Laureáti Nobelovej ceny: Max Planck. Najstálejší z fyzikov. Max Planck Stručný životopis Max Planck Stručný životopis

Vynikajúci francúzsky matematik A. Poincaré napísal: "Planckova kvantová teória je bezpochyby najväčšou a najhlbšou revolúciou, ktorou prírodná filozofia prešla od čias Newtona."

Max Karl Ernst Ludwig Planck sa narodil 23. apríla 1858 v pruskom meste Kiel v rodine profesora občianskeho práva Johanna Juliusa Wilhelma von Plancka a Emmy (rodenej Patzigovej) Planckovej.

V roku 1867 sa rodina presťahovala do Mníchova. Planck neskôr spomínal: "Svoju mladosť som šťastne prežil v spoločnosti svojich rodičov a sestier." Max dobre študoval na Royal Maximilian Classical Gymnasium. Jeho bystré matematické schopnosti boli tiež odhalené skoro: na strednej a vysokej škole sa stalo zvykom, že nahradil chorých učiteľov matematiky. Planck si spomenul na lekcie Hermanna Müllera, „spoločenského, vnímavého a vtipného človeka, ktorý bol schopný použiť živé príklady na vysvetlenie významu tých fyzikálnych zákonov, o ktorých nám študentom rozprával.“

Po ukončení strednej školy v roku 1874 študoval tri roky matematiku a fyziku v Mníchove a rok na univerzitách v Berlíne. Fyziku vyučoval profesor F. von Jolly. Planck o ňom, podobne ako o iných, neskôr povedal, že sa od nich veľa naučil a zachoval si na nich vďačnú spomienku, „však vedecky to boli v podstate obmedzení ľudia“. Max sa rozhodol doplniť si vzdelanie na univerzite v Berlíne. Hoci tu študoval u takých osobností vedy, ako boli Helmholtz a Kirchhoff, ani tu sa mu nedostalo úplného zadosťučinenia: mrzelo ho, že poprední predstavitelia, najmä Helmholtz, zle čítali prednášky. Oveľa viac získal zo zoznámenia sa s publikáciami týchto vynikajúcich fyzikov. Prispeli k tomu, že Planckove vedecké záujmy boli dlho zamerané na termodynamiku.

Dr. Planck získal diplom v roku 1879 po obhajobe dizertačnej práce na univerzite v Mníchove „O druhom zákone mechanickej teórie tepla“ – druhom zákone termodynamiky, ktorý hovorí, že žiadny nepretržitý samoudržiavací proces nemôže prenášať teplo z chladnejšie telo k teplejšiemu. O rok neskôr obhájil dizertačnú prácu „Equilibrium State of Isotropic Body at Different Temperatures“, čím si vyslúžil pozíciu mladšieho asistenta na Fyzikálnej fakulte Univerzity v Mníchove.

Ako spomínal vedec: „Keďže som dlhé roky súkromným docentom v Mníchove, márne som čakal na pozvanie na profesúru, na ktorú, samozrejme, bola malá šanca, keďže teoretická fyzika ešte neslúžila ako samostatný predmet. O to naliehavejšia bola potreba napredovať tak či onak vo vedeckom svete.

S týmto zámerom som sa rozhodol rozpracovať problém podstaty energie, ktorý v roku 1887 predložila filozofická fakulta v Göttingene. Ešte pred ukončením tejto práce, na jar 1885, som bol pozvaný ako mimoriadny profesor teoretickej fyziky na univerzitu v Keele. Zdalo sa mi to ako spása; deň, keď ma riaditeľ ministerského Altgofu pozval do svojho hotela „Marienbad“ a bližšie mi povedal podmienky, som považoval za najšťastnejší vo svojom živote. Aj keď som viedol bezstarostný život v dome svojich rodičov, stále som sa snažil o nezávislosť ...

Čoskoro som sa presťahoval do Kielu; moja práca v Göttingene tam bola čoskoro dokončená a vyhrala som druhú cenu.“

V roku 1888 sa Planck stal docentom na univerzite v Berlíne a riaditeľom Ústavu pre teoretickú fyziku (špeciálne pre neho bol vytvorený post riaditeľa).

V roku 1896 sa Planck začal zaujímať o merania vykonávané v Štátnom inštitúte fyziky a technológie v Berlíne. Experimentálna práca na štúdiu spektrálneho rozloženia žiarenia „čierneho telesa“, ktorá sa tu uskutočnila, pritiahla pozornosť vedcov k problému tepelného žiarenia.

V tom čase už existovali dva vzorce na opis žiarenia „čierneho telesa“: jeden pre krátkovlnnú časť spektra (Wienov vzorec), druhý pre dlhovlnnú dĺžku (Rayleighov vzorec). Výzvou bolo ukotviť ich.

Vedci nazvali nesúlad medzi teóriou žiarenia a experimentom ako „ultrafialová katastrofa“. Rozpor, ktorý sa nedal nijako odstrániť. Súčasník „ultrafialovej katastrofy“, fyzik Lorentz, smutne poznamenal: „Rovnice klasickej fyziky nedokázali vysvetliť, prečo slabnúca pec nevyžaruje žlté lúče spolu so žiarením dlhých vlnových dĺžok...“

Planckovi sa podarilo „zošiť“ vzorce Wien a Rayleigh a odvodiť vzorec, ktorý presne popisuje spektrum žiarenia čierneho telesa.

Takto o tom píše samotný vedec:

„V tom čase sa všetci vynikajúci fyzici obrátili, z experimentálnej aj teoretickej stránky, k problému rozloženia energie v normálnom spektre. Hľadali ho však v smere reprezentácie intenzity žiarenia ako funkcie teploty, pričom som tušil hlbšiu súvislosť v závislosti entropie od energie. Keďže hodnota entropie ešte nenašla pre ňu náležité uznanie, vôbec som sa nebál o metódu, ktorú som použil, a mohol som slobodne a dôkladne vykonávať svoje výpočty bez obáv z rušenia alebo postupu od kohokoľvek.

Keďže druhá derivácia jeho entropie vzhľadom na jeho energiu má osobitný význam pre nevratnosť výmeny energie medzi oscilátorom a ním vybudeným žiarením, vypočítal som hodnotu tejto veličiny pre prípad, ktorý bol vtedy v strede všetkých záujmov distribúcie energie vo Viedni a zistil som pozoruhodný výsledok, že v tomto prípade je prevrátená hodnota takejto hodnoty, ktorú som tu označil K, úmerná energii. Toto spojenie je tak ohromne jednoduché, že som ho dlho uznával ako úplne všeobecný a pracoval som na jeho teoretickom základe. Neistota tohto chápania sa však čoskoro ukázala ešte pred výsledkami nových meraní. Práve v tom čase, čo sa týka malých hodnôt energie alebo krátkych vĺn, bol Wienov zákon dokonale potvrdený aj neskôr, pre veľké hodnoty energie alebo pre veľké vlny Lummer a Pringsheim prvýkrát zistili výraznú odchýlku, a vykonané Rubensom a F. Kurlbaumom dokonalé merania s kazivcom a draselnou soľou odhalili úplne iný, ale opäť jednoduchý vzťah, že hodnota K nie je úmerná energii, ale druhej mocnine energie pri prechode na veľké hodnoty energie a vlnových dĺžok.

Takže priamymi experimentmi boli pre funkciu stanovené dve jednoduché hranice: pre nízke energie, úmernosť (k prvému stupňu) energie, pre veľké energie - na druhú mocninu energie. Je jasné, že tak ako každý princíp distribúcie energie udáva určitú hodnotu K, tak každý výraz vedie k určitému zákonu o distribúcii energie a teraz je otázkou nájsť také vyjadrenie, ktoré by dalo distribúciu energie stanovenú meraniami. . Teraz však nebolo nič prirodzenejšie, ako zostaviť pre všeobecný prípad hodnotu vo forme súčtu dvoch členov: jedného prvého stupňa a druhého druhého stupňa energie, takže pre malé energie bude prvý člen byť rozhodujúci, pre veľké energie - druhý; zároveň sa našiel nový vzorec žiarenia, ktorý som 19. októbra 1900 navrhol na stretnutí Berlínskej fyzikálnej spoločnosti a odporučil na výskum.

Následné merania tiež potvrdili vzorec žiarenia, a to, že čím presnejšie, tým jemnejšie metódy merania prešli. Avšak merací vzorec, ak predpokladáme jeho absolútne presnú pravdivosť, bol sám osebe iba šťastne uhádnutým zákonom, ktorý mal len formálny význam.

Planck zistil, že svetlo by sa malo vyžarovať a absorbovať po častiach a energia každej takejto časti sa rovná frekvencii vibrácií vynásobenej špeciálnou konštantou nazývanou Planckova konštanta.

Vedec uvádza, ako tvrdohlavo sa snažil zaviesť kvantum akcie do systému klasickej teórie: „Ale toto množstvo [konštanta h] sa ukázalo ako tvrdohlavé a odolalo všetkým takýmto pokusom. Pokiaľ ho možno považovať za nekonečne malý, teda pri vyšších energiách a dlhších obdobiach, bolo všetko v úplnom poriadku. Vo všeobecnosti sa však sem-tam objavila rozširujúca sa trhlina, ktorá bola tým zreteľnejšia, čím rýchlejšie sa zvažovali oscilácie. Neúspech všetkých pokusov o premostenie tejto priepasti nenechal skoro žiadne pochybnosti o tom, že kvantum akcie hrá v atómovej fyzike zásadnú úlohu a že jeho objavením sa začala nová éra vo fyzikálnej vede, pretože obsahuje niečo, dosiaľ neslýchané, že je povolaný k radikálnej transformácii nášho fyzického myslenia, postaveného na koncepte kontinuity všetkých kauzálnych vzťahov od čias, keď Leibniz a Newton vytvorili kalkulus nekonečna."

Známu legendu o Planckových meditáciách podáva W. Heisenberg takto: „Jeho syn Erwin Planck si tentoraz spomenul, že kráčal s otcom v Grunewalde, že Planck počas celej prechádzky vzrušene a vzrušene rozprával o výsledku jeho výskum. Povedal mu asi toto: "Buď je to, čo teraz robím, úplný nezmysel, alebo hovoríme možno o najväčšom objave fyziky od čias Newtona."

14. decembra 1900 na stretnutí Nemeckej fyzikálnej spoločnosti vypracoval Planck svoju historickú správu „O teórii rozloženia energie žiarenia v normálnom spektre“. Informoval o svojej hypotéze a novom radiačnom vzorci. Planckova hypotéza znamenala zrod kvantovej teórie, ktorá spôsobila revolúciu vo fyzike. Klasická fyzika, na rozdiel od modernej fyziky, teraz znamená „fyziku pred Planckom“.

Nová teória zahŕňala okrem Planckovej konštanty aj ďalšie základné veličiny ako rýchlosť svetla a číslo známe ako Boltzmannova konštanta. V roku 1901 Planck na základe experimentálnych údajov o žiarení čierneho telesa vypočítal hodnotu Boltzmannovej konštanty a pomocou ďalších známych informácií získal Avogadroovo číslo (počet atómov v jednom mole prvku). Na základe Avogadrovho čísla dokázal Planck nájsť elektrický náboj elektrónu s najvyššou presnosťou.

Pozícia kvantovej teórie sa upevnila v roku 1905, keď Albert Einstein použil koncept fotónu – kvanta elektromagnetického žiarenia. O dva roky neskôr Einstein ešte viac posilnil pozíciu kvantovej teórie, keď konceptom kvanta vysvetlil záhadné nezrovnalosti medzi teóriou a experimentálnymi meraniami špecifického tepla telies. Ďalšie potvrdenie Planckovej teórie prišlo v roku 1913 od Bohra, ktorý aplikoval kvantovú teóriu na štruktúru atómu.

V roku 1919 bola Planckovi udelená Nobelova cena za fyziku za rok 1918 „ako uznanie jeho prínosu k rozvoju fyziky prostredníctvom objavu energetických kvánt“. Podľa A.G. Ekstrand, člen Kráľovskej švédskej akadémie vied na slávnostnom odovzdávaní ceny, „Planckova teória žiarenia je najjasnejšou z hlavných hviezd výskumu modernej fyziky a pokiaľ možno posúdiť, bude ešte dlho trvať, kým sa Dochádzajú poklady, ktoré získal jeho génius.“ V Nobelovej prednáške v roku 1920 Planck zhrnul svoju prácu a priznal, že „zavedenie kvanta ešte neviedlo k vytvoreniu skutočnej kvantovej teórie“.

Medzi jeho ďalšie úspechy patrí najmä ním navrhované odvodenie Fokker-Planckovej rovnice, ktorá popisuje správanie sa systému častíc pri pôsobení malých náhodných impulzov.

V roku 1928, vo veku sedemdesiat rokov, Planck odišiel z povinného formálneho dôchodku, ale neprerušil vzťahy so Spoločnosťou cisára Wilhelma pre základné vedy, ktorej sa stal v roku 1930 prezidentom. A na prahu ôsmej dekády pokračoval vo výskumnej činnosti.

Po nástupe Hitlera k moci v roku 1933 Planck opakovane verejne vystupoval na obranu židovských učencov, ktorí boli vyhnaní zo svojich postov a nútení emigrovať. V budúcnosti sa Planck stal zdržanlivejším a mlčal, hoci nacisti o jeho názoroch nepochybne vedeli. Ako vlastenec milujúci svoju vlasť sa mohol len modliť, aby sa nemecký národ vrátil do normálneho života. Naďalej slúžil v rôznych nemeckých vedeckých spoločnostiach v nádeji, že uchráni aspoň trochu nemeckej vedy a vzdelania pred úplným zničením.

Planck žil na okraji Berlína – Grunewald. V jeho dome, ktorý sa nachádza pri nádhernom lese, to bolo priestranné, pohodlné, všetko nieslo punc noblesnej jednoduchosti. Obrovská, s láskou a premyslene vybraná knižnica. Hudobná miestnosť, kde majiteľ svojou vynikajúcou hrou liečil veľké i malé celebrity.

Jeho prvá manželka, rodená Maria Merck, s ktorou sa oženil v roku 1885, mu porodila dvoch synov a dve dcéry – dvojičky. Planck s ňou žil šťastne vyše dvadsať rokov. Zomrela v roku 1909. Bol to úder, z ktorého sa vedec dlho nevedel spamätať.

O dva roky neskôr sa oženil so svojou neterou Margou von Hesslin, od ktorej mal aj syna. Odvtedy však Plancka prenasledujú nešťastia. Počas prvej svetovej vojny zomrel pri Verdune jeden z jeho synov a v nasledujúcich rokoch obe jeho dcéry zomreli pri pôrode. Druhý syn z prvého manželstva bol popravený v roku 1944 za podiel na neúspešnom sprisahaní proti Hitlerovi. Pri nálete na Berlín sa stratila vedcova domáca a osobná knižnica.

Planckove sily boli podkopané a artritída chrbtice spôsobovala čoraz väčšie utrpenie. Vedec bol nejaký čas na univerzitnej klinike a potom sa presťahoval k jednej zo svojich neterí.

Planck zomrel v Göttingene 4. októbra 1947, šesť mesiacov pred svojimi deväťdesiatymi narodeninami. Na jeho náhrobnom kameni je vyryté len meno a priezvisko a číselná hodnota Planckovej konštanty.

Na počesť jeho osemdesiatych narodenín bola jedna z vedľajších planét pomenovaná Planckiana a po skončení druhej svetovej vojny bola Spoločnosť cisára Wilhelma pre základné vedy premenovaná na Spoločnosť Maxa Plancka.

Javascript je vo vašom prehliadači zakázaný.
Ak chcete vykonávať výpočty, musíte povoliť ovládacie prvky ActiveX!

Max Karl Ernst Ludwig Planck(nem. Max Karl Ernst Ludwig Planck) - veľký nemecký fyzik, jeden zo zakladateľov kvantovej teórie, zahraničný korešpondent Petrohradskej akadémie vied (1913) a čestný člen Akadémie vied ZSSR (1926). Zaviedol (1900) kvantum akcie - Planckova konštanta a odvodil zákon žiarenia pomenovaný po ňom. Transakcie z termodynamiky, teórie relativity, filozofie prírodných vied. Nositeľ Nobelovej ceny (1918).

Max Planck sa narodil 28. apríla 1858 v rodine právnika, profesora práva na univerzite v Kieli Johanna Juliusa Wilhelma von Plancka a Emmy Planck, rodenej Patzigovej.

Ako dieťa sa chlapec naučil hrať na klavíri a organe a objavil v sebe mimoriadne hudobné schopnosti. V roku 1867 sa rodina presťahovala do Mníchova a Max tam nastúpil na Kráľovské Maximiliánovo klasické gymnázium, kde v ňom vynikajúci učiteľ matematiky G. Müller prvýkrát prebudil záujem o prírodné a exaktné vedy.

Po ukončení strednej školy v roku 1874 sa Max Planck chystal študovať klasickú filológiu, skúšal hudobnú kompozíciu, ale potom dal prednosť fyzike.

Po ukončení strednej školy v roku 1874 študoval M. Planck tri roky na univerzite v Mníchove, kde získal dobrú matematickú prípravu. Ale až po presťahovaní sa na univerzitu v Berlíne, kde rok študoval pod vedením takých vynikajúcich fyzikov ako Hermann Helmholtz a Gustav Kirchhoff, bolo určené jeho povolanie.

Ako neskôr napísal Planck, stalo sa tak vďaka štúdiu ich diel, a nie prednáškam (Helmholtz sa na prednášky poriadne nepripravoval a občas sa pri tabuli pomýlil a Kirchhoff sa síce pripravoval veľmi pozorne, ale čítal v nudnom a monotónnym spôsobom), ako aj znalosť publikácií nemeckého fyzika Rudolfa Clausia, jedného zo zakladateľov termodynamiky a teórie molekulovej kinetiky. Bola to práca Clausiusa, ktorá určila Planckovu zvláštnu záľubu v termodynamike na mnoho rokov.

V roku 1879 Max Planck obhájil dizertačnú prácu o druhom termodynamickom zákone a o rok neskôr získal miesto odborného asistenta na univerzite v Mníchove a v roku 1885 sa stal profesorom. V roku 1897 sa prvýkrát objavila jeho kniha Lectures on Thermodynamics, ktorá bola následne mnohokrát pretlačená a preložená do mnohých jazykov.

Budúci rok, Planck. napísal ďalšiu prácu o termodynamike, ktorá mu vyniesla miesto asistenta fyziky na univerzite v Mníchove.

V roku 1900, po dlhotrvajúcich a vytrvalých pokusoch vytvoriť teóriu, ktorá by uspokojivo vysvetlila experimentálne údaje, bol Planck schopný odvodiť vzorec, ktorý s pozoruhodnou presnosťou súhlasil s výsledkami meraní. Aby však odvodil svoj vzorec, musel zaviesť radikálny koncept, ktorý je v rozpore so všetkými zaužívanými princípmi. Energia Planckových oscilátorov sa nemení nepretržite, ako by vyplývalo z tradičnej fyziky, ale môže nadobudnúť iba diskrétne hodnoty, ktoré sa zvyšujú (alebo znižujú) v konečných krokoch.

Každý krok v energii sa rovná nejakej konštante, teraz nazývanej Planckova konštanta vynásobené frekvenciou. Diskrétne časti energie sa neskôr nazývali kvantá. Hypotéza, ktorú predstavil Max Planck, je predzvesťou zrodu kvantovej teórie, ktorý urobil skutočnú revolúciu vo fyzike. Klasická fyzika, na rozdiel od modernej fyziky, teraz znamená "fyzika pred Planckom".

Max Planck nebol v žiadnom prípade revolucionár a ani on sám, ani iní fyzici si neuvedomovali hlboký význam pojmu „kvanta“. Pre Plancka bolo kvantum len prostriedkom, čo umožnilo odvodiť vzorec, ktorý dáva uspokojivú zhodu s krivkou žiarenia čierneho telesa. Opakovane sa pokúšal o dohodu v rámci klasickej tradície, no neúspešne.

Max Planck zároveň s potešením zaznamenal prvé úspechy kvantovej teórie, ktoré nasledovali takmer okamžite. Jeho nová teória zahŕňala okrem Planckovej konštanty aj ďalšie základné veličiny.

V roku 1901, spoliehajúc sa na experimentálne údaje o žiarení čierneho telesa, Planck vypočítal hodnotu Boltzmannovej konštanty a pomocou iných známych informácií získal Avogadroovo číslo(počet atómov v jednom mole prvku). Na základe Avogadrovho čísla, Planck bol schopný nájsť s pozoruhodnou presnosťou elektrický náboj elektrónu.

Ďalšie potvrdenie potenciálnej sily inovácie zavedenej Planckom prišlo v roku 1913 od Nielsa Bohra, ktorý aplikoval kvantovú teóriu na štruktúru atómu. V Bohrovom modeli mohli byť elektróny v atóme iba na určitých energetických úrovniach určených kvantovými obmedzeniami.

Prechod elektrónov z jednej úrovne na druhú je sprevádzaný uvoľnením energetického rozdielu vo forme fotónu žiarenia s frekvenciou rovnajúcou sa energii fotónu delenej Planckovou konštantou. Tak sa získalo kvantové vysvetlenie pre charakteristické spektrá žiarenia emitovaného excitovanými atómami.

V roku 1919 g. Max Planck získal Nobelovu cenu za fyziku za rok 1918 „ako uznanie jeho zásluh o rozvoj fyziky vďaka objavu energetických kvánt“. Podľa A.G. Ekstrand, člen Kráľovskej švédskej akadémie vied, na slávnostnom odovzdávaní cien „Planckova teória žiarenia – najjasnejšia vedúca hviezda moderného fyzikálneho výskumu a pokiaľ možno súdiť, uplynie ešte dlhý čas, kým sa minú poklady, ktoré získal jeho génius."

Planckov príspevok k modernej fyzike sa neobmedzuje len na objav kvanta a konštanty, ktorá teraz nesie jeho meno. Hlboko naňho zapôsobila Einsteinova špeciálna teória relativity, publikovaná v roku 1905. Planckova plná podpora novej teórie prispela veľkou mierou k prijatiu špeciálnej teórie relativity fyzikmi.

Osobný život Maxa Plancka poznačila tragédia... Jeho prvá manželka, rodená Maria Merck, s ktorou sa oženil v roku 1885 a ktorá mu porodila dvoch synov a dve dcéry dvojičky, zomrela v roku 1909. O dva roky neskôr sa oženil so svojou neterou Margou von Hesslin, od ktorej mal aj syna. Planckov najstarší syn zomrel počas prvej svetovej vojny a v nasledujúcich rokoch mu obe dcéry zomreli pri pôrode. Druhého syna z prvého manželstva popravili v roku 1944 za účasť na neúspešnom sprisahaní proti Hitlerovi.

Ako vlastenec, ktorý miluje svoju vlasť, sa Planck mohol len modliť, aby sa nemecký národ vrátil do normálneho života. Naďalej slúžil v rôznych nemeckých vedeckých spoločnostiach v nádeji, že uchráni aspoň trochu nemeckej vedy a vzdelania pred úplným zničením. Po tom, čo pri nálete na Berlín zahynul jeho dom a osobná knižnica, Planck a jeho manželka sa pokúsili nájsť útočisko na panstve Rogetz pri Magdeburgu, kde sa ocitli medzi ustupujúcimi nemeckými silami a postupujúcim spojeneckým vojskom. Nakoniec manželov Planckovcov objavili americké jednotky a odviezli ich do vtedy bezpečného Göttingenu.

Max Planck zomrel v Göttingene 4. októbra 1947, šesť mesiacov pred svojimi 90. narodeninami. Na jeho náhrobnom kameni je vyryté len meno, priezvisko a slávna formulka E = hn je číselná hodnota Planckovej konštanty.

Planck získal okrem Nobelovej ceny aj Copleyovu medailu Kráľovskej spoločnosti v Londýne (1928) a Goetheho cenu z Frankfurtu nad Mohanom (1946). Nemecká fyzikálna spoločnosť po ňom pomenovala svoje najvyššie ocenenie Planckovu medailu a Planck sám bol prvým držiteľom tohto čestného ocenenia. Na počesť jeho 80. narodenín bola jedna z malých planét pomenovaná Planckiana. Max Planck bol členom nemeckej a rakúskej akadémie vied, ako aj vedeckých spoločností a akadémií v Anglicku, Dánsku, Írsku, Fínsku, Grécku, Holandsku, Maďarsku, Taliansku, Sovietskom zväze, Švédsku, Ukrajine a Spojených štátoch amerických. .

80 ústavov nesie meno vynikajúceho Nemca Maxa Plancka kde s lupami, skúmavkami a bankami tisíce vedcov z celého sveta zápasia so zásadnými problémami bytia. A zároveň skúmajú správanie hmoty, objavujú asteroidy, dekódujú DNA, opisujú spev myší. A získavajú celosvetové uznanie.

Nie je prekvapujúce, že pokiaľ ide o počet vedeckých výskumov a pokrokové úspechy, nemecká spoločnosť. Max-Planck-Gesellschaft (MPG) je už dlho známy ako továreň nemeckého vedeckého myslenia a konkuruje Stanfordu a Yale tak v citovacom indexe, ako aj v počte publikácií v Science and Nature.

Meno Planck dostal asteroid (1069 Planckia), ktorý objavil Max Wolf v roku 1927, ako aj kráter na Mesiaci. V roku 2009 bol vypustený Planckov vesmírny teleskop zameraný na štúdium mikrovlnného reliktného žiarenia a riešenie ďalších vedeckých problémov. V roku 2013 bol na počesť Maxa Plancka pomenovaný nový druh organizmov, Pristionchus maxplancki.

Nemecký fyzik Max Karl Ernst Ludwig Planck sa narodil v Kieli (vtedy patriaci Prusku), syn profesora občianskeho práva Johanna Juliusa Wilhelma von Plancka, profesora občianskeho práva, a Emmy (rodenej Patzig) Planckovej. Ako dieťa sa chlapec naučil hrať na klavíri a organe a objavil v sebe mimoriadne hudobné schopnosti. V roku 1867 sa rodina presťahovala do Mníchova, kde P. nastúpil na Kráľovské Maximiliánovo klasické gymnázium, kde vynikajúci učiteľ matematiky prvýkrát prebudil záujem o prírodné a exaktné vedy. Po maturite v roku 1874 sa chystal študovať klasickú filológiu, skúšal hudobnú kompozíciu, ale potom dal prednosť fyzike.

P. tri roky študoval matematiku a fyziku v Mníchove a rok na univerzite v Berlíne. Jeden z jeho profesorov v Mníchove, experimentálny fyzik Philip von Jolly, sa ukázal ako zlý prorok, keď mladému P. poradil, aby si zvolil iné povolanie, keďže podľa neho už vo fyzike nezostalo nič zásadne nové, čo by sa dalo objaviť. Tento v tom čase rozšírený názor vznikol pod vplyvom mimoriadnych úspechov vedcov v 19. storočí. dosiahnuté pri rozširovaní našich vedomostí o fyzikálnych a chemických procesoch.

Počas pobytu v Berlíne získal P. širší pohľad na fyziku vďaka publikáciám vynikajúcich fyzikov Hermanna von Helmholtza a Gustava Kirchhoffa, ako aj článkom Rudolfa Clausiusa. Oboznámenie sa s ich prácami prispelo k tomu, že P. sa vo vedeckých záujmoch dlhodobo sústreďoval na termodynamiku - oblasť fyziky, v ktorej sa na základe malého počtu základných zákonov prejavujú javy tepla, mechanickej energie a energie. študujú sa konverzie. Doktorát získal v roku 1879 po obhajobe dizertačnej práce na Mníchovskej univerzite o druhom termodynamickom zákone, v ktorej uviedol, že žiadny nepretržitý samoudržiavací proces nemôže prenášať teplo z chladnejšieho telesa na teplejšie.

Nasledujúci rok napísal P. ďalšiu prácu o termodynamike, ktorá mu vyniesla miesto mladšieho asistenta na katedre fyziky Mníchovskej univerzity. V roku 1885 sa stal mimoriadnym profesorom na univerzite v Keele, čo upevnilo jeho nezávislosť, upevnilo jeho finančnú pozíciu a poskytlo viac času na vedecký výskum. P. svojou prácou o termodynamike a jej aplikáciách vo fyzikálnej chémii a elektrochémii získal medzinárodné uznanie. V roku 1888 sa stal mimoriadnym profesorom na univerzite v Berlíne a riaditeľom Ústavu pre teoretickú fyziku (špeciálne pre neho bol vytvorený post riaditeľa). V roku 1892 sa stal riadnym (skutočným) profesorom.

Od roku 1896 sa pán .. P. začal zaujímať o merania vykonávané na Štátnom fyzikálno-technickom inštitúte v Berlíne, ako aj o problematiku tepelného žiarenia telies. Každé teleso obsahujúce teplo vyžaruje elektromagnetické žiarenie. Ak je telo dostatočne horúce, potom sa toto žiarenie stáva viditeľným. Pri zvyšovaní teploty sa telo najskôr rozžeraví, potom sa zmení na oranžovo-žlté a nakoniec biele. Žiarenie vyžaruje zmes frekvencií (vo viditeľnom rozsahu frekvencia žiarenia zodpovedá farbe). Žiarenie telesa však nezávisí len od teploty, ale do určitej miery aj od povrchových vlastností, ako je farba a štruktúra.

Fyzici prijali imaginárne čierne teleso ako ideálnu referenciu pre meranie a teoretický výskum. Podľa definície sa teleso, ktoré pohltí všetko naň dopadajúce žiarenie a nič neodráža, nazýva absolútne čierne. Žiarenie vyžarované čiernym telesom závisí len od jeho teploty. Hoci takéto ideálne teleso neexistuje, ako aproximácia k nemu môže slúžiť uzavretý plášť s malým otvorom (napríklad správne navrhnutá pec, ktorej steny a obsah sú v rovnováhe pri rovnakej teplote).

Jeden z dôkazov charakteristík čierneho telesa takejto škrupiny je nasledujúci. Žiarenie dopadajúce na otvor vstupuje do dutiny a odrazom od stien sa čiastočne odráža a čiastočne absorbuje. Keďže pravdepodobnosť, že žiarenie v dôsledku viacnásobných odrazov unikne cez otvor, je veľmi malá, je takmer úplne absorbované. Žiarenie vznikajúce v dutine a vychádzajúce z otvoru sa považuje za ekvivalentné žiareniu, ktoré vyžaruje plocha veľkosti otvoru na povrchu absolútne čierneho telesa pri teplote dutiny a plášťa. Pri príprave vlastného výskumu si P. prečítal Kirchhoffovu prácu o vlastnostiach takejto škrupiny s dierou. Presný kvantitatívny popis pozorovaného rozloženia energie žiarenia sa v tomto prípade nazval problém čierneho telesa.

Ako ukázali experimenty s čiernym telesom, graf energie (jasu) verzus frekvencia alebo vlnová dĺžka je charakteristická krivka. Pri nízkych frekvenciách (dlhé vlnové dĺžky) je tlačený proti frekvenčnej osi, potom pri nejakej medzifrekvencii dosiahne maximum (vrchol so zaobleným vrcholom) a potom pri vyšších frekvenciách (krátke vlnové dĺžky) klesá. Keď teplota stúpa, krivka si zachováva svoj tvar, ale posúva sa smerom k vyšším frekvenciám. Boli stanovené empirické vzťahy medzi teplotou a frekvenciou vrcholu na krivke vyžarovania čierneho telesa (Wienov posunovací zákon, pomenovaný po Wilhelmovi Wienovi) a medzi teplotou a všetkou vyžiarenou energiou (Stefan-Boltzmannov zákon, pomenovaný podľa rakúskych fyzikov Josepha Stefana a Ludwiga Boltzmanna ), ale nikto nebol schopný odvodiť krivku žiarenia čierneho telesa zo základných princípov známych v tom čase.

Vinovi sa podarilo získať semiempirický vzorec, ktorý sa dá upraviť tak, že pri vysokých frekvenciách krivku dobre opisuje, ale pri nízkych frekvenciách nesprávne vyjadruje jej priebeh. J.W. Strett (Lord Rayleigh) a anglický fyzik James Jeans aplikovali princíp rovnomerného rozdelenia energie na oscilačné frekvencie oscilátorov uzavretých v priestore čierneho tela a prišli s iným vzorcom (Rayleigh-Jeansov vzorec). Dobre reprodukoval krivku žiarenia čierneho telesa pri nízkych frekvenciách, ale pri vysokých frekvenciách sa od nej odchyľoval.

P. ovplyvnený teóriou elektromagnetickej povahy svetla Jamesa Clerka Maxwella (publikovaný v roku 1873 a experimentálne potvrdený Heinrichom Hertzom v roku 1887) priblížil problém čierneho telesa z hľadiska rozloženia energie medzi elementárne elektrické oscilátory, tzv. ktorého fyzická podoba nie je nijako špecifikovaná. Aj keď sa na prvý pohľad môže zdať, že ním zvolená metóda pripomína záver Rayleigh - Jeans, P. niektoré predpoklady prijaté týmito vedcami odmietol.

V roku 1900, po dlhotrvajúcich a vytrvalých pokusoch o vytvorenie teórie, ktorá by uspokojivo vysvetlila experimentálne údaje, sa P. podarilo odvodiť vzorec, ktorý, ako zistili experimentálni fyzici zo Štátneho fyzikálno-technického ústavu, bol v súlade s výsledkami meraní pozoruhodná presnosť. Z Planckovej formuly vyplývali aj Wien a Stefan - Boltzmannove zákony. Aby však odvodil svoj vzorec, musel zaviesť radikálny koncept, ktorý je v rozpore so všetkými zaužívanými princípmi. Energia Planckových oscilátorov sa nemení nepretržite, ako by vyplývalo z tradičnej fyziky, ale môže nadobudnúť iba diskrétne hodnoty, ktoré sa zvyšujú (alebo znižujú) v konečných krokoch. Každý krok v energii sa rovná nejakej konštante (teraz nazývanej Planckova konštanta) vynásobenej frekvenciou. Diskrétne časti energie sa neskôr nazývali kvantá. P. hypotéza znamenala zrod kvantovej teórie, ktorá spôsobila skutočnú revolúciu vo fyzike. Klasická fyzika, na rozdiel od modernej fyziky, teraz znamená „fyziku pred Planckom“.

P. nebol v žiadnom prípade revolucionár a ani on sám, ani iní fyzici si neuvedomovali hlboký význam pojmu „kvanta“. Pre P. bolo kvantum len prostriedkom, ktorý umožnil odvodiť vzorec, ktorý dáva uspokojivú zhodu s krivkou žiarenia absolútne čierneho telesa. Opakovane sa pokúšal o dohodu v rámci klasickej tradície, no neúspešne. Zároveň s potešením zaznamenal prvé úspechy kvantovej teórie, ktoré nasledovali takmer okamžite. Jeho nová teória zahŕňala okrem Planckovej konštanty aj ďalšie základné veličiny ako rýchlosť svetla a číslo známe ako Boltzmannova konštanta. V roku 1901 P. na základe experimentálnych údajov o žiarení čierneho telesa vypočítal hodnotu Boltzmannovej konštanty a pomocou ďalších známych informácií získal Avogadrove číslo (počet atómov v jednom mole prvku). Na základe Avogadrovho čísla dokázal P. nájsť elektrický náboj elektrónu s pozoruhodnou presnosťou.

Pozícia kvantovej teórie sa posilnila v roku 1905, keď Albert Einstein použil na vysvetlenie fotoelektrického javu (emisie elektrónov z povrchu kovu osvetleného ultrafialovým žiarením) koncept fotónu – kvanta elektromagnetického žiarenia. Einstein navrhol, že svetlo má dvojakú povahu: môže sa správať ako vlna (o čom nás presviedča celá doterajšia fyzika), ako aj ako častica (čo dokazuje fotoelektrický efekt). V roku 1907 Einstein ešte viac upevnil pozíciu kvantovej teórie a použil koncept kvanta na vysvetlenie záhadných nezrovnalostí medzi teoretickými predpoveďami a experimentálnymi meraniami špecifického tepla telies - množstva tepla potrebného na zvýšenie teploty jednej jednotky hmotnosti. pevného telesa o jeden stupeň.

Ďalšie potvrdenie potenciálnej sily inovácie zavedenej P. prišlo v roku 1913 od Nielsa Bohra, ktorý aplikoval kvantovú teóriu na štruktúru atómu. V Bohrovom modeli mohli byť elektróny v atóme iba na určitých energetických úrovniach určených kvantovými obmedzeniami. Prechod elektrónov z jednej úrovne na druhú je sprevádzaný uvoľnením energetického rozdielu vo forme fotónu žiarenia s frekvenciou rovnajúcou sa energii fotónu delenej Planckovou konštantou. Tak sa získalo kvantové vysvetlenie pre charakteristické spektrá žiarenia emitovaného excitovanými atómami.

V roku 1919 bol pán .. P. ocenený Nobelovou cenou za fyziku za rok 1918, „ako uznanie za jeho zásluhy o rozvoj fyziky prostredníctvom objavu energetických kvánt“. Podľa A.G. Ekstrand, člen Kráľovskej švédskej akadémie vied, na slávnostnom odovzdávaní cien, „teória žiarenia P. je najjasnejšou z vedúcich hviezd moderného fyzikálneho výskumu, a pokiaľ možno posúdiť, ešte veľa času prejsť, kým sa minú poklady, ktoré vydoloval jeho génius“ ... V Nobelovej prednáške z roku 1920 P. zhrnul svoju prácu a priznal, že „zavedenie kvanta ešte neviedlo k vytvoreniu skutočnej kvantovej teórie“.

20. roky bol svedkom vývoja Erwina Schrödingera, Wernera Heisenberga, P.A.M. Dirac a iná kvantová mechanika - vybavená zložitým matematickým aparátom kvantovej teórie. P. nemal rád nový pravdepodobnostný výklad kvantovej mechaniky a podobne ako Einstein sa pokúšal zosúladiť predpovede založené len na princípe pravdepodobnosti s klasickými myšlienkami kauzality. Jeho nádeje sa nenaplnili: pravdepodobnostný prístup prežil.

P. prínos pre modernú fyziku sa neobmedzuje len na objav kvanta a konštanty, ktorá teraz nesie jeho meno. Silne naňho zapôsobila Einsteinova špeciálna teória relativity, publikovaná v roku 1905. P. plná podpora novej teórie v nemalej miere prispela k prijatiu špeciálnej teórie relativity fyzikmi. Medzi jeho ďalšie úspechy patrí jeho navrhované odvodenie Fokkerovej - Planckovej rovnice popisujúcej správanie sa systému častíc pri pôsobení malých náhodných impulzov (Adrian Fokker je holandský fyzik, ktorý zdokonalil metódu, ktorú ako prvý použil Einstein na opis Brownovho pohybu - tzv. chaotický kľukatý pohyb drobných častíc suspendovaných v kvapaline). V roku 1928, ako sedemdesiatročný, Planck formálne odišiel do dôchodku, ale neprerušil vzťahy so Spoločnosťou základných vied cisára Wilhelma, ktorej prezidentom sa stal v roku 1930. A na prahu ôsmej dekády pokračoval vo výskumnej činnosti.

Osobný život P. poznačila tragédia. Jeho prvá manželka, rodená Maria Merck, s ktorou sa oženil v roku 1885 a ktorá mu porodila dvoch synov a dve dcéry dvojičky, zomrela v roku 1909. O dva roky neskôr sa oženil so svojou neterou Margou von Hesslin, od ktorej mal aj syna. P. najstarší syn zahynul v prvej svetovej vojne av ďalších rokoch obe jeho dcéry zomreli pri pôrode. Druhého syna z prvého manželstva popravili v roku 1944 za účasť na neúspešnom sprisahaní proti Hitlerovi.

Ako človek prevládajúcich názorov a náboženského presvedčenia a jednoducho ako spravodlivý človek sa P. po nástupe Hitlera k moci v roku 1933 verejne vyjadril na obranu židovských učencov, ktorí boli vyhnaní zo svojich postov a nútení emigrovať. Na vedeckej konferencii pozdravil Einsteina, ktorého nacisti prepadli kliatbe. Keď P. ako prezident Spoločnosti pre základné vedy cisára Wilhelma uskutočnil oficiálnu návštevu Hitlera, využil túto príležitosť, aby sa pokúsil ukončiť prenasledovanie židovských vedcov. Hitler odpovedal tirádou proti Židom vo všeobecnosti. Neskôr bol P. zdržanlivejší a mlčal, hoci nacisti o jeho názoroch nepochybne vedeli.

Ako vlastenec milujúci svoju vlasť sa mohol len modliť, aby sa nemecký národ vrátil do normálneho života. Naďalej slúžil v rôznych nemeckých vedeckých spoločnostiach v nádeji, že uchráni aspoň trochu nemeckej vedy a vzdelania pred úplným zničením. Po zabití jeho domu a osobnej knižnice pri nálete na Berlín sa P. a jeho manželka pokúsili nájsť útočisko na panstve Rogetz pri Magdeburgu, kde sa ocitli medzi ustupujúcimi nemeckými jednotkami a postupujúcim spojeneckým vojskom. Nakoniec manželov Planckovcov objavili americké jednotky a odviezli ich do vtedy bezpečného Göttingenu.

P. zomrel v Göttingene 4. októbra 1947, šesť mesiacov pred svojimi 90. narodeninami. Na jeho náhrobnom kameni je vyryté len meno a priezvisko a číselná hodnota Planckovej konštanty.

Podobne ako Bohr a Einstein, aj P. sa hlboko zaujímal o filozofické problémy súvisiace s kauzalitou, etikou a slobodnou vôľou a hovoril o týchto témach v tlači a pred odborným aj laickým publikom. P. ako pastor (ale bez kňazskej hodnosti) v Berlíne bol hlboko presvedčený, že veda dopĺňa náboženstvo a učí pravdovravnosti a úcte.

Celým životom P. nosil lásku k hudbe, ktorá v ňom vzplanula už v ranom detstve. Vynikajúci klavirista často hrával komorné skladby so svojím priateľom Einsteinom, kým neodišiel z Nemecka. P. bol tiež vášnivým horolezcom a takmer každú dovolenku trávil v Alpách.

Okrem Nobelovej ceny získal P. Copleyovu medailu Kráľovskej spoločnosti v Londýne (1928) a Goetheho cenu vo Frankfurte nad Mohanom (1946). Nemecká fyzikálna spoločnosť po ňom pomenovala svoje najvyššie ocenenie Planckovu medailu a sám P. bol prvým držiteľom tohto čestného ocenenia. Na počesť jeho 80. narodenín bola jedna z vedľajších planét pomenovaná Planckiana a po skončení druhej svetovej vojny bola Spoločnosť cisára Wilhelma pre základné vedy premenovaná na Spoločnosť Maxa Plancka. P. bol členom nemeckej a rakúskej akadémie vied, ako aj vedeckých spoločností a akadémií v Anglicku, Dánsku, Írsku, Fínsku, Grécku, Holandsku, Maďarsku, Taliansku, Sovietskom zväze, Švédsku, Ukrajine a Spojených štátoch amerických. .

Všeobecná mechanika.

Čitateľovi ponúka knihu vynikajúceho nemeckého vedca, nositeľa Nobelovej ceny za fyziku Maxa Plancka (1858-1947), ktorá je učebnicou všeobecnej mechaniky.

Autor skúma samostatný hmotný bod, pričom celú mechaniku rozdeľuje na dve časti: mechaniku hmotného bodu a mechaniku sústavy hmotných bodov. Práca sa vyznačuje hĺbkou a jasnosťou prezentácie materiálu a zaujíma dôležité miesto vo vedeckom dedičstve vedca.

Úvod do teoretickej fyziky. Zväzok 2

Mechanika deformovateľných telies.

Táto kniha, ktorá sa zaoberá mechanikou elastického deformovateľného telesa, je pokračovaním kurzu „Všeobecná mechanika“ od vynikajúceho nemeckého fyzika Maxa Plancka.

Autor s obvyklou zručnosťou stručne a prehľadne uvádza čitateľa do okruhu štúdií z teórie pružnosti, hydrodynamiky a aerodynamiky a do teórie vírových pohybov. Z pohľadu čitateľa tejto knihy by mechanika deformovateľných telies mala z vnútornej nevyhnutnosti vzniknúť ako prirodzené pokračovanie všeobecnej mechaniky a predovšetkým ako séria úzko súvisiacich, logicky zakotvených pojmov. To umožní nielen študovať podrobnejšie kurzy a odbornú literatúru s plným porozumením, ale aj vykonávať samostatný hlbší výskum.

Úvod do teoretickej fyziky. Zväzok 3

Teória elektriny a magnetizmu.

Táto kniha, ktorú napísal významný nemecký vedec, zakladateľ kvantovej mechaniky, Max Planck, obsahuje popis elektrických a magnetických javov. Dielo je jednou z monografií o hlavných odvetviach teoretickej fyziky, ktoré zaujímajú významné miesto vo vedeckom dedičstve Plancka.

Materiál knihy je pozoruhodný svojou hĺbkou a jasnosťou opisu, vďaka čomu dnes nestratil svoj význam.

Úvod do teoretickej fyziky. Zväzok 4

Optika.

V knihe vynikajúceho nemeckého fyzika Maxa Plancka sa veľká pozornosť venuje systematickej prezentácii a rozvíjaniu základných ustanovení teoretickej optiky, uvádza sa ich prepojenie s inými odbormi fyziky.

V prvých dvoch častiach práce autor uvažuje o hmote ako o spojitom médiu s neustále sa meniacimi vlastnosťami. V tretej časti, pri popise disperzie, je predstavená atomistická metóda uvažovania. Autor tiež načrtol prirodzený prechod ku kvantovej mechanike založenej na klasickej teórii pomocou vhodného zovšeobecnenia.

Úvod do teoretickej fyziky. Zväzok 5

Teória tepla.

Táto kniha je piatym a posledným dielom Úvodu do teoretickej fyziky Maxa Plancka.

V prvých dvoch častiach práce vynikajúceho nemeckého fyzika je predstavená klasická termodynamika a základy teórie vedenia tepla. Navyše tepelnú vodivosť považuje autor za najjednoduchší príklad nevratných procesov. Vďaka tomuto pohľadu sa v Planckovej expozícii ukazuje prechod od termodynamiky k teórii vedenia tepla ako jasný a prirodzený.

Tretia časť knihy je celá venovaná javom tepelného žiarenia. V ďalších kapitolách autor uvádza základy atomizmu a kvantovej teórie, klasickej a kvantovej štatistiky.

Vybrané diela

Toto vydanie vybraných diel Maxa Plancka, jedného zo zakladateľov modernej fyziky, obsahuje články o termodynamike, štatistickej fyzike, kvantovej teórii, špeciálnej teórii relativity, ako aj o všeobecných otázkach fyziky a chémie.

Kniha je zaujímavá pre fyzikov, chemikov, historikov fyziky a chémie.

Kvantová teória. Revolúcia v mikrokozme

Max Planck bol často označovaný za revolucionára, hoci bol proti.

V roku 1900 jeden vedec predložil myšlienku, že energia sa nevyžaruje nepretržite, ale vo forme porcií alebo kvanta. Ozvenou tejto hypotézy, ktorá obrátila prevládajúce názory, bol rozvoj kvantovej mechaniky – disciplíny, ktorá spolu s teóriou relativity tvorí základ moderného pohľadu na vesmír.

Kvantová mechanika zvažuje mikroskopický svet a niektoré jej postuláty sú také úžasné, že sám Planck viac ako raz priznal: nedrží krok s dôsledkami svojich objavov. Učiteľ učiteľov, desaťročia stál pri kormidle nemeckej vedy, keď si v temnom období nacizmu dokázal udržať iskru rozumu.

Princíp zachovania energie

Kniha M. Plancka „Princíp zachovania energie“ je venovaná histórii a opodstatnenosti zákona zachovania a premeny energie, ktorý je najdôležitejším prírodným zákonom pre opodstatnenie materializmu.

Kniha vyšla štyrikrát v nemčine; z posledného vydania (1921) a je vyhotovený súčasný preklad. Prvú časť preložil R.Ya. Steinman, ďalší dvaja - S.G. Suvorov.

Prekladatelia sa pri preklade nechceli odkláňať od pôvodného štýlu autora, no v niektorých prípadoch, keď sa jednotlivé frázy originálu rozprestierali na celú stranu, museli tento štýl predsa len „odľahčiť“.

Niektoré z Planckových odkazov na špecifické fyzikálne štúdie sú už zastarané. Preto vo vydaní z roku 1908 urobil Planck niekoľko dodatočných poznámok. Takéto poznámky, aj keď nie sú zásadného charakteru, by sa dali trochu znásobiť. Planck ponechal tretie a štvrté vydanie nezmenené v porovnaní s druhým. Prekladatelia tiež považovali za možné obmedziť sa na dodatky samotného autora k druhému vydaniu.

Významnejšia je absencia v reprintoch histórie zákona zachovania a transformácie energie za posledných päťdesiat rokov, ktoré sú veľmi dôležité pre jej vývoj. Prekladatelia, samozrejme, nemohli tento príbeh vyčerpať individuálnymi poznámkami; vyžaduje si to nezávislý výskum nad rámec tejto práce. Niektoré veľmi významné momenty v ďalšom vývoji práva, a to boj rôznych fyzikálnych smerov okolo posudzovania zmyslu zákona a jeho výkladu, sú však zdôraznené v článku S.G. Suvorov. Čitateľ v nej nájde aj hodnotenie knihy M. Plancka.