečakinjo Margo von Hesslin, s katero je imel tudi sina. P.-ov najstarejši sin je umrl v prvi svetovno vojno, v naslednjih letih pa sta mu obe hčerki umrli pri porodu. Drugi sin iz prvega zakona je bil leta 1944 usmrčen zaradi sodelovanja v neuspeli zaroti proti Hitlerju.

Kot oseba ustaljenih nazorov in verskih prepričanj ter preprosto kot poštena oseba je P. po Hitlerjevem prihodu na oblast leta 1933 javno nastopil v bran judovskih znanstvenikov, ki so bili izgnani s svojih delovnih mest in prisiljeni emigrirati. Vklopljeno znanstvena konferenca je pozdravil Einsteina, ki so ga nacisti anatemizirali. Ko je bil P. kot predsednik Društva za osnovne znanosti Kaiser Wilhelm na uradnem obisku pri Hitlerju, je ob tej priložnosti poskusil ustaviti preganjanje judovskih znanstvenikov. Kot odgovor je Hitler sprožil tirado proti Judom na splošno. Pozneje je P. postal bolj zadržan in molčeč, čeprav so nacisti nedvomno vedeli za njegova stališča.

Kot domoljub, ki je ljubil svojo domovino, je lahko samo molil, da bi nemški narod spet zaživel normalno. Še naprej je služboval v raznih nemških učenih društvih v upanju, da bo ohranil vsaj majhen del nemške znanosti in prosvetljenstva pred popolnim uničenjem. Potem ko sta mu med zračnim napadom na Berlin uničili hišo in osebno knjižnico, sta se P. in njegova žena skušala zateči na posestvo Rogetz pri Magdeburgu, kjer sta se znašla med umikajočimi se s strani nemških čet in napredujoče sile zavezniških sil. Na koncu so zakonca Planck odkrile ameriške enote in ju odpeljale v takrat varno državo Göttingen.

P. je umrl v Göttingenu 4. oktobra 1947, šest mesecev pred svojim 90. rojstnim dnem. Na njegovem nagrobniku sta vklesana le njegovo ime in priimek ter številčna vrednost Planckove konstante.

Tako kot Bohr in Einstein se je tudi P. globoko zanimal za filozofske probleme, povezane z vzročnostjo, etiko in svobodno voljo, in je o teh temah govoril v tisku ter pred strokovnim in laičnim občinstvom. Kot župnik (vendar brez duhovništva) v Berlinu je bil P. globoko prepričan, da znanost dopolnjuje vero in uči resnicoljubnosti in spoštovanja.

P. je skozi vse življenje nosil ljubezen do glasbe, ki se je v njem razplamtela že v zgodnjem otroštvu. Odličen pianist je s prijateljem Einsteinom pogosto igral komorna dela, dokler ni zapustil Nemčije. P. je bil tudi vnet planinec in je skoraj vse počitnice preživel v Alpah.

Poleg Nobelove nagrade je P. prejel Copleyjevo medaljo Kraljeve družbe v Londonu (1928) in Goethejevo nagrado v Frankfurtu na Majni (1946). Nemško fizikalno društvo je imenovalo svojo najvišjo nagrado v njegovo čast, Planckovo medaljo, P. pa je bil prvi prejemnik te medalje. častno priznanje. V počastitev njegove 80-letnice so enega od malih planetov poimenovali Planckian, po koncu druge svetovne vojne pa se je Društvo Kaiser Wilhelm za temeljne znanosti preimenovalo v Društvo Maxa Plancka. P. je bil član nemške in avstrijske akademije znanosti ter znanstvenih društev in akademije v Angliji, Danskem, Irskem, Finskem, Grčiji, Nizozemskem, Madžarskem, Italiji, Sovjetska zveza, Švedska, Ukrajina in Združene države Amerike.