بیوگرافی کوتاه ماکس پلانک برندگان جایزه نوبل: ماکس پلانک ثابت ترین فیزیکدان زندگی شخصی ماکس پلانک

فیزیکدان آلمانی ماکس کارل ارنست لودویگ پلانک در کیل (که در آن زمان به پروس تعلق داشت) در خانواده یوهان جولیوس ویلهلم فون پلانک، استاد حقوق مدنی و اما (نی پاتزیگ) پلانک به دنیا آمد. در کودکی، پسر نواختن پیانو و ارگ را آموخت و چیزهای خارق العاده ای را کشف کرد توانایی های موسیقی. در سال 1867، خانواده به مونیخ نقل مکان کردند، و P. در آنجا وارد سالن ورزشی کلاسیک سلطنتی ماکسیمیلیان شد، جایی که یک معلم ریاضیات عالی برای اولین بار علاقه او را به علوم طبیعی و دقیق برانگیخت. پس از فارغ التحصیلی از دبیرستان در سال 1874، او به تحصیل در رشته فیلولوژی کلاسیک رفت، دست خود را در آهنگسازی امتحان کرد، اما سپس به فیزیک ترجیح داد.

پی به مدت سه سال در رشته ریاضی و فیزیک در دانشگاه مونیخ و یک سال در دانشگاه برلین تحصیل کرد. یکی از استادان او در مونیخ، فیزیکدان تجربی، فیلیپ فون جولی، هنگامی که به پی جوان توصیه کرد حرفه دیگری انتخاب کند، پیامبر بدی بود، زیرا به گفته او، اساساً چیز جدیدی در فیزیک باقی نمانده بود که بتوان آن را کشف کرد. این دیدگاه که در آن زمان رایج بود، تحت تأثیر موفقیت های خارق العاده دانشمندان در قرن نوزدهم به وجود آمد. در افزایش دانش خود در مورد فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی دست یافته ایم.

هنگامی که پی. در برلین بود، به لطف انتشارات فیزیکدانان برجسته هرمان فون هلمهولتز و گوستاو کیرشهوف، و همچنین مقالات رودلف کلازیوس، دید وسیع تری از فیزیک پیدا کرد. آشنایی با آثار آنها به این واقعیت کمک کرد که علایق علمی P. برای مدت طولانی بر ترمودینامیک متمرکز شد - رشته ای از فیزیک که در آن پدیده های گرما بر اساس تعداد کمی از قوانین اساسی مطالعه می شود. انرژی مکانیکیو تبدیل انرژی P. در سال 1879 با دفاع از پایان نامه ای در دانشگاه مونیخ در مورد قانون دوم ترمودینامیک، مدرک آکادمیک خود را به عنوان دکتر دریافت کرد، که بیان می کند که هیچ فرآیند خودپایه مستمری نمی تواند گرما را از بدن سردتر به بدن گرمتر منتقل کند.

سال بعد، پی کار دیگری در مورد ترمودینامیک نوشت که برای او سمت دستیار خردسال در دانشکده فیزیک دانشگاه مونیخ را به ارمغان آورد. در سال 1885 او دانشیار دانشگاه کیل شد که استقلال او را تقویت کرد، موقعیت مالی او را تقویت کرد و زمان بیشتری را برای تحقیق علمی. P. در مورد ترمودینامیک و کاربردهای آن در شیمی فیزیکو الکتروشیمی او را به رسمیت شناخت. در سال 1888، او دانشیار دانشگاه برلین و مدیر موسسه فیزیک نظری شد (مقام مدیر به طور خاص برای او ایجاد شد). او در سال 1892 استاد تمام (کامل) شد.

از سال 1896، P. به اندازه گیری های انجام شده در موسسه دولتی فیزیک و فناوری در برلین، و همچنین به مشکلات تابش حرارتی اجسام علاقه مند شد. هر جسم حاوی گرما تشعشعات الکترومغناطیسی ساطع می کند. اگر بدن به اندازه کافی گرم باشد، این تابش قابل مشاهده می شود. با افزایش دما، بدن ابتدا قرمز و سپس به رنگ زرد نارنجی و در نهایت سفید می شود. تابش مخلوطی از فرکانس ها را ساطع می کند (در محدوده مرئی، فرکانس تابش با رنگ مطابقت دارد). با این حال، تابش یک جسم نه تنها به دما، بلکه تا حدی به ویژگی های سطحی مانند رنگ و ساختار نیز بستگی دارد.

فیزیکدانان یک جسم سیاه مطلق خیالی را به عنوان استانداردی ایده آل برای اندازه گیری و تحقیقات نظری پذیرفته اند. طبق تعریف، جسم کاملاً سیاه جسمی است که تمام تشعشعات وارده به خود را جذب می کند و چیزی را منعکس نمی کند. تابش ساطع شده از جسم سیاه تنها به دمای آن بستگی دارد. اگرچه چنین بدن ایده آلی وجود ندارد، اما یک پوسته بسته با یک دهانه کوچک (مثلاً یک کوره درست ساخته شده که دیواره ها و محتویات آن در همان دما در تعادل هستند) می تواند به عنوان تقریبی عمل کند.

یکی از شواهد ویژگی های بدن سیاه چنین پوسته ای به شرح زیر است. تشعشعات وارده بر سوراخ وارد حفره شده و با انعکاس از دیواره، تا حدی منعکس شده و تا حدی جذب می شود. از آنجایی که احتمال خروج تابش از سوراخ در نتیجه بازتاب های متعدد بسیار کم است، تقریباً به طور کامل جذب می شود. تشعشعی که از حفره منشا می گیرد و از سوراخ خارج می شود به طور کلی معادل تشعشعی است که از ناحیه ای به اندازه حفره روی سطح جسم سیاه در دمای حفره و پوسته ساطع می شود. P. با آماده کردن تحقیقات خود، کار Kirchhoff را در مورد خواص چنین پوسته ای با سوراخ خواند. توصیف کمی دقیق از توزیع مشاهده شده انرژی تشعشع در این مورد مشکل جسم سیاه نامیده می شود.

همانطور که آزمایش‌های جسم سیاه نشان داده‌اند، نمودار انرژی (روشنایی) در برابر فرکانس یا طول موج یک منحنی مشخصه است. در فرکانس‌های پایین (طول موج‌های بلند)، بر روی محور فرکانس فشار داده می‌شود، سپس در برخی فرکانس‌های میانی به حداکثر می‌رسد (اوج با بالای گرد)، و سپس در فرکانس‌های بالاتر (طول موج‌های کوتاه) کاهش می‌یابد. با افزایش دما، منحنی شکل خود را حفظ می کند، اما به سمت فرکانس های بالاتر تغییر می کند. روابط تجربی بین دما و فرکانس پیک در منحنی تابش جسم سیاه (قانون جابجایی وین، به نام ویلهلم وین) و بین دما و انرژی تابشی کل (قانون استفان - بولتزمن، به نام فیزیکدان اتریشی جوزف استفان) ایجاد شده است. و لودویگ بولتزمن)، اما هیچ کس نتوانست منحنی تابش جسم سیاه را از اولین اصول شناخته شده در آن زمان استخراج کند.

وین موفق شد یک فرمول نیمه تجربی به دست آورد که می تواند به گونه ای تنظیم شود که منحنی را به خوبی در فرکانس های بالا توصیف کند، اما به اشتباه رفتار خود را در فرکانس های پایین منتقل کند. J. W. Strett (لرد ریلی) و فیزیکدان انگلیسی جیمز جین اصل توزیع برابر انرژی را بین فرکانس های نوسانگرهای موجود در فضای یک جسم سیاه به کار بردند و به فرمول دیگری (فرمول ریلی-جین) رسیدند. منحنی تابش جسم سیاه را به خوبی در فرکانس‌های پایین بازتولید کرد، اما در فرکانس‌های بالا از آن منحرف شد.

P. تحت تأثیر نظریه ماهیت الکترومغناطیسی نور جیمز کلرک ماکسول (منتشر شده در سال 1873 و تایید تجربی توسط هاینریش هرتز در 1887) به مسئله جسم سیاه از نقطه نظر توزیع انرژی بین نوسانگرهای الکتریکی ابتدایی پرداخت. ، فرم فیزیکیکه به هیچ وجه مشخص نشده اند. اگرچه در نگاه اول ممکن است به نظر برسد که روشی که او انتخاب کرد شبیه نتیجه گیری ریلی-جین است، P. برخی از مفروضات پذیرفته شده توسط این دانشمندان را رد کرد.

در سال 1900، پس از تلاش های طولانی و مداوم برای ایجاد نظریه ای که داده های تجربی را به طور رضایت بخشی توضیح دهد، P. موفق شد فرمولی را استخراج کند که همانطور که فیزیکدانان تجربی از موسسه دولتی فیزیک و فناوری کشف کردند، با نتایج اندازه گیری با دقت قابل توجهی موافقت کرد. . قوانین وین و استفان بولتزمن نیز از فرمول پلانک پیروی کردند. با این حال، برای استخراج فرمول خود، او باید مفهومی رادیکال را معرفی می کرد که در تضاد با تمام اصول ثابت بود. انرژی نوسانگرهای پلانک، همانطور که از فیزیک سنتی بر می‌آید، به طور پیوسته تغییر نمی‌کند، بلکه فقط می‌تواند مقادیر گسسته‌ای داشته باشد و در مراحل محدود افزایش (یا کاهش) داشته باشد. هر مرحله انرژی برابر است با یک ثابت معین (که اکنون ثابت پلانک نامیده می شود) ضرب در فرکانس. بخش‌های مجزای انرژی متعاقباً کوانتا نامیده شدند. فرضیه ارائه شده توسط P. نشان دهنده تولد نظریه کوانتومی بود که انقلاب واقعی در فیزیک را به انجام رساند. فیزیک کلاسیک، برخلاف فیزیک مدرن، اکنون به معنای «فیزیک قبل از پلانک» است.

P. به هیچ وجه یک انقلابی نبود و نه خود او و نه سایر فیزیکدانان از معنای عمیق مفهوم "کوانتوم" آگاه نبودند. برای P.، کوانتوم فقط وسیله ای بود که امکان استخراج فرمولی را فراهم می کرد که مطابقت رضایت بخشی با منحنی تابش یک جسم کاملاً سیاه داشت. او بارها تلاش کرد تا در سنت کلاسیک به توافق برسد، اما موفق نشد. در همان زمان، او با خوشحالی به اولین موفقیت های نظریه کوانتومی اشاره کرد که تقریباً بلافاصله دنبال شد. نظریه جدید او علاوه بر ثابت پلانک، کمیت های اساسی دیگری مانند سرعت نور و عددی به نام ثابت بولتزمن را شامل می شود. در سال 1901، بر اساس داده های تجربی در مورد تابش جسم سیاه، P. مقدار ثابت بولتزمن را محاسبه کرد و با استفاده از سایر اطلاعات شناخته شده، عدد آووگادرو (تعداد اتم های یک مول از یک عنصر) را به دست آورد. بر اساس عدد آووگادرو، P. توانست بار الکتریکی یک الکترون را با دقت قابل توجهی پیدا کند.

موقعیت نظریه کوانتومی در سال 1905 تقویت شد، زمانی که آلبرت انیشتین از مفهوم فوتون - کوانتوم استفاده کرد. تابش الکترومغناطیسی- برای توضیح اثر فوتوالکتریک (گسیل الکترون ها توسط یک سطح فلزی که توسط تابش فرابنفش روشن شده است). انیشتین پیشنهاد کرد که نور ماهیت دوگانه ای دارد: می تواند هم به صورت موج (همانطور که تمام فیزیک های قبلی ما را متقاعد می کند) و هم به عنوان یک ذره (همانطور که اثر فوتوالکتریک نشان می دهد) رفتار کند. در سال 1907، انیشتین موقعیت نظریه کوانتومی را با استفاده از مفهوم کوانتوم برای توضیح اختلافات گیج کننده بین پیش بینی های نظری و اندازه گیری های تجربی ظرفیت گرمایی ویژه اجسام - میزان گرمای مورد نیاز برای افزایش دمای یک واحد جرم - تقویت کرد. یک درجه جامد.

تأیید دیگری بر قدرت بالقوه نوآوری که توسط پی. در مدل بور، الکترون‌های یک اتم فقط می‌توانند در سطوح انرژی معینی باشند که توسط محدودیت‌های کوانتومی تعیین می‌شوند. انتقال الکترون ها از یک سطح به سطح دیگر با آزاد شدن اختلاف انرژی به شکل فوتون تابش با فرکانس برابر با انرژی فوتون تقسیم بر ثابت پلانک همراه است. بنابراین، توضیح کوانتومی برای طیف مشخصه تابش ساطع شده توسط اتم های برانگیخته به دست آمد.

در سال 1919 پی جایزه نوبلدر فیزیک برای سال 1918 "به منظور به رسمیت شناختن خدمات او در توسعه فیزیک از طریق کشف کوانتوم انرژی." همانطور که توسط A.G. اکستراند، یکی از اعضای آکادمی سلطنتی علوم سوئد، در مراسم اهدای جوایز، «نظریه تابش P. درخشان‌ترین ستارگان راهنمای تحقیقات فیزیکی مدرن است و تا آنجا که می‌توان قضاوت کرد، همچنان خواهد بود. مدت‌ها قبل از اتمام گنجینه‌هایی که نبوغ او به دست آورده بود.» در سخنرانی نوبل در سال 1920، پی کار خود را خلاصه کرد و اعتراف کرد که "معرفی کوانتوم هنوز به ایجاد یک نظریه کوانتومی واقعی منجر نشده است."

دهه 20 شاهد توسعه توسط اروین شرودینگر، ورنر هایزنبرگ، P.A.M. دیراک و دیگران مکانیک کوانتومی- مجهز به دستگاه پیچیده ریاضی نظریه کوانتومی. پی تفسیر احتمالی جدید مکانیک کوانتومی را دوست نداشت و مانند انیشتین سعی کرد پیش‌بینی‌های مبتنی بر اصل احتمال را با ایده‌های کلاسیک علیت تطبیق دهد. مقدر نبود که آرزوهای او محقق شود: رویکرد احتمالی زنده ماند.

سهم پی در فیزیک مدرن به کشف کوانتوم و ثابتی که اکنون نام او را یدک می کشد محدود نمی شود. او به شدت تحت تاثیر نظریه نسبیت خاص انیشتین قرار گرفت که در سال 1905 منتشر شد. حمایت کامل P. از نظریه جدید کمک زیادی به پذیرش نظریه نسبیت خاص توسط فیزیکدانان کرد. از دیگر دستاوردهای او، مشتق پیشنهادی او از معادله فوکر-پلانک است که رفتار سیستمی از ذرات را تحت تأثیر تکانه‌های تصادفی کوچک توصیف می‌کند (آدریان فوکر یک فیزیکدان هلندی است که روشی را برای اولین بار توسط انیشتین برای توصیف حرکت براونی بهبود بخشید. - حرکت زیگزاگی آشفته ذرات ریز معلق در مایع). در سال 1928، در سن هفتاد سالگی، پلانک به بازنشستگی رسمی اجباری وارد شد، اما روابط خود را با انجمن قطع نکرد. علوم پایهقیصر ویلهلم که در سال 1930 رئیس جمهور شد. و در آستانه دهه هشتم به فعالیت های تحقیقاتی خود ادامه داد.

زندگی شخصی P. با تراژدی همراه بود. همسر اول او، خواهرزاده ماریا مرک، که در سال 1885 با او ازدواج کرد و برای او دو پسر و دو دختر دوقلو به دنیا آمد، در سال 1909 درگذشت. دو سال بعد او با خواهرزاده‌اش مارگا فون هسلین ازدواج کرد که از او نیز صاحب یک پسر شد. پسر بزرگ ص در اول فوت کرد جنگ جهانیو در سالهای بعد هر دو دخترش در زایمان فوت کردند. پسر دوم از ازدواج اولش در سال 1944 به دلیل مشارکت در یک توطئه ناموفق علیه هیتلر اعدام شد.

P. به عنوان فردی با دیدگاه‌های ثابت و اعتقادات مذهبی، و صرفاً به عنوان یک فرد منصف، پس از به قدرت رسیدن هیتلر در سال 1933، علناً در دفاع از دانشمندان یهودی اخراج شده از سمت خود و مجبور به مهاجرت صحبت کرد. او در یک کنفرانس علمی به انیشتین که توسط نازی‌ها بی‌حرمت شده بود، سلام کرد. هنگامی که پی. به عنوان رئیس انجمن قیصر ویلهلم برای علوم پایه به دیدار رسمی از هیتلر رفت، از این فرصت استفاده کرد و تلاش کرد تا از آزار و اذیت دانشمندان یهودی جلوگیری کند. در پاسخ، هیتلر به طور کلی علیه یهودیان به راه انداخت. متعاقباً P. محتاط تر شد و ساکت ماند ، اگرچه نازی ها بدون شک از نظرات او اطلاع داشتند.

او به عنوان یک وطن پرست که به وطن خود عشق می ورزد، فقط می توانست این دعا را بکند ملت آلمانزندگی عادی خود را بازیافت او به خدمات آلمانی مختلف ادامه داد جوامع آموخته شدهبه امید نجات حداقل بخش کوچکی از علم و روشنگری آلمان از نابودی کامل. پس از اینکه خانه و کتابخانه شخصی وی در جریان حمله هوایی به برلین ویران شد، پی و همسرش سعی کردند در املاک روگتز در نزدیکی ماگدبورگ پناه بگیرند، جایی که خود را بین نیروهای آلمانی در حال عقب نشینی و نیروهای متفقین در حال پیشروی یافتند. در پایان، زوج پلانک توسط واحدهای آمریکایی کشف و به ایالت امن آن زمان گوتینگن منتقل شدند.

پی در 4 اکتبر 1947 شش ماه قبل از تولد 90 سالگی خود در گوتینگن درگذشت. فقط نام و نام خانوادگی او و مقدار عددی ثابت پلانک روی سنگ قبر او حک شده است.

مانند بور و اینشتین، P. عمیقاً علاقه مند بود مسائل فلسفیمربوط به علیت، اخلاق و اختیار است و در مورد این موضوعات به صورت چاپی و برای مخاطبان حرفه ای و غیر روحانی صحبت کرده است. پی. که به عنوان کشیش (اما بدون کشیش) در برلین عمل می کرد، عمیقاً متقاعد شده بود که علم مکمل دین است و صداقت و احترام را می آموزد.

پی در طول زندگی خود عشق به موسیقی را که در اوایل کودکی در او شعله ور شد با خود حمل کرد. او که یک پیانیست عالی بود، اغلب با دوستش انیشتین کارهای مجلسی می نواخت تا زمانی که آلمان را ترک کرد. پی همچنین یک کوهنورد مشتاق بود و تقریباً هر تعطیلات را در کوه های آلپ می گذراند.

پی. علاوه بر جایزه نوبل، مدال کپلی انجمن سلطنتی لندن (1928) و جایزه گوته فرانکفورت آم ماین (1946) را دریافت کرد. انجمن فیزیک آلمان بالاترین جایزه خود را به افتخار او مدال پلانک نامگذاری کرد و خود پی اولین دریافت کننده این جایزه افتخاری بود. به افتخار هشتادمین سالگرد تولد او، یکی از سیارات کوچک پلانکی نام گرفت و پس از پایان جنگ جهانی دوم، انجمن علوم پایه قیصر ویلهلم به انجمن ماکس پلانک تغییر نام داد. پی. عضو آکادمی علوم آلمان و اتریش و همچنین انجمن های علمیو آکادمی در انگلستان، دانمارک، ایرلند، فنلاند، یونان، هلند، مجارستان، ایتالیا، اتحاد جماهیر شوروی، سوئد، اوکراین و ایالات متحده.

پلانک، حداکثر(پلانک، ماکس) (1858-1947)، فیزیکدان نظری آلمانی، بنیانگذار نظریه کوانتومی. متولد 23 آوریل 1858 در کیل. او در دانشگاه‌های مونیخ و برلین تحصیل کرد و در این دانشگاه در دوره‌ای از سخنرانی‌های فیزیکدانان هلمهولتز و کیرشهوف و ریاضی‌دان وایرشتراس شرکت کرد. در همان زمان، او به دقت کارهای مربوط به ترمودینامیک کلازیوس را مطالعه کرد که تا حد زیادی مسیر تحقیقات پلانک را در این سال ها تعیین کرد. در سال 1879 دکترای فلسفه شد و پایان نامه ای را برای دفاع ارسال کرد در قانون دوم گرمای مکانیکی. در او کار پایان نامهموضوع برگشت ناپذیری فرآیند هدایت گرما را در نظر گرفت و اولین فرمول کلی قانون افزایش آنتروپی را ارائه کرد. یک سال پس از دفاع، حق تدریس فیزیک نظری را دریافت کرد و به مدت پنج سال در دانشگاه مونیخ به تدریس این درس پرداخت. در سال 1885 استاد فیزیک نظری در دانشگاه کیل شد. مهم ترین انتشارات او در این دوره کتاب بود اصل حفظ انرژی، که در مسابقه دانشکده فلسفه دانشگاه گوتینگن جایزه دریافت کرد. در سال 1889 پلانک به سمت استادی فوق العاده به دانشگاه برلین دعوت شد و سه سال بعد به عنوان استاد عادی منصوب شد. در اولین سالهای اقامت خود در برلین، به مطالعه تئوری گرما، الکترو- و ترموشیمی، تعادل در گازها و محلول های رقیق پرداخت.

در سال 1896 پلانک تحقیقات کلاسیک خود را در زمینه تابش حرارتی آغاز کرد. پس از حل مسئله توزیع انرژی در طیف تابش یک جسم سیاه، در سال 1900 فرمولی نیمه تجربی به دست آورد که در دماهای بالا و طول موج های بلند به طور رضایت بخشی داده های تجربی کورلباوم و روبنس و در امواج کوتاه و دمای پایین به قانون وین تبدیل شد. در فرآیند اثبات نظری فرمول خود، پلانک به یک نتیجه خیره کننده رسید: او کشف کرد که این معادله تنها تحت یک مفهوم کاملاً جدید معتبر است، یعنی: در طول تابش، انرژی به طور مداوم و نه در هیچ مقداری جذب نمی شود، بلکه فقط در بخش های تقسیم ناپذیر - "کوانتا" . در این حالت انرژی کوانتوم متناسب با فرکانس نوسان و ثابت بنیادی جدید است که دارای بعد عمل است. این ثابت بنیادی اکنون ثابت پلانک نامیده می شود. روز 14 دسامبر 1900، زمانی که پلانک در مورد اشتقاق نظری قانون تابش به انجمن فیزیک آلمان گزارش داد، به تاریخ تولد نظریه کوانتومی و عصر جدیدی در علوم طبیعی تبدیل شد. با این حال، نظریه ارائه شده توسط پلانک به عنوان اثبات فرمولی که او به دست آورده بود، توجه دانشمندان را به خود جلب نکرد تا اینکه در سال 1905 A. انیشتین از ایده انقلابی کوانتوم ها استفاده کرد و آن را به خود فرآیند تابش گسترش داد و وجود آن را پیش بینی کرد. فوتون در سال 1918 پلانک به خاطر نظریه خود جایزه نوبل فیزیک را دریافت کرد. خود دانشمند در پایان عمر خود اعتراف کرد که سالها متوالی سعی کرد "به نحوی کوانتوم عمل را در سیستم فیزیک کلاسیک ادغام کند" اما موفق نشد.

کار پلانک در مورد نظریه نسبیت از اهمیت زیادی برخوردار بود. او در سال 1906 معادلات دینامیک نسبیتی را استخراج کرد و عباراتی را برای انرژی و تکانه الکترون به دست آورد.

در سال 1926، پلانک پست خود را در دانشگاه برلین ترک کرد (جایی که ای. شرودینگر جانشین او شد)، اما همچنان به مشارکت فعال در دانشگاه برلین ادامه داد. زندگی علمی، و همچنین سخنرانی های عمومی در مورد فیزیک ارائه کرد. در سالهای 1912-1938 او دبیر دائمی آکادمی علوم برلین بود و برای مدت طولانی رئیس انجمن قیصر ویلهلم (از سال 1948 - انجمن ماکس پلانک) بود. او در سال 1933 که به دلیل موقعیتش موظف به ادای احترام به هیتلر بود، گفتگویی با او داشت که سعی کرد از اخراج گسترده دانشمندان یهودی استفاده کند.

در طول جنگ جهانی دوم، پلانک سختی های بسیاری را متحمل شد. سالهای گذشتهزندگی او تحت الشعاع مرگ پسرش قرار گرفت که به دلیل مشارکت در سوء قصد به هیتلر در 20 ژوئیه 1944 اعدام شد. پلانک در 4 اکتبر 1947 در گوتینگن درگذشت.

از جمله آثار متعدد دانشمند - سخنرانی در مورد تئوری تابش حرارتی (Vorlesungen über die Theorie der Warmestrahlung, 1906), مقدمه ای بر فیزیک نظری (Einführung در die theoretische Physik، Bd. 1-5، 1916-1930)، مسیرهای دانش فیزیکی (Wege zur physikalischen Erkenntnis, 1933).

ماکس پلانک (1858-1947).

فیزیکدان آلمانی ماکس کارل ارنست لودویگ پلانک در 23 آوریل 1858 در شهر کیل پروس در خانواده یوهان جولیوس ویلهلم فون پلانک، استاد حقوق مدنی و اما (نی پاتزیگ) پلانک به دنیا آمد. در کودکی، پسر نواختن پیانو و ارگ را آموخت و توانایی های موسیقی خارق العاده ای را آشکار کرد. در سال 1867، خانواده به مونیخ نقل مکان کردند، و پلانک در آنجا وارد مدرسه کلاسیک سلطنتی ماکسیمیلیان شد، جایی که یک معلم ریاضیات عالی برای اولین بار علاقه او را به علوم طبیعی و دقیق برانگیخت. پس از فارغ التحصیلی از دبیرستان در سال 1874، او ابتدا قصد داشت در رشته فیلولوژی کلاسیک تحصیل کند، دست خود را در آهنگسازی امتحان کرد، اما سپس به فیزیک ترجیح داد.

پلانک به مدت سه سال در دانشگاه مونیخ و یک سال در دانشگاه برلین ریاضیات و فیزیک خواند. یکی از استادان او در مونیخ، فیزیکدان تجربی، فیلیپ فون جولی، زمانی که به پلانک جوان توصیه کرد حرفه دیگری انتخاب کند، پیامبر بدی بود، زیرا به گفته او، اساساً هیچ چیز جدیدی در فیزیک وجود نداشت که بتوان آن را کشف کرد. این دیدگاه که در آن زمان رایج بود، تحت تأثیر موفقیت‌های خارق‌العاده‌ای بود که دانشمندان در قرن نوزدهم در افزایش دانش ما از فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی به دست آوردند.

زمانی که پلانک در برلین بود، به لطف انتشارات فیزیکدانان برجسته هرمان فون هلمهولتز و گوستاو کیرشهوف، و همچنین مقالات رودلف کلازیوس، دیدگاه وسیع تری از فیزیک پیدا کرد. آشنایی با آثار آنها به این واقعیت کمک کرد که علایق علمی پلانک برای مدت طولانی بر ترمودینامیک متمرکز شد - رشته ای از فیزیک که در آن پدیده های گرما، انرژی مکانیکی و تبدیل انرژی بر اساس تعداد کمی از قوانین اساسی مورد مطالعه قرار می گیرد.

پلانک در سال 1879 با دفاع از پایان نامه خود در دانشگاه مونیخ "درباره قانون دوم تئوری مکانیکی گرما" - قانون دوم ترمودینامیک، دکترای خود را دریافت کرد، که بیان می کند که هیچ فرآیند خودپایه مستمری نمی تواند گرما را از سردتر منتقل کند. بدن به گرمتر یک سال بعد، او از پایان نامه خود با عنوان «وضعیت تعادل اجسام ایزوتروپیک در دماهای مختلف» دفاع کرد، که به او سمت دستیار خردسال در دانشکده فیزیک در دانشگاه مونیخ را به ارمغان آورد.

در سال 1885 او دانشیار دانشگاه کیل شد که استقلال او را تقویت کرد، موقعیت مالی او را تقویت کرد و زمان بیشتری را برای تحقیقات علمی فراهم کرد. کار پلانک در مورد ترمودینامیک و کاربردهای آن در شیمی فیزیک و الکتروشیمی باعث شهرت بین المللی او شد. در سال 1888، او دانشیار دانشگاه برلین و مدیر موسسه فیزیک نظری شد (مقام مدیر به طور خاص برای او ایجاد شد).

زمانی که پلانک به عنوان استادیار در دانشگاه مونیخ کار می کرد، شروع به تدوین دوره ای از سخنرانی ها در مورد فیزیک نظری کرد. اما تا سال 1897 نتوانست شروع به انتشار سخنرانی های خود کند. در سال 1887، او یک مقاله رقابتی برای دریافت جایزه از دانشکده فلسفه در دانشگاه گوتینگن نوشت. برای این مقاله، پلانک جایزه ای دریافت کرد و خود اثر، که حاوی تحلیل تاریخی و روش شناختی قانون بقای انرژی بود، پنج بار از سال 1887 تا 1924 بازنشر شد. در همان زمان، پلانک تعدادی کار در مورد ترمودینامیک فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی منتشر کرد. نظریه ای که او ایجاد کرد به ویژه مشهور شد. تعادل شیمیاییمحلول های رقیق شده در سال 1897، اولین نسخه از سخنرانی های او در مورد ترمودینامیک منتشر شد. این کتاب کلاسیک چندین بار تجدید چاپ شده (آخرین چاپ در سال 1922 منتشر شد) و ترجمه شده است. زبان های خارجیاز جمله به زبان روسی. در آن زمان، پلانک قبلاً یک استاد معمولی در دانشگاه برلین و عضو آکادمی علوم پروس بود.

از سال 1896، پلانک به اندازه گیری های انجام شده در مؤسسه دولتی فیزیک و فناوری در برلین و همچنین به مشکلات تابش گرمایی اجسام علاقه مند شد. پلانک در حین انجام تحقیقات خود توجه خود را به قوانین فیزیکی جدید جلب کرد. او بر اساس آزمایش، قانون تابش حرارتی یک جسم گرم شده را ایجاد کرد. در همان زمان، او با این واقعیت مواجه شد که تابش ناپیوسته است. پلانک توانست قانون خود را تنها با کمک این فرض قابل توجه اثبات کند که انرژی ارتعاش اتم ها دلبخواه نیست، بلکه فقط می تواند تعدادی مقادیر کاملاً تعریف شده به خود بگیرد. مطالعات بعدی کاملاً این فرض را تأیید کرد. معلوم شد که ناپیوستگی در هر تابش ذاتی است، که نور از بخش های جداگانه (کوانتوم) انرژی تشکیل شده است.

پلانک ثابت کرد که نور با فرکانس ارتعاش باید در بخش هایی ساطع و جذب شود و انرژی هر یک از این بخش ها برابر است با فرکانس ارتعاش ضرب در یک ثابت خاص که ثابت پلانک نامیده می شود.

در 14 دسامبر 1900، پلانک در مورد فرضیه و فرمول جدید تابش خود به انجمن فیزیک برلین گزارش داد. فرضیه ارائه شده توسط پلانک نشان دهنده تولد نظریه کوانتومی بود که انقلابی واقعی در فیزیک ایجاد کرد. فیزیک کلاسیک، برخلاف فیزیک مدرن، اکنون به معنای «فیزیک قبل از پلانک» است.

در سال 1906، تک نگاری پلانک با عنوان "سخنرانی هایی در مورد تئوری تابش حرارتی" منتشر شد. چندین بار تجدید چاپ شد. ترجمه روسی این کتاب با عنوان «نظریه تابش حرارتی» در سال 1935 منتشر شد.

نظریه جدید او علاوه بر ثابت پلانک، کمیت های اساسی دیگری مانند سرعت نور و عددی به نام ثابت بولتزمن را شامل می شود. در سال 1901، پلانک بر اساس داده های تجربی تابش جسم سیاه، مقدار ثابت بولتزمن را محاسبه کرد و با استفاده از سایر اطلاعات شناخته شده، عدد آووگادرو (تعداد اتم ها در یک مول از یک عنصر) را به دست آورد. پلانک بر اساس عدد آووگادرو توانست بار الکتریکی یک الکترون را با بیشترین دقت بیابد.

پلانک به هیچ وجه یک انقلابی نبود و نه خود او و نه سایر فیزیکدانان از معنای عمیق مفهوم "کوانتوم" آگاه نبودند. برای پلانک، کوانتوم فقط وسیله‌ای بود که امکان استخراج فرمولی را فراهم می‌کرد که مطابقت رضایت‌بخشی با منحنی تابش جسم سیاه داشت. او بارها تلاش کرد تا در سنت کلاسیک به توافق برسد، اما موفق نشد. در همان زمان، او با خوشحالی به اولین موفقیت های نظریه کوانتومی اشاره کرد که تقریباً بلافاصله دنبال شد.

موقعیت نظریه کوانتومی در سال 1905 تقویت شد، زمانی که آلبرت انیشتین از مفهوم فوتون - کوانتومی از تابش الکترومغناطیسی استفاده کرد. انیشتین پیشنهاد کرد که نور ماهیت دوگانه ای دارد: می تواند هم به صورت موج و هم به صورت ذره رفتار کند. در سال 1907، انیشتین موقعیت نظریه کوانتومی را با استفاده از مفهوم کوانتوم برای توضیح اختلافات مرموز بین پیش‌بینی‌های نظری و اندازه‌گیری‌های تجربی ظرفیت گرمایی ویژه اجسام تقویت کرد. تایید بیشتر قدرت بالقوه نوآوری پلانک در سال 1913 توسط نیلز بور، که نظریه کوانتومی را در ساختار اتم به کار برد.

در همان زمان، زندگی شخصی پلانک با تراژدی مشخص شد. همسر اول او، خواهرزاده ماریا مرک، که در سال 1885 با او ازدواج کرد و دو پسر و دو دختر دوقلو برای او به دنیا آورد، در سال 1909 درگذشت. دو سال بعد با خواهرزاده خود مارگا فون هسلین ازدواج کرد که از او نیز صاحب یک پسر شد. در طول جنگ جهانی اول، یکی از پسرانش در نزدیکی وردون درگذشت و در سال‌های بعد هر دو دخترش در زایمان جان باختند.

در سال 1919، پلانک جایزه نوبل فیزیک را برای سال 1918 دریافت کرد "به پاس خدمات او در توسعه فیزیک از طریق کشف کوانتوم های انرژی". همانطور که A. G. Ekstrand، یکی از اعضای آکادمی سلطنتی علوم سوئد در مراسم اهدای جایزه گفت: «نظریه تابش پلانک درخشان‌ترین ستاره‌های راهنمای تحقیقات فیزیکی مدرن است و تا آنجا که می‌توان قضاوت کرد، همچنان خواهد بود. مدتها قبل از گنجینه هایی که نبوغ او به دست آورده بود.» پلانک در سخنرانی نوبل خود در سال 1920 کار خود را خلاصه کرد و اعتراف کرد که "معرفی کوانتوم هنوز به ایجاد یک نظریه کوانتومی واقعی منجر نشده است."

در دهه بیست، شرودینگر، هایزنبرگ، دیراک و دیگران مکانیک کوانتومی را توسعه دادند. پلانک تفسیر احتمالی جدید مکانیک کوانتومی را دوست نداشت و مانند انیشتین سعی کرد پیش‌بینی‌های مبتنی بر اصل احتمال را با ایده‌های کلاسیک علیت تطبیق دهد. مقدر نبود که آرزوهای او محقق شود: رویکرد احتمالی زنده ماند.

سهم پلانک در فیزیک مدرن به کشف کوانتوم و ثابتی که اکنون نام او را بر خود دارد ختم نمی شود. او عمیقاً تحت تأثیر نظریه نسبیت خاص اینشتین قرار گرفت که در سال 1905 منتشر شد. حمایت کامل پلانک از نظریه جدید کمک زیادی به پذیرش نظریه نسبیت خاص توسط فیزیکدانان کرد. از دیگر دستاوردهای او، مشتق پیشنهادی او از معادله فوکر-پلانک است که رفتار سیستمی از ذرات را تحت تأثیر تکانه های تصادفی کوچک توصیف می کند.

در سال 1928، در سن هفتاد سالگی، پلانک بازنشستگی رسمی اجباری خود را آغاز کرد، اما روابط خود را با انجمن علوم پایه قیصر ویلهلم، که در سال 1930 رئیس آن شد، قطع نکرد. و در آستانه دهه هشتم به فعالیت های پژوهشی خود ادامه داد.

پلانک به عنوان مردی با عقاید ثابت و اعتقادات مذهبی، و صرفاً به عنوان یک فرد منصف، پس از به قدرت رسیدن هیتلر در سال 1933، علناً در دفاع از دانشمندان یهودی اخراج شده از سمت خود و مجبور به مهاجرت صحبت کرد. او در یک کنفرانس علمی به انیشتین که توسط نازی‌ها بی‌حرمت شده بود، سلام کرد. هنگامی که پلانک، به عنوان رئیس انجمن قیصر ویلهلم برای علوم پایه، به دیدار رسمی از هیتلر رفت، از فرصت استفاده کرد و تلاش کرد تا از آزار و اذیت دانشمندان یهودی جلوگیری کند. در پاسخ، هیتلر به طور کلی علیه یهودیان به راه انداخت. پس از آن، پلانک محتاط تر شد و سکوت کرد، اگرچه نازی ها بدون شک از نظرات او اطلاع داشتند. او به عنوان یک وطن‌پرست که به وطن خود عشق می‌ورزید، فقط می‌توانست دعا کند که ملت آلمان زندگی عادی خود را بازیابد. او به خدمت در جوامع مختلف آلمانی ادامه داد، به این امید که حداقل بخش کوچکی از علم و روشنگری آلمان را از نابودی کامل حفظ کند.

پلانک در یک شوک جدید بود. پسر دوم از ازدواج اولش در سال 1944 به دلیل مشارکت در یک توطئه ناموفق علیه هیتلر اعدام شد. پس از اینکه خانه و کتابخانه شخصی وی در حمله هوایی به برلین ویران شد، پلانک و همسرش به املاک روگتز در نزدیکی ماگدبورگ پناه بردند، جایی که خود را بین نیروهای آلمانی در حال عقب نشینی و نیروهای متفقین در حال پیشروی یافتند. در پایان، زوج پلانک توسط واحدهای آمریکایی کشف و به ایالت امن آن زمان گوتینگن منتقل شدند.

پلانک عمیقاً به مسائل فلسفی مربوط به علیت، اخلاق و اختیار علاقه مند بود و در مورد این موضوعات در چاپ و برای مخاطبان حرفه ای و غیر روحانی صحبت می کرد. پلانک یک کشیش (اما نه کشیش) در برلین، عمیقاً متقاعد شده بود که علم مکمل دین است و صداقت و احترام را می آموزد.

پلانک به واقعیت اعتقاد داشت دنیای بیرونو در قدرت ذهن توجه به این مهم است زیرا بسیار است مرحله مهمفعالیت های او در فضای بحرانی در فیزیک صورت گرفت. با این حال، پلانک ماتریالیستی قاطعانه با سرگرمی های پوزیتیویستی مد روز ماخ و استوالد مخالفت کرد. جورج پاجت تامسون، فیزیکدان برجسته، پسر جی جی تامسون، در کتاب خود می نویسد: "او یک آلمانی معمولی به بهترین معنای کلمه بود." ، می تواند تمام سفتی ها را از بین ببرد و به فردی جذاب تبدیل شود."

پلانک در طول زندگی خود عشق خود به موسیقی را به همراه داشت: یک پیانیست عالی بود، او اغلب با دوستش اینشتین کارهای مجلسی می نواخت تا زمانی که آلمان را ترک کرد. پلانک همچنین یک کوهنورد مشتاق بود و تقریباً تمام تعطیلات خود را در کوه های آلپ می گذراند.

پلانک عضو آکادمی های علوم آلمان و اتریش و همچنین انجمن ها و آکادمی های علمی در انگلستان، دانمارک، ایرلند، فنلاند، یونان، هلند، مجارستان، ایتالیا، اتحاد جماهیر شوروی، سوئد و ایالات متحده بود. انجمن فیزیک آلمان بالاترین جایزه خود را به افتخار او، مدال پلانک نامگذاری کرد و خود دانشمند اولین دریافت کننده این جایزه افتخاری شد. به افتخار هشتادمین سالگرد تولد او، یکی از سیارات کوچک پلانکی نام گرفت و پس از پایان جنگ جهانی دوم، انجمن علوم پایه قیصر ویلهلم به انجمن ماکس پلانک تغییر نام داد.

پلانک در 4 اکتبر 1947 شش ماه قبل از تولد نود سالگی اش در گوتینگن درگذشت. فقط نام و نام خانوادگی او و مقدار عددی ثابت پلانک روی سنگ قبر او حک شده است.

ماکس پلانک بیوگرافی کوتاهفیزیکدان آلمانی در این مقاله ارائه شده است.

بیوگرافی کوتاه ماکس پلانک

ماکس کارل ارنست لودویگ پلانک متولد شد 23 آوریل 1858در شهر کیلو پدرش استاد حقوق مدنی بود. پسر از سنین بسیار پایین شروع به نشان دادن توانایی های موسیقی خارق العاده ای کرد و نواختن پیانو و ارگ را یاد گرفت.

در سال 1867 خانواده او برای زندگی در مونیخ نقل مکان کردند. در اینجا ماکس پلانک وارد ورزشگاه سلطنتی کلاسیک شد و در آنجا به علوم طبیعی و دقیق علاقه پیدا کرد.

در سال 1874، پلانک با یک انتخاب روبرو شد - ادامه تحصیلات موسیقی یا تحصیل فیزیک. او دومی را ترجیح داد. ماکس شروع به مطالعه فیزیک و ریاضیات در دانشگاه های برلین و مونیخ کرد و دانش خود را در مورد نظریه کوانتومی، ترمودینامیک، نظریه احتمالات، نظریه تابش حرارتی، تاریخچه و روش شناسی فیزیک عمیق تر کرد.

در سال 1900، یک دانشمند جوان قانون توزیع انرژی در طیف یک جسم سیاه را فرموله کرد و یک ثابت با بعد عملکردی را معرفی کرد. فرمول ماکس پلانک بلافاصله تایید تجربی دریافت کرد. این یک احساس در علم بود. او به اصطلاح ثابت پلانک یا کوانتوم عمل را ایجاد کرد - این یکی از ثابت های جهانی در فیزیک است. و تاریخ 14 دسامبر 1900 است، روزی که ماکس پلانک گزارشی را به انجمن فیزیک آلمان ارائه کرد. مبانی نظریقانون تابش، به تاریخ تولد نظریه کوانتومی جدید تبدیل شد.

تحقیقات پلانک در مورد نظریه احتمال نیز از اهمیت زیادی برخوردار بود. دانشمند آلمانی یکی از اولین کسانی بود که آن را درک کرد و به طور مداوم از آن حمایت کرد. خودشه دستاوردهای علمیادامه - در سال 1906، ماکس پلانک معادله ای را برای دینامیک نسبیتی استخراج کرد و در طول تحقیقات خود فرمول هایی را برای تعیین تکانه و انرژی الکترون به دست آورد. بنابراین، دانشمندان نسبی سازی مکانیک کلاسیک را تکمیل کردند.

در سال 1919، ماکس پلانک جایزه نوبل فیزیک را برای سال 1918 دریافت کرد. فهرست دستاوردهای او شامل موارد زیر است - "به عنوان نشانه ای از وزن شایستگی های او در توسعه فیزیک از طریق کشف کوانتوم های انرژی."

با وجود دستاوردهای بزرگ در علم، زندگی شخصی پلانک بسیار غم انگیز بود. همسر اول او زود درگذشت و او را با 4 فرزند - دو دختر و دو پسر - گذاشت. او برای بار دوم ازدواج کرد و پنجمین فرزند دانشمند - یک پسر - به دنیا آمد. پسر بزرگش در جریان جنگ جهانی اول و دو دخترش هنگام زایمان جان باختند. پسر دوم او به دلیل شرکت در سوء قصد به هیتلر اعدام شد.

ماکس پلانک در گوتینگن درگذشت 4 اکتبر 1947تنها شش ماه تا 90 سالگی او باقی مانده است.

موسس فیزیک کوانتومماکس کارل ارنست لودویگ پلانک فیزیکدان نظری آلمانی در نظر گرفته می شود. این او بود که پایه های نظریه کوانتومی را در سال 1900 پایه گذاری کرد و پیشنهاد کرد که در طول تابش حرارتی انرژی در بخش های جداگانه - کوانتوم ها - ساطع و جذب می شود.

بعداً ثابت شد که هر تشعشعی با ناپیوستگی مشخص می شود.

از بیوگرافی

ماکس پلانک در 23 آوریل 1858 در کیل به دنیا آمد. پدرش، یوهان جولیوس ویلهلم فون پلانک، استاد حقوق بود. در سال 1867، ماکس پلانک شروع به تحصیل در ورزشگاه سلطنتی ماکسیمیلیان در مونیخ کرد، جایی که خانواده‌اش در آن زمان به آنجا نقل مکان کرده بودند. در سال 1874، پلانک از دبیرستان فارغ التحصیل شد و در دانشگاه های مونیخ و برلین شروع به تحصیل در ریاضیات و فیزیک کرد. پلانک تنها 21 سال داشت که در سال 1879 از پایان نامه خود با عنوان "قانون دوم نظریه مکانیکی گرما" که به قانون دوم ترمودینامیک اختصاص داشت، دفاع کرد. یک سال بعد، او از پایان نامه دوم خود با عنوان «وضعیت تعادل اجسام همسانگرد در دماهای مختلف» دفاع کرد و استادیار خصوصی در دانشکده فیزیک دانشگاه مونیخ شد.

در بهار 1885، ماکس پلانک یک استاد فوق العاده در گروه فیزیک نظری در دانشگاه کیل است. در سال 1897، دوره سخنرانی پلانک در مورد ترمودینامیک منتشر شد.

در ژانویه 1889، پلانک وظایف استادی فوق العاده در گروه فیزیک نظری در دانشگاه برلین را بر عهده گرفت و در سال 1982 استاد تمام شد. همزمان ریاست مؤسسه فیزیک نظری را بر عهده داشت.

در سال 1913/14 سال تحصیلیپلانک به عنوان رئیس دانشگاه برلین خدمت کرد.

نظریه کوانتومی پلانک

دوره برلین پربارترین دوره در حرفه علمی پلانک شد. در سال 1900 پلانک که از سال 1890 روی مشکل تابش حرارتی کار می کرد، پیشنهاد کرد که تابش الکترومغناطیسی پیوسته نیست. در بخش های جداگانه - کوانتومی منتشر می شود. و بزرگی کوانتوم به فرکانس تابش بستگی دارد. پلانک مشتق شد فرمول توزیع انرژی در طیف یک جسم کاملا سیاهاو ثابت کرد که نور در بخش‌های کوانتومی با فرکانس نوسان معین ساطع و جذب می‌شود. آ انرژی هر کوانتوم برابر با فرکانس ارتعاش ضرب در یک مقدار ثابت استثابت پلانک نامیده می شود.

E = hn، جایی که n فرکانس نوسان است، h ثابت پلانک است.

ثابت پلانکتماس گرفت ثابت بنیادی نظریه کوانتومی، یا کوانتوم عمل.

این کمیتی است که مقدار انرژی یک کوانتوم تابش الکترومغناطیسی را به فرکانس آن متصل می کند. اما از آنجایی که هر تابشی در کوانتوم رخ می دهد، ثابت پلانک برای هر سیستم نوسانی خطی معتبر است.

19 دسامبر 1900، زمانی که پلانک فرضیه خود را در جلسه انجمن فیزیک برلین گزارش کرد، روز تولد نظریه کوانتومی شد.

در سال 1901، بر اساس داده های مربوط به تشعشعات جسم سیاه، پلانک توانست مقدار را محاسبه کند ثابت بولتزمن. او نیز دریافت کرد شماره آووگادرو(تعداد اتم ها در یک مول) و ایجاد شد مقدار بار الکترونبا بالاترین دقت

در سال 1919، پلانک جایزه نوبل فیزیک سال 1918 را به خاطر خدماتش در زمینه توسعه فیزیک از طریق کشف کوانتوم های انرژی دریافت کرد.

در سال 1928، ماکس پلانک 70 ساله شد. او به طور رسمی بازنشسته شد. اما او از همکاری با انجمن قیصر ویلهلم برای علوم پایه دست نکشید. در سال 1930 رئیس این انجمن شد.

پلانک عضو آکادمی های علوم آلمان و اتریش، انجمن های علمی و آکادمی های ایرلند، انگلستان، دانمارک، فنلاند، هلند، یونان، ایتالیا، مجارستان، سوئد، ایالات متحده آمریکا و اتحاد جماهیر شوروی بود. انجمن فیزیک آلمان تأسیس شد. مدال پلانک این بالاترین جایزه این جامعه است. و اولین مالک افتخاری آن خود ماکس پلانک بود.