Max Planck

Max Karl Ernst Ludwig Planck (Kiel, Németország, 1858. április 23. – Göttingen, Németország, 1947. október 4.) Nobel-díjas német fizikus, a kvantummechanika megalapítója.

Max Planck

Kvantummechanika

$\hat{H}|\psi\rangle = i\hbar\frac{d}{dt}|\psi\rangle$

Kvantummechanika bevezető
Kvantummechanika: posztulátumok és képletek

Alapfogalmak
Kvantumállapot · szuperpozíció Interferencia · összefonódás Mérés · határozatlanság Pauli-elv · Hullám-részecske kettősség dekoherencia

Kísérletek
Double-slit-kísérlet Davisson–Germer-kísérlet Stern–Gerlach-kísérlet Bell-egyenlőtlenség Popper-kísérlet Schrödinger macskája

Egyenletek
Schrödinger-egyenlet Pauli-egyenlet Klein–Gordon-egyenlet Dirac-egyenlet

Kifejlett elméletek
Kvantumtérelmélet Wightman axiómái Kvantumelektrodinamika Kvantum-színdinamika Kvantumgravitáció Feynman-diagramm

Magyarázat
Koppenhága · Ensemble Rejtett változók · Transactional Many-worlds · Consistent histories Kvantumlogika Az (ön)tudatosság eredménye összeesés

A tudomány képviselői
Planck · Schrödinger Heisenberg · Bohr · Pauli Dirac · Bohm · Born de Broglie · Neumann Einstein · Feynman Everett · Penrose · Mások

A sablont: megnéz • vita • szerkeszt

[szerkesztés] Életpályája

Gyermekkorát Kielben töltötte, majd Münchenben tanult. Erőssége a fizika és a zongorajáték volt. A müncheni majd a Berlini Egyetemen tanult fizikát. "A mechanikai hőtan második főtétele" c. doktori értekezésében 1879-ben dolgozta ki az entrópiával kapcsolatos elképzeléseit. Ez, a mai szemmel nézve alapvető mű észrevétlen maradt. 1880-ban, már ismét Münchenben az "Izotrop testek egyensúlyállapota különböző hőmérsékleteken" c. dolgozatával magántanári képesítést szerzett. 1887-ben a kieli egyetemre hívták elméleti fizikát tanítani, majd 1889-ben a berlini egyetemen Gustav Robert Kirchhoff utódjának nevezték ki. Berlinben akusztikai témájú kutatási feladatot kapott, amely során megállapította, hogy az emberi fül az egyenletesen temperált skálát mindig előnyben részesíti a természetes hangskálával szemben. 1894-ben a Porosz Tudományos Akadémia tagjává választotta.

Planck a hőmérsékleti sugárzással kapcsolatos kutatásait 1896 körül kezdte el. Képletbe foglalt eredményét 1900. október 19-én, a a berlini Fizikai Társaság ülésén terjesztette elő. Ezután is sokat foglalkozott képlete valódi fizikai jelentésével, amit meghatározott, atomi szintű energiafokozatok létével magyarázott. Planck eredményéről 1900. december 14-én számolt be ismét a berlini Fizikai Társaság előtt. Ettől a naptól számítjuk a kvantummechanika születését, ami az addigi newtoni fizikai felfogást alapvetően megváltoztatta.

1918-ban ítélték oda Plancknak a fizikai Nobel-díjat „szolgálatának elismeréseképp, amiatt a hatás miatt, amit kvantumelméletével a fizika fejlődésére gyakorolt.”

1926-ban nyugalomba vonult az egyetemről. A II. világháborúban házát bombatalálat érte, így az iratai, kutatási naplói megsemmisültek. 1946-ban ismét átvette a Kaiser Wilhelm Társaság elnöki tisztét, ami nevét tiszteletére 1947-ben Max Planck Társaságra változtatta. Utolsó előadására 1947 márciusában került sor Göttingenben.

Planck magánéletét tragédiák sora kísérte: egyik fia még az első világháborúban esett el, ikerlányai meghaltak; másik fiát a Hitler elleni összeesküvésben való részvétel miatt kivégezték. Lelkiismeretessége, rendszeretete, a nevelése által beoltott porosz szellemű lojalitása az államhatalom iránt csak megnehezítette, de nem akadályozta meg sem az új forradalmi gondolatok felvetését, sem humánus magatartását és kiálását a nehéz időkben.

Önéletrajzának egyik megdöbbentő részlete:
"Valamely új tudományos igazság nem úgy szokott győzelemre jutni, hogy az ellenfelek meggyőznek és kijelentik, hogy megtértek, hanem inkább úgy, hogy az ellenfelek lassanként kihalnak és a felnövekvő nemzedék már eleve hozzászokik az igazsághoz…"

Forrás: Planck, Max – Physikalische Abhandlungen und Vorträge Bd. III. S. 389

[szerkesztés] Fizikai felismerései

Planck hozzájárult a termodinamikához és a speciális relativitáselmélethez. Mégis elsősorban a fekete test spektrumának magyarázatáról híres. Az abszolut fekete test egy olyan test, amely csak a hőmérséklete miatt sugároz, különben minden elektromágneses hullámot elnyel. Csak úgy tudott helyes eredményre jutni, ha feltételezte, hogy csak diszkrét frekvenciafüggő E adagokban történhet energiaátadás:

$E = h \cdot \nu$

ahol $ν$ a frekvencia és $h$ a Planck-állandó, értéke

$h=6{,}625\,\cdot\,10^{-34}\,\rm{J\,s}\,\left(=6{,}625\,\cdot\,10^{-27}\,\rm{erg\,s}\right)$

Planck–féle sugárzási törvény: Egy T hőmérsékletű, abszolút fekete test egységnyi felületéről, adott idő alatt kibocsátott $λ$ hullámhosszúságú sugárzás energiája:

$E = {{c^{2}h} \over \lambda^5}{1 \over{e^{ch \over k\lambda T}-1}}$