Макс Планк

Од Википедија — слободната енциклопедија
Прејди на: содржини, барај
Макс Планк
Max Planck 1933.jpg
Планк во 1933 година
Роден Макс Карл Ернст Лудвиг Планк
23 април 1858
Кил, Војводство Холштајн
Починал 4 октомври 1947(1947-10-04) (воз. 89 г.)
Гетинген, Долна Саксонија, Германија
Националност германец
Полиња Физика
Установи
Образование Минхенски универзитет Лудвиг Максимилијан
Докторски ментор Александер фон Брил
Докторанти
Други значајни студенти Лиза Мајтнер
Познат по
Поважни награди
Сопружник Мери Мерк (1887–1909)
Марга фон Хослин (1911–1947)
Потпис
Белешки
Неговиот син Ервин Планк бил погубен во 1945 година од страна на Гестапо поради неговата улога во заговорот за атентат врз Адолф Хитлер т.н. Јулска завера.

Марк Карл Ернест Лудвиг Планк , Кралско друштво[1] (23 април, 1858 – 4 октомври, 1947) бил германски теоретски физичар кој ја основал квантната теорија, за која добил нобелова награда за физика во 1918.[2]

Планк направил многу придонеси за теоретска физика, но неговата слава како физичар првенствено се потпира на неговата улога како основополижник на квантната теорија. Сепак, неговото име е исто така познато на поширока академска основа, преку преименување во 1948 на германската научна институција, Кајзер Вилхемско здружение (на кој два пати бил претседател), во Макс Планково здружение. Здружението сега опфаќа 83 институции за научни специјалитети, како што е Мак Планковиот институт за еволутивна антропологија.

Макс Планковата квантна теорија ги револуционира човековите разбирања за атомските и субатомските процеси, исто како што Алберт Ајнштајновата теорија за релативноста го револуционира разбирањето за просторот и времето. Заедно тие ги сочинуваат основните теории на физиката од 20-от век.

Детство и кариера[уреди]

Планк потекнува од традиционално, интелектуално семејство. Неговите татковски прадедо и дедо биле исто професори по теологија во Гетинген; неговиот татко бил професор по право во Кил и Минхен.

Потписот на Макс Планк на 10 годишна возраст.

Планк е роден во Кил, Холштајн, како син на Јулиј Јохан Вилхелм Планк и неговата втора жена, Ема Патзиг. Тој бил крстен со името Карл Ернест Лудвиг Маркс Планк; од дадените имиња, Маркс (сега веќе застарена варијанта Маркус или можеби едноставно грешка за Маркс, што е всушност скратеница за Максимилијан) беше посочено како основно име.[3] Меѓутоа, на десет годишна возраст тој се потпишал како Макс и го користел ова име до крајот на неговиот живот.[4]

Тој беше 6-ото дете во семејството, но двајца од неговите браќа и сестри беа од првиот брак на татко му. Меѓу неговите најрани мемории беше маршот на прусиските и австриските војници во Кил за време на Втората шлезвишка војна во 1864. Во 1867 семејството се преселило во Минхен, и Планк бил запишан во Максимилијанското гимназиско училиште, каде што бил под раководство на Херман Милер, математичар кој бил заинтересиран за младите, и го научил астрономија и механика како и математика. Планк за прв пат ги научил принципите за конзервација на енергијата од Милер. Планк дипломирал порано, на 17 годишна возраст.[5] Вака Планк за прв пат дошол до контакт со областа од физиката.

Планк бил надарен кога станува збор за музика. Тој одел на часови по пеење и свирел на пијано, оргули и виолончело, и композирал песни и опери. Меѓутоа, наместо музика тој одлучил да студира физика.

Планк како млад човек, 1878

Минхенскиот професор по физика Филип фон Џоли го советувал Планк да не се занимава со физика, велејќи, "Во оваа област, речиси сè е веќе откриено, и сè што останува е да се пополнат неколку дупки."[6] Планк му одговорил дека тој не посакува да открива нови нешта, само сака да ги разбере познатите основи од оваа област, и започнал со своите студии во 1874 на минхенскиот универзитет. Под надзор на Џоли, Планк само ги извршил експериментите од својата научна кариера, проучувајќки ја дифузијата на водород преку загреана платина, но се префрлил на теоретска физика.

Во 1877 тој заминал во Берлин на година дена да студира со физичарите Херман фон Хелмхолц и Густав Роберт Кирхоф и математичарот Карл Вајерштрас. Тој напишал дека Хелмхолц никогаш не бил подготвен, зборувал споро, грешно пресметувал, и ги здосадувал своите слушатели, додека Кирхоф зборувал за претпазливо спремени лекции кои биле со недостатоци и монотони. Тој наскоро станал близок пријател со Хелмхолц. Додека бил таму, тој презел една авто-студиска програма за Клаусиусовите пишувања, што го довеле да избере топлинска теорија како негова област.

Во октомври 1878, Планк ги положил своите квалификациски испити и во февруари 1879 ја бранел својата дисертација, Über den zweiten Hauptsatz der mechanischen Wärmetheorie (Вториот закон за термодинамика). Тој кратко предавал математика и физика во неговото поранешно училиште во Минхен.

Во јуни 1880, тој ја презентирал својата хабилитациска теза, Gleichgewichtszustände isotroper Körper in verschiedenen Temperaturen (Рамнотежни положби на изотропни тела на различни температури).

Академска кариера[уреди]

Со завршување на неговата хабилитациска теза, Планк станал неплатен приватен предавач во Минхен, чекајќи додека не добил понуда за академска позиција. Иако првично бил игнориран од страна на академската заедница, тој продолжил да работи на полето за топлинска теорија и го открил едно после друго истиот термодинамички формализам како Гибс без да го примети тоа. Клаусиусовите идеи за ентропија окупирале централна улога во неговта работа.

Во април 1885 килскиот универзитет го назначил Планк како вондреден професор по теоретска физика. Понатамошната работа за ентропија и нејзиниот третман, особено како што е применета во физичка хемија, следела. Тој ја објавил неговата Расправија за термодинамика во 1897.[7] Тој предложил термодинамичка основа за Сванте Арениусовата теорија за електролитна дисоцијација.

Во рок од четири години тој беше именуван како наследник на Кирховата позиција во берлинскиот универзитет — со претпоставка дека било благодарение на Хелмхолцовото посредништво — и од 1892 станал редовен професор. Во 1907 на Планк беше понудена Болцмановата позиција во Виена, но ја одбил за да остане во Берлин. Во текот на 1909, како берлински универзитетски професор, тој бил поканет да стане предавач на Ернест Кемптон Адамс по теоретска физика на колумбискиот универзитет во Њујорк. Серија од неговите предавања биле преведени и ко-објавени од страна на колумбискиот универзитетски професор Алберт Потер Вилс.[8] Тој се пензионирал во Берлин на 10 јануари, 1926, и бил наследен од Ервин Шредингер.

Семејство[уреди]

Во март 1887 Планк се оженил со Мери Мерк (1861–1909), сестра на училишен колега, и се преселил со неа во изнајмен апартман во Кил. Тие имале четири деца: Карл (1888–1916), близнаците Ема (1889–1919) и Грете (1889–1917), и Ервин (1893–1945).

После апартманот во Берлин, семејството Планк живеело во вила во Берлин-Груневалд. Неколку други професори од берлинскиот универзитет живееле во близина, меѓу нив теологот Адолф фон Харнак, кој станал близок пријател на Планк. Наскоро домот на Планк станал општествен и културен центар. Голем број познати научници, како Алберт Ајнштајн, Ото Хан и Лиза Мајтнер беа чести посетители. Традицијата на заедничко свирење на музика веќе беше воспоставена во домот на Хелмхолц.

По неколку среќни години, во јули 1909 Мери Планк починала, можно од туберкулоза. Во март 1911 Планк се оженил со неговата втора жена, Марга фон Хослин (1882–1948); во декември неговото петто дете Херман беше родено.

Во текот на првата светска војна, вториот син на Планк, Ервин беше заробен од страна на французите во 1914, додека неговиот најстар син Карл беше убиен во битката кај Верден. Грете умре во 1917 при раѓање на нејзиното прво дете. Нејзината сестра умре на ист начин две години подоцна, откако се омажила за вдовецот на Грете. Двете правнуки преживеале и биле именувани по нивните мајки. Планк ги претрпел овие загуби стоички.

Во јануари 1945, Ервин, со кого бил особено близок, беше осуден на смрт од страна на нацистичкиот народен суд (Volksgerichtsho) поради неговото учество во неуспешниот обид за атентат врз Хитлер во јули 1944. Ервин беше погубен на 23 јануари 1945.[9]

  • Жени: Мери Мерк (о. 1887), Марга фон Хослин (о. 1911)
  • Деца: Карл (1888–1916), близнаци Ема (1889–1919) и Грете (1889–1917), Ервин (1893–1945), Херман (1911–1954)

Професор на Берлинскиот универзитет[уреди]

Во Берлин, Планк се придружил на локалното Физичко друштво. Тој подоцна напишал за ова време: "Во тие денови јас бев во суштина единствениот теоретски физичар таму, каде работите не беа толку лесни за мене, бидејќи јас почнав да спомнувам за ентропија, што всушност не беше многу модерно, бидејќи беше сметано за математичко плашило.[10] Благодарение на неговата иницијатива, разновидните локални Физички друштва на Германија се споија во 1898 да го формираат Германското физичко здружение (Deutsche Physikalische Gesellschaft, DPG); од 1905 до 1909 Планк беше претседател.

Плакета на Хумболтов универзитет: "Макс Планк, откривач на елементарната квантна акција h, предавал во оваа зграда од 1889 до 1928."

Планк започнал со шест-семестарски курс со лекции од теоретска физика, "недостаток, донекаде безлично" според Лиза Мајтнер, "неупотребувајќи белешки, без правејќи гречки, никогаш двоумење; најдобриот предавач што некогаш сум го слушала" според еден англиски учесник, Џејмс Ридик Партингтон, кој продолжува: "Имаше секогаш многу што стоеа наоколу во собата. Како што собата за предавање беше добро загреана и прилично тесна, некои од слушателите од време на време седнувале на подот, но ова не го нарушуваше предавањето". Планк не воспоставил вистинско "училиште"; бројот на дипломираните студенти беше само околу 20, од кои меѓу нив се:

1897 Макс Абрахам (1875–1922)
1904 Мориц Шлик (1882–1936)
1906 Валтер Мајснер (1882–1974)
1906 Макс фон Лауе (1879–1960)
1907 Фриц Рајх (1883–1960)
1912 Валтер Шотки (1886–1976)
1914 Валтер Боте (1891–1957)

Зрачење на црно тело[уреди]

Во 1894 Планк го сврте своето внимание кон проблемот со црна-телесна радијација. Тој беше овластен од страна на енергетски компании да создаде максимална давачка светлина од сијалици со користење на минимална енергија. Проблемот беше наведен од страна на Кирхоф во 1859: "Како се емитира интензитетот од електромагнетна радијација од црно тело (совршен апсорбер, исто така познат како шуплив радиатор) зависно од фреквенцијата на радијацијата (т.е., бојата на светлината) и од температурата на тоа тело?". Прашањето било истражено експериментално, но ни еден теоретски обид не се согласил со добиените експериментални вредности. Вилхелм Вин предложил Винов закон, кој точно го предвидил однесувањето на високите фреквенции, но не успеал при ниски фреквенции.Рејли-Џинсовиот закон, уште еден пристап до проблемот, го создаде она што подоцна беше познато како "ултравиолетова катастрофа", но спротивно на многу учебници, ова не го мотивира Планк.[11]

Првиот предлог на Планк за решение на проблемот во 1899 следело она што Планк го нарекол "Принцип на основно растројство", што му дозволило да го изведе Виновиот закон од голем број на претпоставки за ентропијата за идеален осцилатор, правејќи го она познато како Виен-Планков закон. Наскоро беше откриено дека експерименталните докази не го потврдуваа новиот закон воопшто. Планк го ревидира својот пристап, кој произлегуваше од првата верзија на познатиот Планков закон за црна-телесна радијација, кој добро го опишува експерименталното набљудување на црниот-телесен спектрум. Ова за прв пат беше предложено на состанокот на DPG на 19 октомври, 1900 и публицирано во 1901. Оваа прва деривација не содржеше енергетско количество, и не користеше статистичка механика, спрема која тој имаше аверзија. Во ноември 1900, Планк го ревидира овој прв пристап, потпирајќи се на Болцмановата статистичка интерпретација од вториот термодинамички закон како начин за стекнување повеќе основни разбирања од принципите зад неговиот закон за радијација. Како што Планк беше длабоко сомничав за филозофските и физичките импликации од таквата интерпретација на Болцмановиот пристап, неговото пребегнување кон нив беше, како што подоцна го опишал, "акт на очај ... Јас бев подготвен да жртвувам било кој од моите претходни убедувања за физика."[11]

Централната претпоставка зад неговата нова деривација, презентирана пред DPG на 14 декември 1900, беше претпоставката, сега позната како планков постулат, дека електромагнетната енергија може да биде емитувана само во квантизирана форма, во други зборови, енергијата може само да ја сочинуваат повеќе елементарни единици од E = h \nu, каде h е планкова константа, исто така позната како планкова квантна акција (претставена веќе во 1899), и \nu (грчката буква nu, не римската буква v) е фреквенцијата на радијација. Имајте на ум дека елементарните единици на енергијата што се дискутирани тука се претставени како h \nu и а не како h. Физичарите сега ги викаат овие квантни фотони, и фотонот со фреквенција \nu има своја специфична и уникатна енергија. Вкупната енергија со таа фреквенција тогаш е еднаква на h \nu помножена со бројот на фотони во таа фреквенција.

Планк во 1918, годината кога ја добил нобеловата награда за физика за работење на квантната теорија

Отпрво Планк сметал дека квантизацијата била само "чиста формална претпоставка ... всушност јас не мислев многу околу тоа..."; денеска со оваа претпоставка, некомпатибилна со класичната физика, се смета за раѓањето на квантната физика и најголемото интелектуално достигнување во кариерата на Планк (Лудвиг Болцман дискутирал на теоретска хартија во 1877 за можноста дека енергетската состојба на физички систем може да биде дискретна). Откривањето на планковата константа му овозможило да дефинира сет од нови универзални физички единици (како што е планковата должина и планковата маса), сите базирани на основната физичка константа, која е претежно базирана врз квантната теорија. Како признание за планковиот фундаментален придонес во новата физичка гранка, тој бил награден со нобелова награда за физика во 1918.[12]

Последователно, Планк порбал да го сфати значењето на квантната енергија, но без успех. "Моите неефикасни обиди за некако да ја реинтегрираат квантната акција во класична теорија продолжиле во текот на неколку години и ми предизвикале многу проблеми." Дури неколку години подоцна, други физичари како Страт, Џинс, и Лоренц ја довеле планковата константа до нула со цел да можат да ја усогласат со класичната физика, но Планк знаел добро дека оваа константа имала прецизна безнулна вредност. "Јас неможам да ја разберам Џинсовата тврдоглавост — тој е пример за теоретичар кој никогаш не треба да постои, исто како Хегел поради неговата филозофија. Уште полошо за фактите ако не се совклопат."[13]

Макс Борн напишал за Планк: "Тој по природа бил конзервативен; тој немал ништо револуционерно и бил темелито скептичен за шпекулации. Сепак неговите верувања за огромната сила во логичното размислување од фактите беа толку силни што тој не се плашел да ја објави најреволуционерната идеја која некогаш ја потресла физиката."[1]

Ајнштајн и теоријата за релативност[уреди]

Наводи[уреди]

  1. 1,0 1,1 doi:10.1098/rsbm.1948.0024
    Овој навод ќе се дополни автоматски во текот на следните неколку минути. Можете да го прескокнете редот или да го проширите рачно
  2. The Nobel Prize in Physics 1918. Nobelprize.org. Retrieved on 2011-07-05.
  3. Christoph Seidler, Gestatten, Marx Planck, Spiegel Online, 24 April 2008
  4. Press release of the Max Planck Society about Max Planck's name.
  5. Encyclopædia Britannica: Max Planck
  6. Lightman, Alan P. (2005). The discoveries: great breakthroughs in twentieth-century science, including the original papers. Toronto: Alfred A. Knopf Canada. стр. 8. ISBN 0-676-97789-8. 
  7. Planck, Max (1897). Vorlesungen über Thermodynamik. Leipzig: Verlag Von Veit & Company. http://gutenberg.org/ebooks/31564. конс. 27 јуни 2012.  English translation: Planck, Max (1903). Treatise on Thermodynamics. London: Longmans, Green, and Company. http://books.google.com/books?id=r4sJAAAAIAAJ&printsec=frontcover&dq=Treatise+on+Thermodynamics&lr=&ei=Nn3iSJjHJJCsMvjo4Cg#v=onepage&q&f=false. конс. 27 јуни 2012. 
  8. Jacques Hadamard (1915). Four lectures on mathematics: delivered at Columbia University in 1911. Columbia University Press. стр. 7–. http://books.google.com/books?id=Ck8qAAAAYAAJ&pg=PP7. конс. 5 јули 2011. 
  9. Jürgen Heideking; Christof Mauch (5 October 1998). American Intelligence and the German Resistance to Hitler: A Documentary History. Westview Press. стр. 361–. ISBN 978-0-8133-3636-7. http://books.google.com/books?id=xoTWkzhf2uUC&pg=PA361. конс. 5 јули 2011. 
  10. Verband Deutscher Elektrotechniker; Elektrotechnischer Verein (Berlin, Germany) (1948). ETZ: Elektrotechnische Zeitschrift: Ausg. A. (на German). „ETZ: Elektrotechnische Zeitschrift“ (VDE-Verlag) 69 (A). http://books.google.be/books?id=ZFE7AAAAMAAJ. , Snipped extract
  11. 11,0 11,1 For a solid approach to the complexity of Planck's intellectual motivations for the quantum, for his reluctant acceptance of its implications, see Helge Kragh, Max Planck: the reluctant revolutionary, Physics World. December 2000.
  12. Kragh, Helge (1 December 2000), Max Planck: the reluctant revolutionary, PhysicsWorld.com
  13. Heilbron, 2000, page 8

Надворешни врски[уреди]

Wikiquote-logo.svg
Викицитат има збирка цитати поврзани со: