Наука

Макс Планк – бащата на квантовата механика и един от най-големите физици на XX век

Макс Планк - бащата на квантовата механика и един от най-големите физици на XX век

На 23 април 1858 година е роден бащата на квантовата механика – Макс Карл Ернст Лудвиг Планк. Той е и един от най-големите физици на миналия век. През 1900 г. Макс Планк извежда закона за излъчване на абсолютно черно тяло и въвежда константа, която днес е известна като константата на Планк. През 1918 г. получава Нобелова награда за физика за откриването на закона за квантуване на енергията (връчена му е през 1919). Научните трудове на Планк са посветени на термодинамиката, теорията за топлинното излъчване, квантовата теория, специалната теория на относителността и оптиката.

Макс Планк формулира втория закон на термодинамиката под формата на увеличение на ентропията и го използва за решаване на различни проблеми на физикохимията. Планк извежда закона за разпределение на енергията в спектъра на абсолютно черно тяло и обосновава закона чрез въвеждане на концепцията за кванти. Това постижение поставя началото на развитието на квантовата физика, статистическата механика и други.

През 1894 Планк започва да работи над проблема за излъчване на абсолютното черно тяло. Над този проблем работи още Кирхоф през 1859 г.: каква е зависимостта на интензитета на излъчването на абсолютно черно тяло от честотата на вълната и температурата тялото. Оказва се, че експерименталните данни не съвпадат с теориите, предложени преди това, но хипотезата на Планк ги описва отлично.

За първи път Планк предлага нов закон през 1899 година, но се оказва, че той не се потвърждава от експеримента, както и другите закони преди него. Той ревизира пресмятанията и само година по-късно, на 19 октомври 1900 публикува Закона на Планк за излъчването на абсолютно черно тяло. Този първи вариант не взима предвид квантуването на енергията и не употребява статистическа механика. През ноември същата година той още веднъж ревизира формулата и включва статистическата интерпретация на Болцман на втория закон на термодинамиката. Централната идея и предположение при извеждането на този закон е, че енергията е квантувана:

E=hv

където h е константата на Планк, a v e честотата на излъчване.


Разпределение на яркостта по дължина на вълната в спектъра на абсолютно черно тяло.

Днес това събитие се разглежда като рождена дата на квантовата механика и е най-голямото достижение в неговата научна кариера. Самият Планк признава, че не е напълно разбираемо защо тази константа има именно такава стойност.

Едно прекрасно потвърждение на идеята за квантуването на електромагнитната енергия е са експерименталните данни от изследването на фотоелектричния ефект. Неговото обясняване носи Нобелова награда на Айнщайн.

Благодарение на работата на Алберт Айнщайн, Паул Еренфест и други учени, теорията за квантите придобива все по-голямо признание в научната общност. Доказателство за това е свикването през есента на 1911 г. на първата Солвеевска конференция, посветена на темата „излъчване и кванти“. Тази представителна конференция поставя квантовата теория на излъчването в центъра на вниманието на научния свят, въпреки че проблемите и противоречията, с които се сблъсква, остават нерешени.

Макс Планк - бащата на квантовата механика и един от най-големите физици на XX век

След появата през 1913 г. на работата на Нилс Бор, който свързва хипотезата за квантите с проблема за структурата на атома, започва етапът на бързо развитие на квантовата физика. Признанието за заслугата на Планк е връчването на Нобеловата награда за физика за 1918 г. с фразата „като признание за услугите, които той предоставя на физиката с откритието на енергийните кванти“. На 2 юли 1920 г. ученият изнася Нобелова лекция в Стокхолм „Появата и постепенното развитие на теорията за кванта“.

На базата на константата, въведена от Макс Планк и някои други фундаментални такива, той разработва нова система от мерни единици, наречена на негово име – Единици на Планк.

Може да подкрепите MediaBricks.bg чрез платформата Patreon Become a Patron!