Kratka biografija Maxa Plancka. Nobelovci: Max Planck. Najstalniji lični život fizičara Maxa Plancka

Njemački fizičar Max Karl Ernst Ludwig Planck rođen je u Kielu (koji je tada pripadao Pruskoj), u porodici Johanna Juliusa Wilhelma von Plancka, profesora građanskog prava, i Emme (rođene Patzig) Planck. Kao dijete, dječak je naučio svirati klavir i orgulje, otkrivši izvanredno muzičke sposobnosti. Godine 1867. porodica se preselila u Minhen i tamo je P. ušao u Kraljevsku Maksimilijansku klasičnu gimnaziju, gde je odličan nastavnik matematike najpre pobudio njegovo interesovanje za prirodne i egzaktne nauke. Po završetku srednje škole 1874. krenuo je da studira klasičnu filologiju, okušao se u muzičkoj kompoziciji, ali je onda dao prednost fizici.

Tri godine P. je studirao matematiku i fiziku na Univerzitetu u Minhenu i godinu dana na Univerzitetu u Berlinu. Jedan od njegovih profesora u Minhenu, eksperimentalni fizičar Philipp von Jolly, pokazao se lošim prorokom kada je mladom P. savjetovao da odabere drugu profesiju, jer, prema njemu, u fizici nije ostalo ništa suštinski novo što bi se moglo otkriti. Ovo gledište, široko rasprostranjeno u to vreme, nastalo je pod uticajem izuzetnih uspeha naučnika u 19. veku. postigli u povećanju našeg znanja o fizičkim i hemijskim procesima.

Dok je bio u Berlinu, P. je stekao širi pogled na fiziku zahvaljujući publikacijama istaknutih fizičara Hermanna fon Helmholca i Gustava Kirchhoffa, kao i člancima Rudolfa Klauzija. Poznavanje njihovih radova doprinijelo je tome da su P.-ova naučna interesovanja dugo vremena bila usmjerena na termodinamiku - oblast fizike u kojoj se fenomeni topline proučavaju na osnovu malog broja fundamentalnih zakona, mehanička energija i konverziju energije. P. je stekao akademsku diplomu doktora 1879. godine, odbranivši disertaciju na Univerzitetu u Minhenu o drugom zakonu termodinamike, koji kaže da nijedan kontinuirani samoodrživi proces ne može prenijeti toplotu sa hladnijeg tijela na toplije.

Sledeće godine P. je napisao još jedan rad o termodinamici, što mu je donelo poziciju mlađeg asistenta na Fakultetu fizike Univerziteta u Minhenu. Godine 1885. postao je vanredni profesor na Univerzitetu u Kielu, što je učvrstilo njegovu nezavisnost, ojačalo njegov finansijski položaj i omogućilo više vremena za naučno istraživanje. P. radovi o termodinamici i njenim primjenama na fizička hemija a elektrohemija mu je donijela međunarodno priznanje. Godine 1888. postao je vanredni profesor na Univerzitetu u Berlinu i direktor Instituta za teorijsku fiziku (mesto direktora je stvoreno posebno za njega). Redovni (redovni) profesor postao je 1892. godine.

Od 1896. P. se zainteresovao za merenja na Državnom institutu za fiziku i tehnologiju u Berlinu, kao i za probleme toplotnog zračenja tela. Svako tijelo koje sadrži toplinu emituje elektromagnetno zračenje. Ako je tijelo dovoljno vruće, tada ovo zračenje postaje vidljivo. Kako temperatura raste, tijelo prvo postaje usijano, zatim narandžasto-žuto i na kraju bijelo. Zračenje emituje mešavinu frekvencija (u vidljivom opsegu, frekvencija zračenja odgovara boji). Međutim, zračenje tijela ne ovisi samo o temperaturi, već u određenoj mjeri i o karakteristikama površine kao što su boja i struktura.

Fizičari su usvojili imaginarno apsolutno crno tijelo kao idealan standard za mjerenje i teorijska istraživanja. Po definiciji, potpuno crno tijelo je tijelo koje apsorbira svu radijaciju koja pada na njega i ne reflektira ništa. Zračenje koje emituje crno telo zavisi samo od njegove temperature. Iako takvo idealno telo ne postoji, kao aproksimacija može poslužiti zatvorena školjka sa malim otvorom (na primer, pravilno konstruisana peć čiji su zidovi i sadržaj u ravnoteži na istoj temperaturi).

Jedan od dokaza o karakteristikama crnog tijela takve školjke svodi se na sljedeće. Zračenje koje upadne na rupu ulazi u šupljinu i, odbijajući se od zidova, djelomično se odbija, a djelomično apsorbira. Budući da je vjerovatnoća da će zračenje izaći kroz rupu kao rezultat brojnih refleksija vrlo mala, ono se skoro potpuno apsorbira. Zračenje koje potiče iz šupljine i izlazi iz rupe općenito se smatra ekvivalentnim zračenju koje emituje područje veličine rupe na površini crnog tijela na temperaturi šupljine i školjke. Pripremajući svoje istraživanje, P. je pročitao Kirchhoffov rad o svojstvima takve školjke s rupom. Tačan kvantitativni opis uočene raspodjele energije zračenja u ovom slučaju naziva se problem crnog tijela.

Kao što su eksperimenti sa crnim tijelom pokazali, grafik energije (svjetline) u odnosu na frekvenciju ili talasnu dužinu je karakteristična kriva. Na niskim frekvencijama (duge talasne dužine) pritiska se na osu frekvencije, zatim na nekoj međufrekvenciji dostiže maksimum (vrh sa zaobljenim vrhom), a zatim na višim frekvencijama (kratke talasne dužine) opada. Kako temperatura raste, kriva zadržava svoj oblik, ali se pomiče prema višim frekvencijama. Utvrđene su empirijske veze između temperature i frekvencije vrha na krivulji zračenja crnog tijela (Wienov zakon pomaka, nazvan po Wilhelmu Wienu) i između temperature i ukupne energije zračenja (Stefan–Boltzmannov zakon, nazvan po austrijskom fizičaru Josephu Stefanu). i Ludwig Boltzmann), ali niko nije mogao da izvede krivu radijacije crnog tela iz prvih principa poznatih u to vreme.

Wien je uspio dobiti polu-empirijsku formulu koja se može podesiti tako da dobro opisuje krivu na visokim frekvencijama, ali pogrešno prenosi njeno ponašanje na niskim frekvencijama. J. W. Strett (Lord Rayleigh) i engleski fizičar James Jeans primijenili su princip jednake raspodjele energije među frekvencijama oscilatora sadržanih u prostoru crnog tijela i došli do druge formule (Rayleigh-Jeans formula). Dobro je reproducirao krivu radijacije crnog tijela na niskim frekvencijama, ali je odstupio od nje na visokim frekvencijama.

P., pod utjecajem teorije o elektromagnetnoj prirodi svjetlosti Jamesa Clerka Maxwella (objavljene 1873. i eksperimentalno potvrđene od strane Heinricha Herca 1887.), pristupio je problemu crnog tijela sa stanovišta raspodjele energije između elementarnih električnih oscilatora. , fizički oblik koji nisu ni na koji način specificirani. Iako se na prvi pogled može činiti da metoda koju je odabrao liči na zaključak Rayleigh-Jeansa, P. je odbacio neke od pretpostavki koje su prihvatili ovi naučnici.

1900. godine, nakon dugih i upornih pokušaja da stvori teoriju koja bi na zadovoljavajući način objasnila eksperimentalne podatke, P. je uspio da izvede formulu koja se, kako su eksperimentalni fizičari sa Državnog instituta za fiziku i tehnologiju otkrili, slagala s rezultatima mjerenja sa izuzetnom preciznošću. . Bečki i Stefan-Bolcmanovi zakoni takođe su sledili iz Plankove formule. Međutim, da bi izveo svoju formulu, morao je uvesti radikalan koncept koji je bio protiv svih utvrđenih principa. Energija Planckovih oscilatora se ne mijenja kontinuirano, kao što bi slijedilo iz tradicionalne fizike, već može imati samo diskretne vrijednosti, povećavajući (ili opadajući) u konačnim koracima. Svaki energetski korak jednak je određenoj konstanti (sada se zove Planckova konstanta) pomnoženoj sa frekvencijom. Diskretni dijelovi energije su kasnije nazvani kvanti. Hipoteza koju je uveo P. označila je rođenje kvantne teorije, koja je izvršila pravu revoluciju u fizici. Klasična fizika, za razliku od moderne, sada znači “fizika prije Plancka”.

P. nikako nije bio revolucionar, a ni on sam ni drugi fizičari nisu bili svjesni dubokog značenja pojma "kvant". Za P., kvant je bio samo sredstvo koje je omogućilo da se izvede formula koja se zadovoljavajuće slaže sa krivom zračenja apsolutno crnog tijela. Više puta je pokušavao postići dogovor u okviru klasične tradicije, ali bez uspjeha. Istovremeno, sa zadovoljstvom je primetio prve uspehe kvantne teorije, koji su usledili gotovo odmah. Njegova nova teorija uključivala je, pored Planckove konstante, i druge fundamentalne veličine, kao što su brzina svjetlosti i broj poznat kao Boltzmanova konstanta. 1901. godine, na osnovu eksperimentalnih podataka o zračenju crnog tijela, P. je izračunao vrijednost Boltzmannove konstante i, koristeći druge poznate informacije, dobio Avogadrov broj (broj atoma u jednom molu elementa). Na osnovu Avogadrovog broja, P. je bio u stanju da pronađe električni naboj elektrona sa izuzetnom tačnošću.

Položaj kvantne teorije je ojačan 1905. godine, kada je Albert Ajnštajn koristio koncept fotona – kvanta. elektromagnetno zračenje– objasniti fotoelektrični efekat (emisija elektrona od metalne površine osvijetljene ultraljubičastim zračenjem). Ajnštajn je sugerisao da svetlost ima dvostruku prirodu: može se ponašati i kao talas (u šta nas uverava sva prethodna fizika) i kao čestica (što dokazuje fotoelektrični efekat). Godine 1907., Ajnštajn je dodatno ojačao poziciju kvantne teorije koristeći koncept kvanta da objasni zagonetne nepodudarnosti između teorijskih predviđanja i eksperimentalnih merenja specifičnog toplotnog kapaciteta tela – količine toplote koja je potrebna za podizanje temperature jedne jedinice mase. čvrste materije za jedan stepen.

Još jedna potvrda potencijalne moći inovacije koju je uveo P. došla je 1913. od Nielsa Bohra, koji je primijenio kvantnu teoriju na strukturu atoma. U Borovom modelu, elektroni u atomu mogu biti samo na određenim energetskim nivoima koji su određeni kvantnim ograničenjima. Prijelaz elektrona s jednog nivoa na drugi je praćen oslobađanjem energetske razlike u obliku fotona zračenja sa frekvencijom jednakom energiji fotona podijeljenoj sa Planckovom konstantom. Tako je dobijeno kvantno objašnjenje za karakteristične spektre zračenja koje emituju pobuđeni atomi.

Godine 1919. nagrađen je P nobelova nagrada u fizici za 1918. „u znak priznanja za njegove zasluge u razvoju fizike kroz otkriće energetskih kvanta”. Kako navodi A.G. Ekstrand, član Kraljevske švedske akademije nauka, na ceremoniji dodjele priznanja, „P.-ova teorija zračenja je najsjajnija od zvijezda vodilja modernih fizičkih istraživanja, i, koliko se može suditi, i dalje će biti mnogo vremena prije nego što se iscrpe blago koje je stekao njegov genije.” . U Nobelovom predavanju održanom 1920. godine, P. je sumirao svoj rad i priznao da „uvođenje kvanta još nije dovelo do stvaranja prave kvantne teorije“.

20s svjedočio razvoju Erwina Schrödingera, Wernera Heisenberga, P.A.M. Dirac i drugi kvantna mehanika– opremljen složenim matematičkim aparatom kvantne teorije. P. nije volio novo probabilističko tumačenje kvantne mehanike i, poput Ajnštajna, pokušao je da pomiri predviđanja zasnovana samo na principu verovatnoće sa klasičnim idejama kauzalnosti. Njegovim težnjama nije bilo suđeno da se ostvare: probabilistički pristup je opstao.

P.-ov doprinos modernoj fizici nije ograničen na otkriće kvanta i konstante koja sada nosi njegovo ime. Bio je impresioniran Ajnštajnovom specijalnom teorijom relativnosti, objavljenom 1905. Puna podrška koju je P. pružio novoj teoriji uveliko je doprinela prihvatanju specijalne teorije relativnosti od strane fizičara. Među njegovim drugim dostignućima je predloženo izvođenje Fokker-Planckove jednadžbe, koja opisuje ponašanje sistema čestica pod utjecajem malih slučajnih impulsa (Adrian Fokker je holandski fizičar koji je poboljšao metodu koju je prvi koristio Ajnštajn da opiše Brownovo kretanje - haotično cik-cak kretanje sićušnih čestica suspendovanih u tečnosti). Godine 1928., u dobi od sedamdeset godina, Planck je ušao u obavezno formalno penzionisanje, ali nije prekinuo veze sa Društvom. osnovne nauke Kaiser Wilhelm, čiji je predsjednik postao 1930. A na pragu osme decenije nastavio je istraživačku djelatnost.

P.-ov lični život obilježila je tragedija. Njegova prva žena, rođena Marija Merk, kojom se oženio 1885. godine i koja mu je rodila dva sina i dve ćerke bliznakinje, umrla je 1909. Dve godine kasnije oženio se svojom nećakinjom Margom fon Heslin, sa kojom je dobio i sina. Najstariji sin P. je umro u prvom svjetski rat, a u narednim godinama obje su mu kćeri umrle na porođaju. Drugi sin iz prvog braka pogubljen je 1944. zbog učešća u propaloj zaveri protiv Hitlera.

Kao osoba utvrđenih stavova i vjerskih uvjerenja, a jednostavno kao poštena osoba, P. je nakon Hitlerovog dolaska na vlast 1933. javno istupio u odbranu jevrejskih naučnika protjeranih sa svojih dužnosti i prisiljenih da emigriraju. Na naučnoj konferenciji pozdravio je Ajnštajna, kojeg su nacisti anatemirali. Kada je P., kao predsednik Društva za osnovne nauke Kajzer Vilhelm, posetio Hitlera, iskoristio je ovu priliku da pokuša da zaustavi progon jevrejskih naučnika. Kao odgovor, Hitler je pokrenuo tiradu protiv Jevreja uopšte. Nakon toga, P. je postao suzdržaniji i ćutao, iako su nacisti nesumnjivo znali za njegove stavove.

Kao patriota koji voli svoju domovinu, mogao je samo da se za to moli Njemačka nacija povratila normalan život. Nastavio je da služi u raznim njemačkim učenih društava u nadi da će barem neki mali dio njemačke nauke i prosvjetiteljstva spasiti od potpunog uništenja. Nakon što su mu dom i lična biblioteka uništeni tokom vazdušnog napada na Berlin, P. i njegova supruga pokušali su da nađu utočište na imanju Rogetz kod Magdeburga, gde su se našli između nemačkih trupa u povlačenju i savezničkih snaga koje su napredovale. Na kraju, bračni par Planck su otkrile američke jedinice i odvezle ih u tada sigurnu državu Getingen.

P. je umro u Getingenu 4. oktobra 1947. godine, šest meseci pre svog 90. rođendana. Na njegovom nadgrobnom spomeniku ugravirano je samo njegovo ime i prezime i brojčana vrijednost Plankove konstante.

Poput Bora i Ajnštajna, P. je bio duboko zainteresovan filozofski problemi vezano za uzročnost, etiku i slobodnu volju, te je govorio o ovim temama u štampi i stručnoj i laičkoj publici. Djelujući kao pastor (ali bez sveštenstva) u Berlinu, P. je bio duboko uvjeren da nauka nadopunjuje religiju i uči istinitosti i poštovanju.

P. je kroz život nosio ljubav prema muzici koja se u njemu rasplamsala u ranom detinjstvu. Odličan pijanista, često je svirao kamerna dela sa svojim prijateljem Ajnštajnom sve dok nije napustio Nemačku. P. je takođe bio strastveni planinar i skoro svaki odmor provodio je u Alpima.

Pored Nobelove nagrade, P. je dobio Copley medalju Londonskog kraljevskog društva (1928) i Goethe nagradu iz Frankfurta na Majni (1946). Njemačko fizičko društvo imenovalo je svoju najvišu nagradu u njegovu čast, Planckovu medalju, a sam P. je bio prvi dobitnik ove počasne nagrade. U čast njegovog 80. rođendana, jedna od malih planeta je nazvana Planckian, a nakon završetka Drugog svjetskog rata, Kaiser Wilhelm Society for Basic Sciences preimenovano je u Max Planck Society. P. je bio član Njemačke i Austrijske akademije nauka, kao i naučna društva i akademije u Engleskoj, Danskoj, Irskoj, Finskoj, Grčkoj, Holandiji, Mađarskoj, Italiji, Sovjetski savez, Švedskoj, Ukrajini i Sjedinjenim Državama.

PLANK, MAX(Planck, Max) (1858–1947), njemački teorijski fizičar, osnivač kvantne teorije. Rođen 23. aprila 1858. u Kielu. Studirao je na univerzitetima u Minhenu i Berlinu, na potonjem je pohađao kurs fizičara Helmholtza i Kirchhoffa i matematičara Weierstrassa. Istovremeno je pažljivo proučavao Clausiusove radove o termodinamici, što je u velikoj mjeri odredilo pravac Planckovih istraživanja u ovim godinama. Godine 1879. postao je doktor filozofije, predavši disertaciju za odbranu O drugom zakonu mehaničke toplote. U njegovom rad na disertaciji razmatrao pitanje ireverzibilnosti procesa provođenja toplote i dao prvu opštu formulaciju zakona povećanja entropije. Godinu dana nakon odbrane dobio je pravo da predaje teorijsku fiziku i pet godina predavao ovaj predmet na Univerzitetu u Minhenu. Godine 1885. postao je profesor teorijske fizike na Univerzitetu Kiel. Njegova najznačajnija publikacija u ovom periodu bila je knjiga Princip očuvanja energije, koji je dobio nagradu na konkursu Filozofskog fakulteta Univerziteta u Getingenu. Godine 1889. Plank je pozvan na Univerzitet u Berlinu na mjesto izvanrednog profesora, a tri godine kasnije imenovan je za redovnog profesora. U prvim godinama svog boravka u Berlinu izučavao je teoriju toplote, elektro- i termohemiju, ravnotežu u gasovima i razblaženim rastvorima.

Godine 1896. Planck je započeo svoja klasična istraživanja u oblasti toplotnog zračenja. Polazeći od rješavanja problema raspodjele energije u spektru zračenja crnog tijela, 1900. godine izveo je poluempirijsku formulu, koja je pri visokim temperaturama i dugim talasnim dužinama na zadovoljavajući način opisala eksperimentalne podatke Kurlbauma i Rubensa, a na kratkim talasima i niske temperature pretvorile su se u Wienov zakon. U procesu teorijskog potvrđivanja svoje formule, Planck je došao do zapanjujućeg zaključka: otkrio je da jednačina vrijedi samo pod jednim potpuno novim konceptom, naime: tokom zračenja energija se ne emituje niti apsorbira kontinuirano i ne u bilo kojoj količini, već samo u nedjeljivim porcijama – “kvantima”. U ovom slučaju, energija kvanta je proporcionalna frekvenciji oscilovanja i novoj fundamentalnoj konstanti, koja ima dimenziju djelovanja. Ova fundamentalna konstanta se sada zove Plankova konstanta. Dan 14. decembra 1900. godine, kada je Planck izvijestio Njemačko društvo za fiziku o teorijskom izvođenju zakona zračenja, postao je datum rođenja kvantne teorije i nova era u prirodnim naukama. Međutim, teorija koju je Planck predložio kao potkrepljenje formule koju je izveo nije privukla pažnju naučnika sve do 1905. godine, kada je A. Einstein upotrijebio revolucionarnu ideju kvanta, proširivši je na sam proces zračenja i predviđajući postojanje foton. Godine 1918. Planck je dobio Nobelovu nagradu za fiziku za svoju teoriju. Sam naučnik je, na kraju svog života, priznao da je mnogo godina zaredom pokušavao da „nekako integriše kvant akcije u sistem klasične fizike“, ali nije uspeo.

Plankov rad na teoriji relativnosti bio je od velike važnosti. Godine 1906. izveo je jednačine relativističke dinamike, dobivši izraze za energiju i impuls elektrona.

Godine 1926. Planck je napustio svoju funkciju na Univerzitetu u Berlinu (gdje je E. Schrödinger postao njegov nasljednik), ali je nastavio aktivno učestvovati u njegovom naučni život, a držao je i javna predavanja iz fizike. 1912–1938. bio je stalni sekretar Berlinske akademije nauka, a dugo je bio i predsjednik Društva Kajzer Vilhelm (od 1948. – Društvo Maks Plank). Obvezan svojim položajem da oda počast Hitleru, imao je razgovor s njim 1933. godine, koji je pokušao iskoristiti da spriječi masovno otpuštanje jevrejskih naučnika.

Tokom Drugog svjetskog rata, Planck je pretrpio mnoge teškoće. Prošle godine njegov život je bio zasjenjen smrću sina, pogubljenog zbog učešća u pokušaju atentata na Hitlera 20. jula 1944. Planck je umro u Getingenu 4. oktobra 1947. godine.

Među brojnim radovima naučnika - Predavanja iz teorije toplotnog zračenja (Vorlesungen über die Theorie der Warmestrahlung, 1906), Uvod u teorijsku fiziku (Einführung in die theoretische Physik, Bd. 1–5, 1916–1930), Putevi fizičkog znanja (Wege zur physikalischen Erkenntnis, 1933).

Max Planck (1858-1947).

Njemački fizičar Max Karl Ernst Ludwig Planck rođen je 23. aprila 1858. u pruskom gradu Kielu, u porodici Johanna Juliusa Wilhelma von Plancka, profesora građanskog prava, i Emme (rođene Patzig) Planck. Kao dijete, dječak je naučio da svira klavir i orgulje, otkrivajući izvanredne muzičke sposobnosti. Godine 1867. porodica se preselila u Minhen i tamo je Plank ušao u Kraljevsku Maksimilijansku klasičnu gimnaziju, gde je odličan nastavnik matematike prvi probudio njegovo interesovanje za prirodne i egzaktne nauke. Po završetku srednje škole 1874. u početku je nameravao da studira klasičnu filologiju, okušao se u muzičkoj kompoziciji, ali je potom dao prednost fizici.

Planck je tri godine studirao matematiku i fiziku na Univerzitetu u Minhenu i godinu dana na Univerzitetu u Berlinu. Jedan od njegovih profesora u Minhenu, eksperimentalni fizičar Philipp von Jolly, pokazao se lošim prorokom kada je mladom Plancku savjetovao da odabere drugu profesiju, budući da, prema njemu, u fizici nije bilo ničeg suštinski novog što bi se moglo otkriti. Na ovo gledište, široko rasprostranjeno u to vreme, uticali su izuzetni uspesi koje su naučnici u 19. veku postigli u povećanju našeg znanja o fizičkim i hemijskim procesima.

Dok je bio u Berlinu, Planck je stekao širi pogled na fiziku zahvaljujući publikacijama izvanrednih fizičara Hermana fon Helmholca i Gustava Kirchhoffa, kao i člancima Rudolfa Klauzija. Poznavanje njihovih radova doprinijelo je tome da su Planckova naučna interesovanja dugo vremena bila usmjerena na termodinamiku - oblast fizike u kojoj se fenomeni topline, mehaničke energije i pretvorbe energije proučavaju na osnovu malog broja fundamentalnih zakona.

Planck je doktorirao 1879. godine, odbranivši tezu na Univerzitetu u Minhenu "O drugom zakonu mehaničke teorije toplote" - drugom zakonu termodinamike, koji kaže da nijedan kontinuirani samoodrživi proces ne može preneti toplotu iz hladnijeg tijelo na toplije. Godinu dana kasnije odbranio je disertaciju „Stanje ravnoteže izotropnih tijela na različitim temperaturama“, čime je dobio mjesto mlađeg asistenta na Fizičkom fakultetu Univerziteta u Minhenu.

Godine 1885. postao je vanredni profesor na Univerzitetu u Kielu, što je učvrstilo njegovu nezavisnost, ojačalo njegov finansijski položaj i omogućilo više vremena za naučna istraživanja. Planckov rad na termodinamici i njenoj primjeni na fizičku hemiju i elektrohemiju donio mu je međunarodno priznanje. Godine 1888. postao je vanredni profesor na Univerzitetu u Berlinu i direktor Instituta za teorijsku fiziku (mesto direktora je stvoreno posebno za njega).

Dok je radio kao docent na Univerzitetu u Minhenu, Planck je počeo da sastavlja kurs predavanja o teorijskoj fizici. Ali sve do 1897. nije mogao početi objavljivati ​​svoja predavanja. Godine 1887. napisao je konkursni esej za nagradu Filozofskog fakulteta Univerziteta u Getingenu. Za ovaj esej Planck je dobio nagradu, a sam rad, koji sadrži istorijsku i metodološku analizu zakona održanja energije, ponovo je objavljivan pet puta, od 1887. do 1924. godine. U isto vrijeme, Planck je objavio niz radova o termodinamici fizičkih i hemijskih procesa. Teorija koju je stvorio postala je posebno poznata. hemijska ravnoteža razblaženih rastvora. Godine 1897. objavljeno je prvo izdanje njegovih predavanja o termodinamici. Ova klasična knjiga je više puta preštampana (zadnje izdanje je objavljeno 1922) i prevedena na strani jezici, uključujući i na ruski. U to vrijeme, Planck je već bio običan profesor na Univerzitetu u Berlinu i član Pruske akademije nauka.

Od 1896. Planck se zainteresovao za mjerenja na Državnom institutu za fiziku i tehnologiju u Berlinu, kao i za probleme toplinskog zračenja tijela. Provodeći svoje istraživanje, Planck je skrenuo pažnju na nove fizičke zakone. Na osnovu eksperimenta ustanovio je zakon toplotnog zračenja zagrejanog tela. Istovremeno se suočio sa činjenicom da je zračenje diskontinuirano. Planck je bio u stanju da potkrijepi svoj zakon samo uz pomoć izvanredne pretpostavke da energija vibracije atoma nije proizvoljna, već može poprimiti samo niz dobro definiranih vrijednosti. Kasnije studije su u potpunosti potvrdile ovu pretpostavku. Pokazalo se da je diskontinuitet svojstven svakom zračenju, da se svjetlost sastoji od pojedinačnih dijelova (kvanta) energije.

Planck je ustanovio da svjetlost sa frekvencijom vibracije mora biti emitirana i apsorbirana u porcijama, a energija svakog takvog dijela jednaka je frekvenciji vibracije pomnoženoj sa posebnom konstantom, koja se naziva Planckova konstanta.

Planck je 14. decembra 1900. izvijestio Berlinsko fizičko društvo o svojoj hipotezi i novoj formuli za zračenje. Hipoteza koju je uveo Planck označila je rođenje kvantne teorije, koja je napravila pravu revoluciju u fizici. Klasična fizika, za razliku od moderne, sada znači “fizika prije Plancka”.

Godine 1906. objavljena je Plankova monografija "Predavanja o teoriji toplotnog zračenja". Preštampana je nekoliko puta. Ruski prevod knjige pod nazivom „Teorija toplotnog zračenja“ objavljen je 1935. godine.

Njegova nova teorija uključivala je, pored Planckove konstante, i druge fundamentalne veličine kao što su brzina svjetlosti i broj poznat kao Boltzmanova konstanta. Godine 1901., na osnovu eksperimentalnih podataka o zračenju crnog tijela, Planck je izračunao vrijednost Boltzmannove konstante i, koristeći druge poznate informacije, dobio Avogadrov broj (broj atoma u jednom molu elementa). Na osnovu Avogadrovog broja, Planck je uspio pronaći električni naboj elektrona s najvećom preciznošću.

Planck nikako nije bio revolucionar, a ni on sam ni drugi fizičari nisu bili svjesni dubokog značenja pojma "kvant". Za Plancka, kvant je bio samo sredstvo koje je omogućilo da se izvede formula koja se zadovoljavajuće slaže sa krivom zračenja crnog tijela. Više puta je pokušavao postići dogovor u okviru klasične tradicije, ali bez uspjeha. Istovremeno, sa zadovoljstvom je primetio prve uspehe kvantne teorije, koji su usledili gotovo odmah.

Položaj kvantne teorije ojačao je 1905. godine, kada je Albert Ajnštajn koristio koncept fotona - kvanta elektromagnetnog zračenja. Ajnštajn je predložio da svetlost ima dvostruku prirodu: može da se ponaša i kao talas i kao čestica. Godine 1907. Ajnštajn je dodatno ojačao poziciju kvantne teorije koristeći koncept kvanta da objasni misteriozne razlike između teorijskih predviđanja i eksperimentalnih merenja specifičnog toplotnog kapaciteta tela. Daljnja potvrda potencijalne moći Planckove inovacije došla je 1913. od Nielsa Bohra, koji je primijenio kvantnu teoriju na strukturu atoma.

Istovremeno, Planckov lični život obilježila je tragedija. Njegova prva žena, rođena Marija Merk, sa kojom se oženio 1885. godine i koja mu je rodila dva sina i dve ćerke bliznakinje, umrla je 1909. Dvije godine kasnije oženio se svojom nećakinjom Margom von Hesslin, sa kojom je dobio i sina. Tokom Prvog svetskog rata, jedan od njegovih sinova je umro kod Verduna, a narednih godina su mu obe kćeri umrle na porođaju.

Godine 1919. Planck je dobio Nobelovu nagradu za fiziku za 1918. "kao priznanje za njegove zasluge u razvoju fizike kroz otkrivanje energetskih kvanta". Kako je A. G. Ekstrand, član Kraljevske švedske akademije nauka, rekao na ceremoniji dodjele, „Plankova teorija zračenja je najsjajnija od zvijezda vodilja modernih fizičkih istraživanja, i, koliko se može suditi, i dalje će biti mnogo vremena prije blaga koje je stekao njegov genije." U svom Nobelovom predavanju održanom 1920. godine, Planck je sumirao svoj rad i priznao da “uvođenje kvanta još nije dovelo do stvaranja prave kvantne teorije”.

Dvadesetih godina, Schrödinger, Heisenberg, Dirac i drugi razvili su kvantnu mehaniku. Plancku se nije svidjela nova probabilistička interpretacija kvantne mehanike i, poput Ajnštajna, pokušao je da pomiri predviđanja zasnovana samo na principu vjerovatnoće sa klasičnim idejama kauzalnosti. Njegovim težnjama nije bilo suđeno da se ostvare: probabilistički pristup je opstao.

Plankov doprinos modernoj fizici ne završava se otkrićem kvanta i konstante koja sada nosi njegovo ime. Bio je duboko impresioniran Ajnštajnovom teorijom specijalne relativnosti, objavljenom 1905. Plankova puna podrška novoj teoriji uvelike je doprinijela prihvatanju specijalne teorije relativnosti od strane fizičara. Među njegovim drugim dostignućima je predloženo izvođenje Fokker-Planckove jednačine, koja opisuje ponašanje sistema čestica pod uticajem malih slučajnih impulsa.

Godine 1928, u dobi od sedamdeset godina, Planck je ušao u svoju obaveznu formalnu penziju, ali nije prekinuo veze sa Kaiser Wilhelmovim društvom za osnovne nauke, čiji je predsjednik postao 1930. godine. I na pragu osme decenije nastavlja sa istraživačkim aktivnostima.

Kao čovjek utvrđenih stavova i vjerskih ubjeđenja, a jednostavno kao poštena osoba, Planck je, nakon Hitlerovog dolaska na vlast 1933. godine, javno istupio u odbranu jevrejskih naučnika protjeranih sa svojih dužnosti i prisiljenih na emigriranje. Na naučnoj konferenciji pozdravio je Ajnštajna, kojeg su nacisti anatemirali. Kada je Planck, kao predsjednik Društva za osnovnu nauku Kaiser Wilhelm, bio u službenoj posjeti Hitleru, iskoristio je priliku da pokuša zaustaviti progon jevrejskih naučnika. Kao odgovor, Hitler je pokrenuo tiradu protiv Jevreja uopšte. Nakon toga, Planck je postao suzdržaniji i šutio, iako su nacisti nesumnjivo znali za njegove stavove. Kao patriota koji je volio svoju domovinu, mogao se samo moliti da njemački narod povrati normalan život. Nastavio je da služi u raznim njemačkim učenim društvima u nadi da će sačuvati barem dio njemačke nauke i prosvjetiteljstva od potpunog uništenja.

Planka je čekao novi šok. Drugi sin iz prvog braka pogubljen je 1944. zbog učešća u propaloj zaveri protiv Hitlera. Nakon što su njegov dom i lična biblioteka uništeni u zračnom napadu na Berlin, Planck i njegova supruga potražili su utočište na imanju Rogetz u blizini Magdeburga, gdje su se našli uhvaćeni između njemačkih trupa u povlačenju i napredujućih savezničkih snaga. Na kraju, bračni par Planck su otkrile američke jedinice i odvezle ih u tada sigurnu državu Getingen.

Planck je bio duboko zainteresovan za filozofska pitanja vezana za uzročnost, etiku i slobodnu volju, te je o ovim temama govorio u štampi i stručnoj i laičkoj publici. Pastor (ali ne i svećenik) u Berlinu, Planck je bio duboko uvjeren da nauka dopunjuje religiju i podučava istinitost i poštovanje.

Planck je vjerovao u stvarnost vanjski svijet i u moći uma. Ovo je važno napomenuti jer je veoma važna faza Njegove aktivnosti odvijale su se u klimi krize u fizici. Međutim, materijalistički nastrojeni Planck čvrsto se suprotstavljao modernim pozitivističkim hobijima Macha i Ostwalda. „Bio je tipičan Nemac u najboljem smislu te reči“, piše George Paget Thomson, istaknuti fizičar, sin J. J. Thomsona, u svojoj knjizi. „Iskren, pedantan, samopoštovajući, naizgled prilično čvrst, ali u povoljnim uslovima , sposoban da odbaci svu ukočenost i pretvori se u šarmantnu osobu."

Plank je kroz svoj život nosio ljubav prema muzici: odličan pijanista, često je svirao kamerna dela sa svojim prijateljem Ajnštajnom sve dok nije napustio Nemačku. Planck je također bio strastveni planinar i skoro svaki odmor provodio je u Alpima.

Planck je bio član Njemačke i Austrijske akademije nauka, kao i naučnih društava i akademija u Engleskoj, Danskoj, Irskoj, Finskoj, Grčkoj, Holandiji, Mađarskoj, Italiji, Sovjetskom Savezu, Švedskoj i Sjedinjenim Državama. Njemačko fizičko društvo imenovalo je svoju najvišu nagradu u njegovu čast, Plankovu medalju, a sam naučnik je postao prvi dobitnik ove počasne nagrade. U čast njegovog osamdesetog rođendana, jedna od malih planeta je nazvana Planckian, a nakon završetka Drugog svjetskog rata, Kaiser Wilhelm Society for Basic Sciences preimenovano je u Max Planck Society.

Planck je umro u Getingenu 4. oktobra 1947. godine, šest meseci pre svog devedesetog rođendana. Na njegovom nadgrobnom spomeniku ugravirano je samo njegovo ime i prezime i brojčana vrijednost Plankove konstante.

Max Planck kratka biografija U ovom članku je predstavljen njemački fizičar.

Kratka biografija Maxa Plancka

Max Karl Ernst Ludwig Planck je rođen u 23. aprila 1858 u gradu Kilev. Njegov otac je bio profesor građanskog prava. Od malih nogu dječak je počeo pokazivati ​​izvanredne muzičke sposobnosti, učeći da svira klavir i orgulje.

Godine 1867. njegova porodica se preselila da živi u Minhenu. Ovdje je Max Planck ušao u Kraljevsku klasičnu gimnaziju, gdje je razvio interesovanje za prirodne i egzaktne nauke.

Godine 1874. Planck je bio suočen sa izborom - da nastavi studije muzike ili da studira fiziku. Više je volio ovo drugo. Maks je počeo da studira fiziku i matematiku na univerzitetima u Berlinu i Minhenu, produbljujući svoja znanja iz kvantne teorije, termodinamike, teorije verovatnoće, teorije toplotnog zračenja, istorije i metodologije fizike.

Godine 1900. mladi naučnik je formulisao zakon raspodjele energije u spektru crnog tijela, uvodeći konstantu s funkcionalnom dimenzijom. Formula Maxa Plancka odmah je dobila eksperimentalnu potvrdu. Bila je to senzacija u nauci. Stvorio je takozvanu Planckovu konstantu ili kvant akcije - to je jedna od univerzalnih konstanti u fizici. A datum je 14. decembar 1900. godine, dan kada je Maks Plank predstavio izveštaj Nemačkom fizičkom društvu o teorijske osnove zakon zračenja, postao je datum rođenja nove kvantne teorije.

Planckovo istraživanje teorije vjerovatnoće također je bilo od velikog značaja. Njemački naučnik je bio jedan od prvih koji je to shvatio i uporno ga podržavao. To je to naučna dostignuća nastaviti - 1906. godine Max Planck je izveo jednačinu za relativističku dinamiku, dobivši u toku svog istraživanja formule za određivanje momenta i energije elektrona. Time su naučnici završili relativizaciju klasične mehanike.

Maks Plank je 1919. godine dobio Nobelovu nagradu za fiziku za 1918. Spisak njegovih dostignuća uključivao je sledeće - "kao znak težine njegovih zasluga u razvoju fizike kroz otkrivanje energetskih kvanta."

Uprkos velikim dostignućima u nauci, Plankov lični život bio je veoma tragičan. Njegova prva žena umrla je rano, ostavivši ga sa 4 djece - dvije kćeri i dva sina. Oženio se drugi put i naučniku se rodilo peto dete - dečak. Najstariji sin mu je poginuo tokom Prvog svetskog rata, a dve ćerke su mu umrle na porođaju. Njegov drugi sin je pogubljen zbog učešća u pokušaju atentata na Hitlera.

Max Planck je umro u Getingenu 4. oktobra 1947 samo šest mjeseci do njegovog 90. rođendana.

Osnivač kvantna fizika Razmatra se njemački teorijski fizičar Max Karl Ernst Ludwig Planck. On je 1900. godine postavio temelje kvantne teorije, sugerirajući da se tokom termičkog zračenja energija emituje i apsorbira u odvojenim dijelovima - kvantima.

Kasnije je dokazano da svako zračenje karakteriše diskontinuitet.

Iz biografije

Max Planck je rođen 23. aprila 1858. u Kielu. Njegov otac, Johann Julius Wilhelm von Planck, bio je profesor prava. Maks Plank je 1867. godine počeo da studira u Kraljevskoj Maksimilijanskoj gimnaziji u Minhenu, gde se njegova porodica do tada preselila. Godine 1874. Planck je završio srednju školu i počeo studirati matematiku i fiziku na univerzitetima u Minhenu i Berlinu. Planck je imao samo 21 godinu kada je 1879. godine odbranio svoju disertaciju „O drugom zakonu mehaničke teorije toplote“, posvećenu drugom zakonu termodinamike. Godinu dana kasnije, odbranio je drugu disertaciju „Ravnotežno stanje izotropnih tijela na različitim temperaturama“ i postao privatni docent na Fizičkom fakultetu Univerziteta u Minhenu.

U proleće 1885. Maks Plank je bio izvanredni profesor na Odeljenju za teorijsku fiziku Univerziteta u Kilu. Godine 1897. objavljen je Planckov kurs predavanja o termodinamici.

U januaru 1889. Planck preuzima dužnost izvanrednog profesora na Odsjeku za teorijsku fiziku na Univerzitetu u Berlinu, a 1982. postaje redovni profesor. Istovremeno je vodio Institut za teorijsku fiziku.

Godine 1913/14 akademske godine Planck je bio rektor Univerziteta u Berlinu.

Plankova kvantna teorija

Berlinski period postao je najplodonosniji u Planckovoj naučnoj karijeri. Radeći na problemu toplotnog zračenja od 1890. godine, Planck je 1900. godine sugerisao da elektromagnetno zračenje nije kontinuirano. Emituje se u odvojenim porcijama – kvantima. A veličina kvanta zavisi od frekvencije zračenja. Planck je izveden formula za raspodjelu energije u spektru apsolutno crnog tijela. Ustanovio je da se svjetlost emituje i apsorbira u porcijama-kvantima sa određenom frekvencijom oscilovanja. A energija svakog kvanta jednaka je frekvenciji vibracije pomnoženoj sa konstantnom vrijednošću, nazvana Plankova konstanta.

E = hn, gdje je n frekvencija oscilacije, h je Plankova konstanta.

Plankova konstanta pozvao fundamentalna konstanta kvantne teorije, ili kvantum akcije.

Ovo je veličina koja povezuje energetsku vrijednost kvanta elektromagnetnog zračenja s njegovom frekvencijom. Ali pošto se svako zračenje javlja u kvantima, Plankova konstanta važi za bilo koji linearni oscilatorni sistem.

19. decembar 1900. godine, kada je Planck iznio svoju hipotezu na sastanku Berlinskog fizičkog društva, postao je rođendan kvantne teorije.

Godine 1901, na osnovu podataka o zračenju crnog tijela, Planck je uspio izračunati vrijednost Boltzmannova konstanta. Takođe je primio Avogadrov broj(broj atoma u jednom molu) i utvrđeno vrijednost naelektrisanja elektrona sa najvećom preciznošću.

Godine 1919. Planck je 1918. dobio Nobelovu nagradu za fiziku za svoje zasluge „razvoju fizike kroz otkrivanje energetskih kvanta“.

Godine 1928. Max Planck je napunio 70 godina. Formalno je penzionisan. Ali nije prestao da sarađuje sa Kaiser Wilhelm društvom za osnovne nauke. Godine 1930. postao je predsjednik ovog društva.

Planck je bio član akademija nauka Njemačke i Austrije, naučnih društava i akademija Irske, Engleske, Danske, Finske, Holandije, Grčke, Italije, Mađarske, Švedske, SAD i Sovjetskog Saveza. Osnovano je Njemačko fizičko društvo. Planck medalju. Ovo je najviša nagrada ovog društva. A njen prvi počasni vlasnik bio je sam Max Planck.