Biografia e shkurtër e Max Planck. Laureatët e Nobelit: Max Planck. Jeta personale më konstante e fizikantëve Max Planck

Fizikani gjerman Max Karl Ernst Ludwig Planck lindi në Kiel (i cili atëherë i përkiste Prusisë), në familjen e Johann Julius Wilhelm von Planck, profesor i së drejtës civile dhe Emma (nee Patzig) Planck. Si fëmijë, djali mësoi të luante piano dhe organo, duke zbuluar gjëra të jashtëzakonshme aftësitë muzikore. Në 1867, familja u shpërngul në Mynih dhe atje P. hyri në gjimnazin klasik Maximilian Royal, ku një mësues i shkëlqyer i matematikës së pari zgjoi interesin e tij për shkencat natyrore dhe ekzakte. Pas mbarimit të shkollës së mesme në 1874, ai do të studionte filologji klasike, provoi dorën e tij në kompozimin muzikor, por më pas i dha përparësi fizikës.

Për tre vjet P. studioi matematikë dhe fizikë në Universitetin e Mynihut dhe një vit në Universitetin e Berlinit. Një nga profesorët e tij në Mynih, fizikani eksperimental Philipp von Jolly, doli të ishte një profet i keq kur e këshilloi të riun P. të zgjidhte një profesion tjetër, pasi, sipas tij, nuk kishte mbetur asgjë thelbësisht e re në fizikë që mund të zbulohej. Ky këndvështrim, i përhapur në atë kohë, lindi nën ndikimin e sukseseve të jashtëzakonshme të shkencëtarëve në shekullin e 19-të. kemi arritur në rritjen e njohurive tona për proceset fizike dhe kimike.

Ndërsa ishte në Berlin, P. fitoi një pamje më të gjerë të fizikës falë botimeve të fizikantëve të shquar Hermann von Helmholtz dhe Gustav Kirchhoff, si dhe artikujve të Rudolf Clausius. Njohja me veprat e tyre kontribuoi në faktin se interesat shkencore të P. u përqendruan për një kohë të gjatë në termodinamikën - një fushë e fizikës në të cilën fenomenet e nxehtësisë studiohen në bazë të një numri të vogël ligjesh themelore, energji mekanike dhe konvertimin e energjisë. P. mori gradën e tij akademike si doktor në 1879, pasi kishte mbrojtur një disertacion në Universitetin e Mynihut mbi ligjin e dytë të termodinamikës, i cili thotë se asnjë proces i vazhdueshëm vetë-qëndrueshëm nuk mund të transferojë nxehtësinë nga një trup më i ftohtë në një trup më të ngrohtë.

Vitin tjetër, P. shkroi një vepër tjetër mbi termodinamikën, e cila i solli pozicionin e asistentit të vogël në Fakultetin e Fizikës në Universitetin e Mynihut. Në 1885 ai u bë profesor i asociuar në Universitetin e Kielit, gjë që forcoi pavarësinë e tij, forcoi pozitën e tij financiare dhe i dha më shumë kohë kërkimin shkencor. Punon P. mbi termodinamikën dhe aplikimet e saj në kimia fizike dhe elektrokimia i dha atij njohje ndërkombëtare. Në 1888, ai u bë profesor i asociuar në Universitetin e Berlinit dhe drejtor i Institutit të Fizikës Teorike (posti i drejtorit u krijua posaçërisht për të). Ai u bë profesor i plotë (i plotë) në 1892.

Që nga viti 1896, P. u interesua për matjet e bëra në Institutin Shtetëror të Fizikës dhe Teknologjisë në Berlin, si dhe për problemet e rrezatimit termik të trupave. Çdo trup që përmban nxehtësi lëshon rrezatim elektromagnetik. Nëse trupi është mjaft i nxehtë, atëherë ky rrezatim bëhet i dukshëm. Ndërsa temperatura rritet, trupi fillimisht bëhet i kuq i nxehtë, pastaj portokalli-verdhë dhe në fund i bardhë. Rrezatimi lëshon një përzierje frekuencash (në diapazonin e dukshëm, frekuenca e rrezatimit korrespondon me ngjyrën). Megjithatë, rrezatimi i një trupi varet jo vetëm nga temperatura, por edhe në një farë mase nga karakteristikat e sipërfaqes si ngjyra dhe struktura.

Fizikanët kanë adoptuar një trup imagjinar absolut të zi si një standard ideal për matje dhe kërkime teorike. Sipas përkufizimit, një trup plotësisht i zi është një trup që thith të gjithë rrezatimin që hyn në të dhe nuk reflekton asgjë. Rrezatimi i emetuar nga një trup i zi varet vetëm nga temperatura e tij. Megjithëse një trup i tillë ideal nuk ekziston, një guaskë e mbyllur me një hapje të vogël (për shembull, një furrë e ndërtuar siç duhet, muret dhe përmbajtja e së cilës janë në ekuilibër në të njëjtën temperaturë) mund të shërbejë si një përafrim.

Një nga provat e karakteristikave të trupit të zi të një guaskë të tillë vjen në vijim. Rrezatimi që ndodh në vrimë hyn në zgavër dhe, duke reflektuar nga muret, reflektohet pjesërisht dhe pjesërisht absorbohet. Meqenëse probabiliteti që rrezatimi të dalë nga vrima si rezultat i reflektimeve të shumta është shumë i vogël, ai është pothuajse plotësisht i zhytur. Rrezatimi që buron nga zgavra dhe del nga vrima përgjithësisht konsiderohet të jetë i barabartë me rrezatimin e emetuar nga një zonë me madhësi vrime në sipërfaqen e një trupi të zi në temperaturën e zgavrës dhe guaskës. Duke përgatitur kërkimin e tij, P. lexoi veprën e Kirchhoff mbi vetitë e një guaskë të tillë me një vrimë. Një përshkrim i saktë sasior i shpërndarjes së vëzhguar të energjisë së rrezatimit në këtë rast quhet problemi i trupit të zi.

Siç kanë treguar eksperimentet e trupit të zi, një grafik i energjisë (shkëlqimi) kundrejt frekuencës ose gjatësisë së valës është një kurbë karakteristike. Në frekuenca të ulëta (gjatësi valore të gjata), ajo shtypet kundër boshtit të frekuencës, pastaj në një frekuencë të ndërmjetme arrin një maksimum (një kulm me një majë të rrumbullakosur), dhe më pas në frekuenca më të larta (gjatësi vale të shkurtra) zvogëlohet. Ndërsa temperatura rritet, kurba ruan formën e saj, por zhvendoset drejt frekuencave më të larta. Janë vendosur marrëdhënie empirike midis temperaturës dhe frekuencës së pikut në kurbën e rrezatimit të trupit të zi (ligji i zhvendosjes së Wien-it, i quajtur sipas Wilhelm Wien) dhe midis temperaturës dhe energjisë totale të rrezatuar (ligji Stefan-Boltzmann, i quajtur sipas fizikantëve austriak Joseph Stefan dhe Ludwig Boltzmann), por askush nuk ishte në gjendje të nxirrte kurbën e rrezatimit të trupit të zi nga parimet e para të njohura në atë kohë.

Wien arriti të marrë një formulë gjysmë empirike që mund të rregullohet në mënyrë që të përshkruajë mirë kurbën në frekuenca të larta, por të përcjellë gabimisht sjelljen e saj në frekuenca të ulëta. J. W. Strett (Lord Rayleigh) dhe fizikani anglez James Jeans zbatuan parimin e shpërndarjes së barabartë të energjisë midis frekuencave të oshilatorëve që gjenden në hapësirën e një trupi të zi dhe arritën në një formulë tjetër (formula Rayleigh-Jeans). Ai riprodhoi mirë kurbën e rrezatimit të trupit të zi në frekuenca të ulëta, por u largua prej saj në frekuenca të larta.

P., nën ndikimin e teorisë së James Clerk Maxwell për natyrën elektromagnetike të dritës (botuar në 1873 dhe konfirmuar eksperimentalisht nga Heinrich Hertz në 1887), iu afrua problemit të trupit të zi nga pikëpamja e shpërndarjes së energjisë midis oshilatorëve elektrikë elementarë. , formë fizike të cilat nuk janë të specifikuara në asnjë mënyrë. Edhe pse në pamje të parë mund të duket se metoda që ai zgjodhi i ngjan përfundimit të Rayleigh-Jeans, P. hodhi poshtë disa nga supozimet e pranuara nga këta shkencëtarë.

Në vitin 1900, pas përpjekjeve të gjata dhe të vazhdueshme për të krijuar një teori që do të shpjegonte në mënyrë të kënaqshme të dhënat eksperimentale, P. arriti të nxjerrë një formulë që, siç zbuluan fizikantët eksperimentalë nga Instituti Shtetëror i Fizikës dhe Teknologjisë, ra dakord me rezultatet e matjes me saktësi të jashtëzakonshme. . Ligjet e Wien-it dhe Stefan-Boltzmann-it ndoqën gjithashtu nga formula e Planck-ut. Megjithatë, për të nxjerrë formulën e tij, atij iu desh të prezantonte një koncept radikal që shkonte kundër të gjitha parimeve të vendosura. Energjia e oshilatorëve Planck nuk ndryshon vazhdimisht, siç do të ndiqte nga fizika tradicionale, por mund të marrë vetëm vlera diskrete, duke u rritur (ose duke u ulur) në hapa të fundëm. Çdo hap energjetik është i barabartë me një konstante të caktuar (tani e quajtur konstanta e Planck-ut) shumëzuar me frekuencën. Pjesët diskrete të energjisë u quajtën më pas kuantë. Hipoteza e paraqitur nga P. shënoi lindjen e teorisë kuantike, e cila realizoi një revolucion të vërtetë në fizikë. Fizika klasike, në krahasim me fizikën moderne, tani do të thotë "fizikë para Planck".

P. nuk ishte aspak një revolucionar, dhe as ai vetë dhe as fizikanët e tjerë nuk ishin të vetëdijshëm për kuptimin e thellë të konceptit të "kuantit". Për P., kuanti ishte vetëm një mjet që bëri të mundur nxjerrjen e një formule që jepte një marrëveshje të kënaqshme me kurbën e rrezatimit të një trupi absolutisht të zi. Ai u përpoq vazhdimisht të arrinte marrëveshje brenda traditës klasike, por pa sukses. Në të njëjtën kohë, ai vuri në dukje me kënaqësi sukseset e para të teorisë kuantike, të cilat pasuan pothuajse menjëherë. Teoria e tij e re përfshinte, përveç konstantës së Planck-ut, edhe sasi të tjera themelore, të tilla si shpejtësia e dritës dhe një numër i njohur si konstanta e Boltzmann-it. Në vitin 1901, bazuar në të dhënat eksperimentale mbi rrezatimin e trupit të zi, P. llogariti vlerën e konstantës së Boltzmann-it dhe, duke përdorur informacione të tjera të njohura, mori numrin e Avogadro-s (numrin e atomeve në një mol të një elementi). Bazuar në numrin e Avogadros, P. ishte në gjendje të gjente ngarkesën elektrike të një elektroni me saktësi të jashtëzakonshme.

Pozicioni i teorisë kuantike u forcua në vitin 1905, kur Albert Ajnshtajni përdori konceptin foton - kuantik. rrezatimi elektromagnetik– të shpjegojë efektin fotoelektrik (emetimi i elektroneve nga një sipërfaqe metalike e ndriçuar nga rrezatimi ultravjollcë). Ajnshtajni sugjeroi që drita ka një natyrë të dyfishtë: ajo mund të sillet edhe si valë (siç na bind e gjithë fizika e mëparshme) dhe si grimcë (siç dëshmohet nga efekti fotoelektrik). Në vitin 1907, Ajnshtajni forcoi më tej pozicionin e teorisë kuantike duke përdorur konceptin e kuantit për të shpjeguar mospërputhjet e çuditshme midis parashikimeve teorike dhe matjeve eksperimentale të kapacitetit specifik të nxehtësisë së trupave - sasia e nxehtësisë që kërkohet për të rritur temperaturën e një njësie të masës. e një të ngurtë me një shkallë.

Një tjetër konfirmim i fuqisë së mundshme të inovacionit të prezantuar nga P. erdhi në vitin 1913 nga Niels Bohr, i cili aplikoi teorinë kuantike në strukturën e atomit. Në modelin e Bohr-it, elektronet në një atom mund të jenë vetëm në nivele të caktuara energjetike të përcaktuara nga kufizimet kuantike. Kalimi i elektroneve nga një nivel në tjetrin shoqërohet me lëshimin e një ndryshimi energjie në formën e një fotoni rrezatimi me një frekuencë të barabartë me energjinë e fotonit të ndarë me konstanten e Planck. Kështu, u mor një shpjegim kuantik për spektrat karakteristikë të rrezatimit të emetuar nga atomet e ngacmuar.

Më 1919 u shpërblye P. Çmimi Nobël në fizikë për vitin 1918 "në njohje të shërbimeve të tij në zhvillimin e fizikës nëpërmjet zbulimit të kuanteve të energjisë". Siç tha A.G. Ekstrand, anëtar i Akademisë Mbretërore Suedeze të Shkencave, në ceremoninë e ndarjes së çmimeve, “Teoria e rrezatimit e P. është më e ndritura nga yjet udhërrëfyese të kërkimit fizik modern dhe, për aq sa mund të gjykohet, do të jetë ende shumë kohë përpara se të shteren thesaret që u përftuan nga gjeniu i tij.” . Në leksionin e Nobelit të mbajtur në vitin 1920, P. përmblodhi punën e tij dhe pranoi se "prezantimi i kuantit nuk ka çuar ende në krijimin e një teorie të vërtetë kuantike".

20s dëshmuar zhvillimin nga Erwin Schrödinger, Werner Heisenberg, P.A.M. Dirac dhe të tjerët Mekanika kuantike– i pajisur me aparatin kompleks matematikor të teorisë kuantike. P. nuk i pëlqente interpretimi i ri probabilistik i mekanikës kuantike dhe, si Ajnshtajni, ai u përpoq të pajtonte parashikimet e bazuara vetëm në parimin e probabilitetit me idetë klasike të shkakësisë. Aspiratat e tij nuk ishin të destinuara të realizoheshin: qasja probabiliste mbijetoi.

Kontributi i P. në fizikën moderne nuk kufizohet vetëm në zbulimin e kuantit dhe konstantës që tani mban emrin e tij. Atij i bëri shumë përshtypje teoria speciale e relativitetit të Ajnshtajnit, e botuar në vitin 1905. Mbështetja e plotë e dhënë nga P. për teorinë e re kontribuoi shumë në pranimin e teorisë speciale të relativitetit nga fizikanët. Ndër arritjet e tjera të tij është derivimi i tij i propozuar i ekuacionit Fokker-Planck, i cili përshkruan sjelljen e një sistemi grimcash nën ndikimin e impulseve të vogla të rastësishme (Adrian Fokker është një fizikant holandez që përmirësoi metodën e përdorur për herë të parë nga Ajnshtajni për të përshkruar lëvizjen Brownian - lëvizja kaotike zigzag e grimcave të vogla të pezulluara në një lëng). Në vitin 1928, në moshën shtatëdhjetë vjeçare, Planck doli në pension të detyrueshëm zyrtar, por nuk i prishi lidhjet me Shoqërinë shkencat bazë Kaiser Wilhelm, president i të cilit u bë në vitin 1930. Dhe në prag të dekadës së tetë, ai vazhdoi aktivitetet e tij kërkimore.

Jeta personale e P. u shënua nga tragjedia. Gruaja e tij e parë, e mbina Maria Merck, me të cilën u martua në 1885 dhe që i lindi dy djem dhe dy vajza binjake, vdiq në vitin 1909. Dy vjet më vonë ai u martua me mbesën e tij Marga von Hesslin, me të cilën pati edhe një djalë. Djali i madh i P. vdiq në të parën lufte boterore, dhe në vitet pasuese të dy vajzat e tij vdiqën gjatë lindjes. Djali i dytë nga martesa e tij e parë u ekzekutua në vitin 1944 për pjesëmarrjen e tij në një komplot të dështuar kundër Hitlerit.

Si një person me pikëpamje të vendosura dhe besime fetare, dhe thjesht si një person i drejtë, P., pasi Hitleri erdhi në pushtet në 1933, u shpreh publikisht në mbrojtje të shkencëtarëve hebrenj të përjashtuar nga postet e tyre dhe të detyruar të emigrojnë. Në një konferencë shkencore ai përshëndeti Ajnshtajnin, i cili u anatemua nga nazistët. Kur P., si president i Shoqërisë Kaiser Wilhelm për Shkenca Bazë, bëri një vizitë zyrtare te Hitleri, ai shfrytëzoi këtë mundësi për të ndaluar persekutimin e shkencëtarëve hebrenj. Si përgjigje, Hitleri nisi një tirade kundër hebrenjve në përgjithësi. Më pas, P. u bë më i rezervuar dhe heshti, megjithëse nazistët pa dyshim dinin për pikëpamjet e tij.

Si një atdhetar që e do atdheun e tij, ai mund të lutej vetëm për këtë kombi gjerman rifitoi jetën e saj normale. Ai vazhdoi të shërbente në gjermanisht të ndryshëm shoqëritë e ditura me shpresën për të shpëtuar të paktën një pjesë të vogël të shkencës dhe iluminizmit gjerman nga shkatërrimi i plotë. Pasi shtëpia dhe biblioteka e tij personale u shkatërruan gjatë një sulmi ajror në Berlin, P. dhe gruaja e tij u përpoqën të gjenin strehim në pasurinë Rogetz pranë Magdeburgut, ku u gjendën mes trupave gjermane që tërhiqeshin dhe forcave aleate që përparonin. Në fund, çifti Planck u zbulua nga njësitë amerikane dhe u dërgua në shtetin e atëhershëm të sigurt të Göttingen.

P. vdiq në Göttingen më 4 tetor 1947, gjashtë muaj para ditëlindjes së tij të 90-të. Në gurin e varrit të tij janë gdhendur vetëm emri dhe mbiemri i tij dhe vlera numerike e konstantës së Planck.

Ashtu si Bohr dhe Ajnshtajni, P. ishte thellësisht i interesuar probleme filozofike lidhur me shkakun, etikën dhe vullnetin e lirë, dhe ka folur për këto tema në shtyp dhe me audiencë profesionale dhe laike. Duke vepruar si pastor (por pa priftëri) në Berlin, P. ishte thellësisht i bindur se shkenca plotëson fenë dhe mëson vërtetësinë dhe respektin.

Gjatë gjithë jetës së tij, P. mbajti me vete dashurinë për muzikën që iu ndez në fëmijërinë e hershme. Një pianist i shkëlqyer, ai shpesh luante vepra dhome me mikun e tij Ajnshtajn derisa u largua nga Gjermania. P. ishte gjithashtu një alpinist i mprehtë dhe i kalonte pothuajse çdo pushim në Alpe.

Përveç çmimit Nobel, P. u nderua me Medaljen Copley të Shoqërisë Mbretërore të Londrës (1928) dhe çmimin Goethe të Frankfurt am Main (1946). Shoqëria Gjermane Fizike e emëroi çmimin e saj më të lartë për nder të tij, Medaljen Planck, dhe vetë P. ishte marrësi i parë i këtij çmimi nderi. Për nder të ditëlindjes së tij të 80-të, një nga planetët e vegjël u quajt Planckian, dhe pas përfundimit të Luftës së Dytë Botërore, Shoqëria Kaiser Wilhelm për Shkenca Bazë u riemërua Shoqëria Max Planck. P. ishte anëtar i Akademisë së Shkencave Gjermane dhe Austriake, si dhe shoqëritë shkencore dhe akademi në Angli, Danimarkë, Irlandë, Finlandë, Greqi, Holandë, Hungari, Itali, Bashkimi Sovjetik, Suedia, Ukraina dhe Shtetet e Bashkuara.

PLANK, MAX(Planck, Max) (1858–1947), fizikan teorik gjerman, themelues i teorisë kuantike. Lindur më 23 prill 1858 në Kiel. Ai studioi në universitetet e Mynihut dhe Berlinit, në këtë të fundit ndoqi një kurs leksionesh nga fizikantët Helmholtz dhe Kirchhoff dhe matematikani Weierstrass. Në të njëjtën kohë, ai studioi me kujdes punimet mbi termodinamikën e Clausius, të cilat përcaktuan kryesisht drejtimin e kërkimit të Planck në këto vite. Në vitin 1879 ai u bë doktor i filozofisë, duke paraqitur një disertacion për mbrojtje Mbi ligjin e dytë të nxehtësisë mekanike. Në të tijën punë disertacioni shqyrtoi çështjen e pakthyeshmërisë së procesit të përcjelljes së nxehtësisë dhe dha formulimin e parë të përgjithshëm të ligjit të entropisë në rritje. Një vit pas mbrojtjes së tij, ai mori të drejtën për të dhënë mësim në fizikë teorike dhe e dha këtë lëndë në Universitetin e Mynihut për pesë vjet. Në 1885 ai u bë profesor i fizikës teorike në Universitetin e Kielit. Publikimi i tij më domethënës gjatë kësaj periudhe ishte libri Parimi i ruajtjes së energjisë, i cili mori një çmim në konkursin e Fakultetit Filozofik të Universitetit të Göttingen. Më 1889 Planck u ftua në Universitetin e Berlinit në pozicionin e profesorit të jashtëzakonshëm dhe tre vjet më vonë u emërua profesor ordiner. Në vitet e para të qëndrimit në Berlin, ai studioi teorinë e nxehtësisë, elektro- dhe termokimisë, ekuilibrin në gaze dhe tretësirë ​​të holluar.

Në 1896 Planck filloi kërkimin e tij klasik në fushën e rrezatimit termik. Pasi u nis për zgjidhjen e problemit të shpërndarjes së energjisë në spektrin e rrezatimit të një trupi të zi, në vitin 1900 ai nxori një formulë gjysmë empirike, e cila në temperatura të larta dhe gjatësi vale të gjata përshkruan në mënyrë të kënaqshme të dhënat eksperimentale të Kurlbaum dhe Rubens, dhe në valë të shkurtra dhe temperaturat e ulëta u kthyen në ligjin e Vjenës. Në procesin e vërtetimit teorik të formulës së tij, Planck arriti në një përfundim mahnitës: ai zbuloi se ekuacioni është i vlefshëm vetëm nën një koncept krejtësisht të ri, domethënë: gjatë rrezatimit, energjia nuk emetohet ose absorbohet vazhdimisht dhe jo në asnjë sasi, por vetëm në pjesë të pandashme - "kuanta" . Në këtë rast, energjia e kuantit është proporcionale me frekuencën e lëkundjes dhe konstanten e re themelore, e cila ka dimensionin e veprimit. Kjo konstante themelore tani quhet konstanta e Plankut. Dita 14 dhjetor 1900, kur Planck raportoi në Shoqërinë Fizike Gjermane për derivimin teorik të ligjit të rrezatimit, u bë data e lindjes së teorisë kuantike dhe një epokë e re në shkencën natyrore. Megjithatë, teoria e propozuar nga Planck si një vërtetim i formulës që ai nxori nuk tërhoqi vëmendjen e shkencëtarëve deri në vitin 1905, kur A. Ajnshtajni përdori idenë revolucionare të kuanteve, duke e shtrirë atë në vetë procesin e rrezatimit dhe duke parashikuar ekzistencën e foton. Në 1918 Planck u nderua me Çmimin Nobel në Fizikë për teorinë e tij. Vetë shkencëtari, në fund të jetës së tij, pranoi se për shumë vite me radhë ai u përpoq "të integronte disi kuantumin e veprimit në sistemin e fizikës klasike", por ai dështoi.

Puna e Planck-ut mbi teorinë e relativitetit kishte një rëndësi të madhe. Në vitin 1906, ai nxori ekuacionet e dinamikës relativiste, duke marrë shprehje për energjinë dhe momentin e elektronit.

Në vitin 1926, Planck la postin e tij në Universitetin e Berlinit (ku E. Schrödinger u bë pasuesi i tij), por vazhdoi të merrte pjesë aktive në jeta shkencore, dhe gjithashtu mbajti leksione publike për fizikën. Në 1912-1938 ai ishte sekretar i përhershëm i Akademisë së Shkencave të Berlinit dhe për një kohë të gjatë ishte president i Shoqërisë Kaiser Wilhelm (që nga viti 1948 - Shoqëria Max Planck). I detyruar nga pozicioni i tij për të nderuar Hitlerin, ai pati një bisedë me të në vitin 1933, të cilën ai u përpoq ta përdorte për të parandaluar shkarkimin masiv të shkencëtarëve hebrenj.

Gjatë Luftës së Dytë Botërore, Planck vuajti shumë vështirësi. Vitet e fundit jeta e tij u la në hije nga vdekja e djalit të tij, i ekzekutuar për pjesëmarrje në atentatin ndaj Hitlerit më 20 korrik 1944. Planck vdiq në Göttingen më 4 tetor 1947.

Ndër veprat e shumta të shkencëtarit - Leksione mbi teorinë e rrezatimit termik (Vorlesungen über die Theorie der Warmestrahlung, 1906), Hyrje në fizikën teorike (Einführung në teorinë e fizikës, Bd. 1–5, 1916–1930), Shtigjet e njohurive fizike (Wege zur physikalischen Erkenntnis, 1933).

Max Planck (1858-1947).

Fizikani gjerman Max Karl Ernst Ludwig Planck lindi më 23 prill 1858 në qytetin prusian të Kielit, në familjen e Johann Julius Wilhelm von Planck, një profesor i së drejtës civile dhe Emma (nee Patzig) Planck. Si fëmijë, djali mësoi të luante piano dhe organo, duke zbuluar aftësi të jashtëzakonshme muzikore. Në 1867, familja u transferua në Mynih dhe atje Planck hyri në gjimnazin klasik Maximilian Royal, ku një mësues i shkëlqyer i matematikës së pari zgjoi interesin e tij për shkencat natyrore dhe ekzakte. Me mbarimin e shkollës së mesme në 1874, ai fillimisht synoi të studionte filologjinë klasike, provoi dorën e tij në kompozim muzikor, por më pas i dha përparësi fizikës.

Për tre vjet Planck studioi matematikë dhe fizikë në Universitetin e Mynihut dhe një vit në Universitetin e Berlinit. Një nga profesorët e tij në Mynih, fizikani eksperimental Philipp von Jolly, doli të ishte një profet i keq kur këshilloi të riun Planck të zgjidhte një profesion tjetër, pasi, sipas tij, nuk kishte asgjë thelbësisht të re në fizikë që mund të zbulohej. Kjo pikëpamje, e përhapur në atë kohë, u ndikua nga sukseset e jashtëzakonshme që arritën shkencëtarët në shekullin e 19-të në rritjen e njohurive tona për proceset fizike dhe kimike.

Ndërsa ishte në Berlin, Planck fitoi një pamje më të gjerë të fizikës falë botimeve të fizikantëve të shquar Hermann von Helmholtz dhe Gustav Kirchhoff, si dhe artikujve të Rudolf Clausius. Njohja me veprat e tyre kontribuoi në faktin se interesat shkencore të Planck u përqendruan për një kohë të gjatë në termodinamikën - një fushë e fizikës në të cilën fenomenet e nxehtësisë, energjisë mekanike dhe shndërrimit të energjisë studiohen në bazë të një numri të vogël ligjesh themelore.

Planck mori doktoraturën në 1879, pasi mbrojti tezën e tij në Universitetin e Mynihut "Për ligjin e dytë të teorisë mekanike të nxehtësisë" - ligji i dytë i termodinamikës, i cili thotë se asnjë proces i vazhdueshëm vetë-qëndrueshëm nuk mund të transferojë nxehtësinë nga një i ftohtë. trupi në një më të ngrohtë. Një vit më vonë, ai mbrojti disertacionin e tij "Gjendja e ekuilibrit të trupave izotropikë në temperatura të ndryshme", gjë që i dha atij pozicionin e asistentit të vogël në Fakultetin e Fizikës në Universitetin e Mynihut.

Në 1885 ai u bë profesor i asociuar në Universitetin e Kielit, gjë që forcoi pavarësinë e tij, forcoi pozitën e tij financiare dhe i dha më shumë kohë kërkimeve shkencore. Puna e Planck në termodinamikën dhe aplikimet e saj në kiminë fizike dhe elektrokiminë i dha atij njohje ndërkombëtare. Në 1888, ai u bë profesor i asociuar në Universitetin e Berlinit dhe drejtor i Institutit të Fizikës Teorike (posti i drejtorit u krijua posaçërisht për të).

Ndërsa punonte si asistent profesor në Universitetin e Mynihut, Planck filloi të përpilonte një kurs leksionesh mbi fizikën teorike. Por deri në 1897 ai nuk mund të fillonte të botonte leksionet e tij. Në 1887, ai shkroi një ese konkurruese për një çmim nga Fakulteti i Filozofisë në Universitetin e Göttingen. Për këtë ese, Planck mori një çmim dhe vetë vepra, që përmban një analizë historike dhe metodologjike të ligjit të ruajtjes së energjisë, u ribotua pesë herë, nga 1887 deri në 1924. Në të njëjtën kohë, Planck botoi një numër veprash mbi termodinamikën e proceseve fizike dhe kimike. Teoria që ai krijoi u bë veçanërisht e famshme. ekuilibri kimik solucione të holluara. Në 1897, u botua botimi i parë i leksioneve të tij mbi termodinamikën. Ky libër klasik është ribotuar disa herë (botimi i fundit është botuar në vitin 1922) dhe është përkthyer në gjuhë të huaja, duke përfshirë në rusisht. Në atë kohë, Planck ishte tashmë një profesor i zakonshëm në Universitetin e Berlinit dhe një anëtar i Akademisë së Shkencave Prusiane.

Që nga viti 1896, Planck u interesua për matjet e kryera në Institutin Shtetëror të Fizikës dhe Teknologjisë në Berlin, si dhe për problemet e rrezatimit termik të trupave. Gjatë kryerjes së kërkimit të tij, Planck tërhoqi vëmendjen ndaj ligjeve të reja fizike. Bazuar në eksperiment, ai vendosi ligjin e rrezatimit termik të një trupi të nxehtë. Në të njëjtën kohë, ai u përball me faktin se rrezatimi është i ndërprerë. Planck ishte në gjendje të vërtetonte ligjin e tij vetëm me ndihmën e supozimit të jashtëzakonshëm se energjia e dridhjeve të atomeve nuk është arbitrare, por mund të marrë vetëm një numër vlerash të përcaktuara mirë. Studimet e mëvonshme konfirmuan plotësisht këtë supozim. Doli se ndërprerja është e natyrshme në çdo rrezatim, se drita përbëhet nga pjesë individuale (kuanta) të energjisë.

Planck vendosi që drita me një frekuencë vibrimi duhet të emetohet dhe të përthithet në pjesë, dhe energjia e secilës pjesë të tillë është e barabartë me frekuencën e dridhjeve të shumëzuar me një konstante të veçantë, të quajtur konstanta e Plankut.

Më 14 dhjetor 1900, Planck raportoi në Shoqërinë Fizike të Berlinit për hipotezën e tij dhe formulën e re për rrezatimin. Hipoteza e paraqitur nga Planck shënoi lindjen e teorisë kuantike, e cila bëri një revolucion të vërtetë në fizikë. Fizika klasike, ndryshe nga fizika moderne, tani do të thotë "fizikë para Planck".

Në vitin 1906 u botua monografia e Planck-ut “Leksione mbi Teorinë e Rrezatimit Termik”. Është ribotuar disa herë. Përkthimi rusisht i librit me titull "Teoria e rrezatimit termik" u botua në 1935.

Teoria e tij e re përfshinte, përveç konstantës së Planck-ut, sasi të tjera themelore si shpejtësia e dritës dhe një numër i njohur si konstanta e Boltzmann-it. Në vitin 1901, bazuar në të dhënat eksperimentale mbi rrezatimin e trupit të zi, Planck llogariti vlerën e konstantës së Boltzmann-it dhe, duke përdorur informacione të tjera të njohura, mori numrin e Avogadro-s (numrin e atomeve në një mol të një elementi). Bazuar në numrin e Avogadros, Planck ishte në gjendje të gjente ngarkesën elektrike të një elektroni me saktësinë më të lartë.

Planck nuk ishte aspak një revolucionar, dhe as ai vetë dhe as fizikanët e tjerë nuk ishin të vetëdijshëm për kuptimin e thellë të konceptit të "kuantit". Për Planck-un, kuanti ishte thjesht një mjet që bëri të mundur nxjerrjen e një formule që jepte një marrëveshje të kënaqshme me kurbën e rrezatimit të trupit të zi. Ai u përpoq vazhdimisht të arrinte marrëveshje brenda traditës klasike, por pa sukses. Në të njëjtën kohë, ai vuri në dukje me kënaqësi sukseset e para të teorisë kuantike, të cilat pasuan pothuajse menjëherë.

Pozicioni i teorisë kuantike u forcua në vitin 1905, kur Albert Ajnshtajni përdori konceptin e një fotoni - një kuant i rrezatimit elektromagnetik. Ajnshtajni propozoi se drita ka një natyrë të dyfishtë: ajo mund të sillet edhe si valë edhe si grimcë. Në vitin 1907, Ajnshtajni forcoi më tej pozicionin e teorisë kuantike duke përdorur konceptin e kuantit për të shpjeguar mospërputhjet misterioze midis parashikimeve teorike dhe matjeve eksperimentale të kapacitetit specifik të nxehtësisë së trupave. Konfirmimi i mëtejshëm i fuqisë së mundshme të inovacionit të Planck erdhi në 1913 nga Niels Bohr, i cili aplikoi teorinë kuantike në strukturën e atomit.

Në të njëjtën kohë, jeta personale e Planck u shënua nga tragjedia. Gruaja e tij e parë, e lindja Maria Merck, me të cilën u martua në 1885 dhe e cila i lindi dy djem dhe dy vajza binjake, vdiq në vitin 1909. Dy vjet më vonë ai u martua me mbesën e tij Marga von Hesslin, me të cilën pati edhe një djalë. Gjatë Luftës së Parë Botërore, një nga djemtë e tij vdiq pranë Verdun, dhe në vitet e mëvonshme të dy vajzat e tij vdiqën në lindje.

Në vitin 1919, Planck iu dha Çmimi Nobel në Fizikë për vitin 1918 "në njohje të shërbimeve të tij në zhvillimin e fizikës nëpërmjet zbulimit të kuanteve të energjisë". Siç tha A. G. Ekstrand, një anëtar i Akademisë Mbretërore Suedeze të Shkencave, në ceremoninë e ndarjes së çmimeve, “Teoria e rrezatimit të Planck është më e ndritura nga yjet udhërrëfyese të kërkimit fizik modern dhe, për aq sa mund të gjykohet, do të jetë akoma. shumë kohë përpara thesareve që u morën nga gjeniu i tij”. Në leksionin e tij Nobel të mbajtur në vitin 1920, Planck përmblodhi punën e tij dhe pranoi se "prezantimi i kuantit nuk ka çuar ende në krijimin e një teorie të vërtetë kuantike".

Në të njëzetat, Schrödinger, Heisenberg, Dirac dhe të tjerë zhvilluan mekanikën kuantike. Planck-ut nuk i pëlqente interpretimi i ri probabilistik i mekanikës kuantike dhe, si Ajnshtajni, ai u përpoq të pajtonte parashikimet e bazuara vetëm në parimin e probabilitetit me idetë klasike të shkakësisë. Aspiratat e tij nuk ishin të destinuara të realizoheshin: qasja probabiliste mbijetoi.

Kontributi i Planck në fizikën moderne nuk përfundon me zbulimin e kuantit dhe konstantës që tani mban emrin e tij. Atij i bëri shumë përshtypje teoria e relativitetit special të Ajnshtajnit, e botuar në vitin 1905. Mbështetja e plotë e Plankut për teorinë e re kontribuoi shumë në pranimin e teorisë speciale të relativitetit nga fizikanët. Ndër arritjet e tij të tjera është derivimi i tij i propozuar i ekuacionit Fokker-Planck, i cili përshkruan sjelljen e një sistemi grimcash nën ndikimin e impulseve të vogla të rastësishme.

Në vitin 1928, në moshën shtatëdhjetë vjeçare, Planck hyri në pensionin e tij të detyrueshëm zyrtar, por nuk i prishi lidhjet me Shoqërinë Kaiser Wilhelm për Shkenca Bazë, e së cilës u bë president në 1930. Dhe në prag të dekadës së tetë, ai vazhdoi aktivitetet e tij kërkimore.

Si një njeri me pikëpamje të vendosura dhe bindje fetare, dhe thjesht si një person i drejtë, Planck, pasi Hitleri erdhi në pushtet në 1933, foli publikisht në mbrojtje të shkencëtarëve hebrenj të përjashtuar nga postet e tyre dhe të detyruar të emigrojnë. Në një konferencë shkencore ai përshëndeti Ajnshtajnin, i cili u anatemua nga nazistët. Kur Planck, si president i Shoqërisë Kaiser Wilhelm për Shkencën Bazë, bëri një vizitë zyrtare te Hitleri, ai shfrytëzoi rastin të përpiqej të ndalonte persekutimin e shkencëtarëve hebrenj. Si përgjigje, Hitleri nisi një tirade kundër hebrenjve në përgjithësi. Më pas, Planck u bë më i rezervuar dhe heshti, megjithëse nazistët pa dyshim dinin për pikëpamjet e tij. Si një patriot që e donte atdheun e tij, ai vetëm mund të lutej që kombi gjerman të rifitonte jetën e tij normale. Ai vazhdoi të shërbente në shoqëri të ndryshme gjermane me shpresën për të ruajtur të paktën një pjesë të vogël të shkencës dhe iluminizmit gjerman nga shkatërrimi i plotë.

Planck ishte në një tronditje të re. Djali i dytë nga martesa e tij e parë u ekzekutua në vitin 1944 për pjesëmarrjen e tij në një komplot të dështuar kundër Hitlerit. Pasi shtëpia e tij dhe biblioteka personale u shkatërruan në një sulm ajror në Berlin, Planck dhe gruaja e tij kërkuan strehim në pasurinë Rogetz pranë Magdeburgut, ku u gjendën të kapur mes trupave gjermane që tërhiqeshin dhe forcave aleate që avanconin. Në fund, çifti Planck u zbulua nga njësitë amerikane dhe u dërgua në shtetin e atëhershëm të sigurt të Göttingen.

Planck ishte thellësisht i interesuar për çështjet filozofike që lidhen me shkakun, etikën dhe vullnetin e lirë, dhe foli për këto tema në shtyp dhe për audiencën profesionale dhe laike. Pastor (por jo prift) në Berlin, Planck ishte thellësisht i bindur se shkenca plotësonte fenë dhe mësonte vërtetësinë dhe respektin.

Planck besonte në realitet Bota e jashtme dhe në fuqinë e mendjes. Kjo është e rëndësishme të theksohet sepse është shumë fazë e rëndësishme Aktivitetet e tij u zhvilluan në një klimë krize në fizikë. Megjithatë, Planck me mendje materialiste kundërshtoi me vendosmëri hobet e modës pozitiviste të Mach dhe Ostwald. "Ai ishte një gjerman tipik në kuptimin më të mirë të fjalës," shkruan George Paget Thomson, një fizikant i shquar, i biri i J. J. Thomson, në librin e tij. "I ndershëm, pedant, vetë-respektues, në dukje mjaft i vendosur, por në kushte të favorshme. , i aftë të heqë çdo ngurtësi dhe të kthehet në një person simpatik."

Gjatë gjithë jetës së tij, Planck mbajti dashurinë e tij për muzikën: një pianist i shkëlqyer, ai shpesh luante vepra dhome me mikun e tij Ajnshtajn derisa u largua nga Gjermania. Planck ishte gjithashtu një alpinist i mprehtë dhe kalonte pothuajse çdo pushim në Alpe.

Planck ishte anëtar i Akademive Gjermane dhe Austriake të Shkencave, si dhe i shoqërive dhe akademive shkencore në Angli, Danimarkë, Irlandë, Finlandë, Greqi, Holandë, Hungari, Itali, Bashkimin Sovjetik, Suedi dhe Shtetet e Bashkuara. Shoqëria Gjermane Fizike e emëroi çmimin e saj më të lartë për nder të tij, Medaljen Planck, dhe vetë shkencëtari u bë marrësi i parë i këtij çmimi nderi. Për nder të ditëlindjes së tij të tetëdhjetë, një nga planetët e vegjël u quajt Planckian, dhe pas përfundimit të Luftës së Dytë Botërore, Shoqëria Kaiser Wilhelm për Shkenca Bazë u riemërua Shoqëria Max Planck.

Planck vdiq në Göttingen më 4 tetor 1947, gjashtë muaj para ditëlindjes së tij të nëntëdhjetë. Në gurin e varrit të tij janë gdhendur vetëm emri dhe mbiemri i tij dhe vlera numerike e konstantës së Planck.

Max Planck biografi e shkurtër Fizikanti gjerman është paraqitur në këtë artikull.

Biografia e shkurtër e Max Planck

Max Karl Ernst Ludwig Planck ka lindur në 23 prill 1858 në qytetin e Kilevit. Babai i tij ishte profesor i së drejtës civile. Që në moshë shumë të re, djali filloi të shfaqte aftësi të jashtëzakonshme muzikore, duke mësuar të luante piano dhe organo.

Në 1867 familja e tij u shpërngul për të jetuar në Mynih. Këtu Max Planck hyri në Gjimnazin Klasik Mbretëror, ku zhvilloi një interes për shkencat natyrore dhe ekzakte.

Në 1874, Planck u përball me një zgjedhje - të vazhdonte studimet e tij muzikore ose të studionte fizikën. Ai preferoi këtë të fundit. Max filloi të studiojë fizikë dhe matematikë në universitetet e Berlinit dhe Mynihut, duke thelluar njohuritë e tij për teorinë kuantike, termodinamikën, teorinë e probabilitetit, teorinë e rrezatimit termik, historinë dhe metodologjinë e fizikës.

Në vitin 1900, një shkencëtar i ri formuloi ligjin e shpërndarjes së energjisë në spektrin e një trupi të zi, duke futur një konstante me një dimension funksional. Formula e Max Planck mori menjëherë konfirmimin eksperimental. Ishte një ndjesi në shkencë. Ai krijoi të ashtuquajturën konstante Planck ose kuantike të veprimit - kjo është një nga konstantat universale në fizikë. Dhe data është 14 dhjetor 1900, dita kur Max Planck paraqiti një raport në Shoqërinë Fizike Gjermane rreth bazat teorike ligji i rrezatimit, u bë data e lindjes së teorisë së re kuantike.

Kërkimi i Planck-ut mbi teorinë e probabilitetit ishte gjithashtu i një rëndësie të madhe. Shkencëtari gjerman ishte nga të parët që e kuptoi dhe e mbështeti me këmbëngulje. Kjo eshte arritjet shkencore vazhdoni - në vitin 1906, Max Planck nxori një ekuacion për dinamikën relativiste, duke marrë formulat e kërkimit të tij për përcaktimin e momentit dhe energjisë së elektronit. Kështu, shkencëtarët përfunduan relativizimin e mekanikës klasike.

Në vitin 1919, Max Planck mori çmimin Nobel në Fizikë për vitin 1918. Lista e arritjeve të tij përfshinte si më poshtë - "si një shenjë e peshës së meritave të tij në zhvillimin e fizikës përmes zbulimit të kuanteve të energjisë".

Pavarësisht arritjeve të mëdha në shkencë, jeta personale e Planck ishte shumë tragjike. Gruaja e parë i vdiq herët, duke e lënë atë me 4 fëmijë - dy vajza dhe dy djem. Ai u martua për herë të dytë dhe lindi fëmija i pestë i shkencëtarit - një djalë. Djali i tij i madh i vdiq gjatë Luftës së Parë Botërore dhe dy vajzat i vdiqën gjatë lindjes. Djali i tij i dytë u ekzekutua për pjesëmarrje në atentatin ndaj Hitlerit.

Max Planck vdiq në Göttingen 4 tetor 1947 vetëm gjashtë muaj para ditëlindjes së tij të 90-të.

Themelues fizika kuantike Konsiderohet fizikani teorik gjerman Max Karl Ernst Ludwig Planck. Ishte ai që hodhi themelet e teorisë kuantike në 1900, duke sugjeruar që gjatë rrezatimit termik energjia emetohet dhe absorbohet në pjesë të veçanta - kuante.

Më vonë u vërtetua se çdo rrezatim karakterizohet nga ndërprerje.

Nga biografia

Max Planck lindi më 23 prill 1858 në Kiel. Babai i tij, Johann Julius Wilhelm von Planck, ishte profesor i drejtësisë. Në 1867, Max Planck filloi të studionte në gjimnazin Royal Maximilian në Mynih, ku familja e tij ishte zhvendosur në atë kohë. Në 1874, Planck mbaroi shkollën e mesme dhe filloi të studionte matematikë dhe fizikë në universitetet e Mynihut dhe Berlinit. Planck ishte vetëm 21 vjeç kur në 1879 mbrojti disertacionin e tij "Mbi ligjin e dytë të teorisë mekanike të nxehtësisë", kushtuar ligjit të dytë të termodinamikës. Një vit më vonë, ai mbrojti disertacionin e tij të dytë, "Gjendja e ekuilibrit të trupave izotropikë në temperatura të ndryshme" dhe u bë asistent profesor privat në Fakultetin e Fizikës në Universitetin e Mynihut.

Në pranverën e vitit 1885, Max Planck është një profesor i jashtëzakonshëm në Departamentin e Fizikës Teorike në Universitetin e Kielit. Në 1897, u botua kursi i leksioneve të Planck mbi termodinamikën.

Në janar 1889, Planck mori detyrën e profesorit të jashtëzakonshëm në Departamentin e Fizikës Teorike në Universitetin e Berlinit dhe në 1982 u bë profesor i rregullt. Në të njëjtën kohë, ai drejtoi Institutin e Fizikës Teorike.

Në vitin 1913/14 vit akademik Planck shërbeu si rektor i Universitetit të Berlinit.

Teoria kuantike e Plankut

Periudha e Berlinit u bë më e frytshme në karrierën shkencore të Planck. Duke punuar për problemin e rrezatimit termik që nga viti 1890, në vitin 1900 Planck sugjeroi që rrezatimi elektromagnetik nuk është i vazhdueshëm. Ai lëshohet në pjesë të veçanta - kuante. Dhe madhësia e kuantit varet nga frekuenca e rrezatimit. Planck u përftua formula për shpërndarjen e energjisë në spektrin e një trupi absolutisht të zi. Ai vërtetoi se drita emetohet dhe përthithet në pjesë-kuante me një frekuencë të caktuar lëkundjeje. A energjia e çdo kuantike është e barabartë me frekuencën e dridhjeve të shumëzuar me një vlerë konstante, e quajtur konstanta e Plankut.

E = hn, ku n është frekuenca e lëkundjes, h është konstanta e Planck-ut.

Konstantja e Plankut thirrur konstanta themelore e teorisë kuantike, ose sasia e veprimit.

Kjo është një sasi që lidh vlerën energjetike të një kuantike rrezatimi elektromagnetik me frekuencën e tij. Por meqenëse çdo rrezatim ndodh në kuante, konstanta e Planck është e vlefshme për çdo sistem oscilues linear.

19 dhjetor 1900, kur Planck raportoi hipotezën e tij në një takim të Shoqërisë Fizike të Berlinit, u bë ditëlindja e teorisë kuantike.

Në vitin 1901, bazuar në të dhënat mbi rrezatimin e trupit të zi, Planck ishte në gjendje të llogariste vlerën konstante Boltzmann. Ai gjithashtu mori Numri i Avogadros(numri i atomeve në një mol) dhe të vendosura vlera e ngarkesës së elektronit me saktësinë më të lartë.

Në vitin 1919, Planck mori çmimin Nobel në Fizikë të vitit 1918 për shërbimet e tij "për zhvillimin e fizikës nëpërmjet zbulimit të kuanteve të energjisë".

Në vitin 1928, Max Planck mbushi 70 vjeç. Ai zyrtarisht doli në pension. Por Kaiser Wilhelm nuk e ndërpreu bashkëpunimin me Shoqërinë për Shkenca Bazë. Në vitin 1930 u bë kryetar i kësaj shoqërie.

Planck ishte anëtar i akademive të shkencave të Gjermanisë dhe Austrisë, shoqërive shkencore dhe akademive të Irlandës, Anglisë, Danimarkës, Finlandës, Holandës, Greqisë, Italisë, Hungarisë, Suedisë, SHBA-së dhe Bashkimit Sovjetik. Shoqëria Gjermane Fizike themeloi medaljen Planck. Ky është çmimi më i lartë i kësaj shoqërie. Dhe pronari i saj i parë nderi ishte vetë Max Planck.