Что открыл планк в физике
Макс Планк
немецкий физик, основатель квантовой теории, Нобелевский лауреат
Макс Планк
Чтобы в корне перевернуть физику, нужно обладать действительно неординарным мышлением. Макс Планк обладал им в полной мере. Представления, которые он внес в науку, были труднопредставимы…
Еще будучи совсем юным, Макс пришел к своему семидесятилетнему наставнику Филиппу Жолли и сказал ему, что решил заняться теоретической физикой. Но физик-экспериментатор Филипп фон Жолли посоветовал Планку избрать другую профессию и не портить себе жизнь, так как, по его словам, теоретическая физика в основном закончена.
Что ж, если одна физика закончена – нужно начать другую. В 1900 году Макс Планк положил начало квантовой теории. 14 декабря 1900 года на заседании Берлинского физического общества Планк высказал парадоксальную идею о том, что энергия может излучаться и поглощаться лишь отдельными, малыми и неделимыми порциями или квантами. Эта теория противоречила представлениям классической физики. Но, тем не менее, Постоянная Планка h оказалась новой мировой константой.
В 1918 году Планку была присуждена Нобелевская премия. Он был одним из первых, кто принял и всецело поддержал теорию относительности Эйнштейна (кстати, он и предложил сам термин «теория относительности»), а также развивал ее в своих работах.
Во время Второй мировой войны Макс Планк пытался убедить Гитлера сохранить жизни евреям. В то же время он продолжал служить в различных научных обществах Германии в надежде сохранить остатки немецкой науки и иметь возможность помогать другим ученым.
Макс Планк умер 4 октября 1947 года в Гёттингене, где и был похоронен. На его могильной плите выбиты только имя и фамилия ученого и численное значение постоянной Планка.
Нобелевские лауреаты: Макс Планк. Самый постоянный из физиков
Почему Макс Планк, выбирая между физикой и музыкой, предпочел науку, что общего у его учебы и фильмов о кунг-фу, почему он рассорился с Эйнштейном и как пострадал от Первой и Второй мировых войн, рассказывает рубрика «Как получить Нобелевку».
Родился: 23 апреля 1858 года, Киль, Германия
Умер: 4 октября 1947 года, Геттинген, Германия
Нобелевская премия по физике 1918 года. Формулировка Нобелевского комитета: «В знак признания его заслуг в деле развития физики благодаря открытию квантов энергии».
Когда ты пишешь биографии нобелевских лауреатов в хронологическом порядке, приходится удивляться, насколько разное количество информации доступно о великих ученых. В одном случае приходится «закапываться» в журнальные статьи, пытаться понять тексты на языках, отличных от английского и русского, в другом же, наоборот, даже важных фактов столько, что приходится устраивать им строгий конкурс.
Случай нобелевского лауреата по физике за 1918 год явно относится ко второй категории. Макс Планк номинировался на премию ежегодно с 1910 года и получил награду сравнительно быстро, несмотря на то, что большая часть физического сообщества, включая многих первых лауреатов премии, была совсем не готова признать наступление новой физики. Даже под грузом накопившихся фактов.
Макс Планк — человек, имя которого сейчас для немецкой науки стало нарицательным (вспомните Общество Макса Планка, аналог нашей Академии наук). Его практически обожествляла немецкая наука при жизни (медаль имени Макса Планка — первую получил сам Планк и Эйнштейн — и Институт физики имени Макса Планка появились еще при жизни ученого). Наш герой был «человеком с происхождением». Его отец, Вильгельм Планк, представлял древний дворянский род, многие члены которого были известными деятелями науки и культуры. Например, дед Макса, Хайнрих Людвиг, как и прадед Готтлиб Якоб, преподавали теологию в Геттингене. Мама, Эмма Патциг, происходила из церковной семьи.
Вход в здание Общества Макса Планка (Мюнхен)
Он родился 23 апреля 1858 года в Киле, столицы Голштинии (именно отсюда происходил император Петр III, муж Екатерины II). За Киль постоянно спорили Германия и Дания, даже воевали за него. Семья Планков провела в этом городе первые девять лет жизни будущего великого ученого, и Макс на всю жизнь запомнил вступление прусских и австрийских войск в город в 1864 году. Вообще, войны постоянно били рядом с Планком — по самому близкому. В Первую мировую, в 1916 году, под Верденом погиб его старший сын Карл, в январе 1945 года нацисты повесили его второго сына Эрвина (его заподозрили к причастности к заговору полковника Штауффенберга). Бомбежки союзников едва не убили его во время лекции, завалив на несколько часов в бомбоубежище, в конце войны разорили его имение, куда-то исчезла его огромная библиотека…
Но пока что на дворе 1867 год, и отец юного Планка получает приглашение из Мюнхена. Позиция профессора юриспруденции знаменитого Мюнхенского университета оказалась очень заманчивой, и семья переехала в Баварию. Здесь Макс Планк пошел учиться в очень престижную Максимилиановскую гимназию, где стал первым учеником.
Макс Планк
Биография
Полное имя немецкого ученого – Макс Карл Эрнст Людвиг Планк. Много лет подряд он был одним из руководителей немецкого научного сообщества. Ему принадлежит открытие квантовой гипотезы. Физик изучал термодинамику, теорию квантов и теплового излучения. Работы ученого делают его основоположником квантовой физики. Один из немногих, кто посмел выступать в защиту евреев в период нацизма в Германии. До конца дней оставался верным науке и занимался ею, пока позволяло здоровье.
Детство и юность
Макс Планк появился на свет 23 апреля 1858 года в городе Киле. Его предки были из старого дворянского рода. Его дед (Heinrich Ludwig Planck) и прадед (Gottlieb Jakob Planck) преподавали теологию в университете Геттингена.
Отец Макса Вильгельм Планк – юрист и профессор права в университете Киля. Он был дважды женат. В первом браке появились двое детей. Второй раз он женился на матери Макса Эмме Патциг, в браке с которой родились пятеро детей. Она была из пасторской семьи и до встречи с Вильгельмом Планком жила в городе Грайфсвальд.
До 10 лет Макс жил в Киле. В 1867 году отец получает приглашение на профессорскую должность в Мюнхенский университет, и семья переезжает в столицу Баварии. Здесь мальчика отдают в Максимилиановскую гимназию, где он числится в рядах лучших учеников класса.
Большое влияние на юного Планка оказывает учитель математики Герман Мюллер. От него он впервые узнает, что такое закон сохранения энергии. Макс показывает блестящие математические данные. Занятия в гимназии закрепили в нем интерес к науке, в частности к изучению законов природы.
Макс Планк в детстве / Архив Общества Макса Планка
Еще одним детским увлечением Планка стала музыка. Он пел в хоре мальчиков, играл на нескольких инструментах и много занимался за роялем. Одно время изучал теорию музыки и даже пробовал сочинять, но пришел к выводу, что композитор из него не получится. К окончанию школы Планк уже сформировал свои пристрастия.
В молодости он хотел посвятить себя музыке, став пианистом. Мечтал заниматься филологией, проявлял большой интерес к физике и математике. В итоге Макс выбрал точные науки и поступил в Мюнхенский университет. Будучи студентом, не оставляет музыку. Его можно было видеть музицирующим на органе в студенческой церкви. Он руководил небольшим хором и дирижировал оркестром.
Отец советует Максу обратиться к профессору Филиппу фон Жолли, чтобы тот помог ему погрузиться в изучение теоретической физики. Профессор уговаривал студента отказаться от этой идеи, так как, по его мнению, данная наука близка к завершению. По его словам, новых открытий уже ждать не стоит, основные исследования сделаны.
Макс Планк в молодости / Википедия
Однако Планк не сдается. Ему не нужны открытия, он желает разобраться в основах физической теории и хотел бы по возможности их углубить. Студент начинает посещать лекции по экспериментальной физике Вильгельма фон Беца. Вместе с профессором Филиппом фон Жолли проводит исследование о проницаемости нагретой платины для водорода. Макса можно видеть на занятиях в аудиториях профессоров – математиков Людвига Зейделя и Густава Бауэра.
После знакомства с известным физиком Германом Гельмгольцем Планк уезжает получать образование в Берлинский университет. Он посещает лекции математика Карла Вейерштрасса. Изучает работы профессоров Гельмгольца и Густава Киргофа, которые берет для себя за образец для подражания по мастерству изложения сложного материала. После ознакомления с трудами Рудольфа Клазиуса по теории теплоты выбирает для себя новое направление для исследований – термодинамику.
Наука
В 1879 году Планк получает ученую степень доктора после защиты диссертации о втором начале термодинамики. В своей работе физик доказывает, что при самоподдерживающем процессе тепло не переносится от холодного тела к более теплому. В следующем году он пишет еще одну работу по термодинамике и получает должность младшего ассистента на физическом факультете в университете Мюнхена.
Embed from Getty Images Макс Планк на встрече в Обществе кайзера Вильгельма
В 1885 году Планк становится адъюнкт-профессором в Кильском университете. Его исследования уже стали приносить ему дивиденды в виде международного признания. Через 3 года ученого приглашают в Берлинский университет, где он также находится в должности адъюнкт-профессора. Вместе с этим получает пост директора Института теоретической физики. В 1892 году Макс Планк становится действительным профессором.
Через 4 года ученый начинает заниматься исследованиями теплового излучения тел. По теории Планка электромагнитное излучение не может быть непрерывным. Оно идет отдельными квантами, величина которых зависит от излучаемой частоты. Макс Планк выводит формулу распределения энергии в спектре абсолютного черного тела.
В декабре 1900 года физик на заседании Берлинского ученого совета докладывает о своем открытии и дает начало новому направлению – квантовой теории. Уже в следующем году на основе формулы Планка вычисляется значение постоянной Больцмана. Планку удается получить постоянную Авогадро – число атомов в одном моле, и ученый устанавливает величину заряда электрона с высокой степенью точности.
Embed from Getty Images Макс Планк и Альберт Эйнштейн
Альберт Эйнштейн впоследствии способствовал укреплению квантовой теории.
В 1919 году ученый Макс Планк получает Нобелевскую премию 1918 года за открытие квантов энергии и развитие физики.
В 1928-м он уходит в отставку, но продолжает сотрудничать с Обществом фундаментальных наук кайзера Вильгельма. Через 2 года нобелевский лауреат становится его президентом.
Религия и философия
Макс План воспитывался в лютеранском духе, и для него всегда на первом месте находились ценности религии. Каждый раз за обедом он произносил молитву. Известно, что с 1920 года и до конца жизни служил пресвитером.
Ученый был против объединения науки и религии. Под его критику попадали астрология, теософия, спиритуализм и другие модные направления. При этом он считал, что наука и религия равноценны по своей значимости.
Его лекция «Религия и естествознание» от 1937 года пользовалась популярностью, что отразилось в ее неоднократных публикациях впоследствии. Текст стал отражением событий в стране, которая находилась под властью фашистов.
Планк ни разу не называет имя Христа и вынужден постоянно опровергать слухи о смене своей веры. Ученый подчеркивал, что он не верит в личностного бога, но при этом остается религиозным.
Личная жизнь
В первый раз Макс Планк женился на подруге детства Марии Мерк в 1885 году. В браке родились четверо детей: два сына и дочери-близнецы. Он любил свою семью, был заботливым мужем и отцом. В 1909 году жена умирает. Через 2 года ученый пытается во второй раз устроить свою личную жизнь и делает предложение племяннице Марге фон Хесслин. Женщина дарит Максу Планку еще одного сына.
В биографии ученого наступает черная полоса. Старший сын погибает в Первую мировой войну, в 1916-м, а дочери умирают при родах в 1917 и 1918 годах. Второй сын от первого брака был казнен в начале 1945-го за участие в заговоре против Гитлера, несмотря на прошение известного отца.
Нацисты знали о взглядах Макса Планка. Во время визита к Гитлеру, когда физик возглавлял Общество фундаментальных наук кайзера Вильгельма, он обратился к нему с просьбой не преследовать ученых-евреев. Гитлер гневно ему в лицо высказал все, что думает о еврейской нации. После этого Планк хранил молчание и старался быть сдержанным в своих мыслях.
Зимой 1944 года, после налета авиации армии союзников, дом ученого полностью сгорел. В огне уничтожены рукописи, дневники, книги. Он переезжает к другу Карлу Штилю в Рогец под Магдебургом.
Памятник Максу Планку / Mutter Erde, Википедия
В 1945 году, во время лекции в Касселе, профессор чуть не погибает под бомбами. В апреле временный дом супругов Планк тоже был разрушен под авиаударами. Ученый и жена уходят в лес, потом живут у молочника. Здоровье Планка ухудшалось – обострился артрит позвоночника, и он ходил с большим трудом.
По просьбе профессора Роберта Поля за нобелевским лауреатом отправляются американские военные и вывозят его в безопасный Геттинген. Пять недель он находится на больничной койке, а затем, после выздоровления, приступает к работе: читает лекции.
Смерть
В июле 1946 года мужчина поехал в Англию на празднование 300-летнего юбилея Исаака Ньютона. Интересный факт: ученый был на мероприятии единственным представителем от Германии. Незадолго до смерти физика Общество кайзера Вильгельма переименовывают в Общество Макса Планка, отметив тем самым еще раз его вклад в науку.
Могила Макса Планка / Инстаграм
Он продолжает выступать с лекциями. В Бонне ученый заболел двусторонним воспалением легких, но сумел победить болезнь. В марте 1947 года он в последний раз выступает перед студентами. В октябре этого же года состояние Макcа Планка резко ухудшилось, и он скончался. Причина смерти – инсульт. Он не дожил до своего 90-летия полгода. Могила нобелевского лауреата находится на кладбище Геттингена.
После себя ученый оставил рукописи, книги, фотографии – наследие, которое бесценно и продолжает нести бескорыстное служение науке.
Макс Планк
Макс Планк в 1901: «Религия и естествознание нуждаются в вере в Бога. При этом для религии Бог стоит в начале всякого размышления, а для естествознания — в конце. Для одних он означает фундамент, а для других — вершину любых построений [1] »
Макс Карл Эрнст Людвиг Планк [2] (нем. Max Karl Ernst Ludwig Planck ; 23 апреля 1858, Киль — 4 октября 1947, Гёттинген ) — великий немецкий физик; основатель квантовой теории; предопределил основное направление развития физики с начала XX века.
Содержание
Биография
где — частота излучения в Гц, а — постоянная Планка,
Джc.
В результате введения этого, применив более или менее стандартную для статистической физики теоретическую технику, Планк получил правильную формулу спектральной плотности излучения чёрного тела, нагретого до температуры T, (сводящуюся к распределению Планка в нынешней терминологии):
,
где I(ν) — энергия, которая с единицы площади в единицу времени излучается в частотном диапазоне между ν и ν+dν в пространственный угол ; c — скорость света, k — постоянная Больцмана.
Вклад Планка в современную физику не исчерпывается открытием кванта и постоянной, носящей ныне его имя. Сильное впечатление на него произвела специальная теория относительности Эйнштейна, опубликованная в 1905 г. Полная поддержка, оказанная Планком новой теории, в немалой мере способствовала принятию специальной теории относительности физиками.
Планк внёс существенный вклад и в дальнейшее развитие квантовой теории в начале века, в том числе и применяя релятивистские методы. Так, ему принадлежит такое ключевое теоретическое открытие, как введение представления об импульсе фотона (исходя из того, что энергия фотона, открытая к этому времени Эйнштейном, и его импульс должны быть компонентами единого 4-вектора). Обобщенное впоследствии де Бройлем на все частицы это представление стало одним из фундаментальных представлений квантовой механики.
Участвовал Планк и в разработке квантовой теории в направлении, позволившем впоследствии выявить структуру классической механики (особенно в гамильтоновой ее форме) как предельного случая квантовой, а также и в формировании квазиклассических теорий первой четверти XX века.
Во время Второй мировой войны Макс Планк пытался убедить Гитлера сохранить жизни евреям. В то же время он продолжал служить в различных научных обществах Германии в надежде сохранить остатки немецкой науки и иметь возможность помогать другим ученым.
Макс Планк умер 4 октября 1947. На его могильной плите выбиты только имя и фамилия ученого и численное значение постоянной Планка.
Личная жизнь
Личная жизнь Планка была отмечена рядом трагедий. Его первая жена Мария Мерк, от которой у Планка было двое сыновей и дочери-двойняшки, умерла в 1909 году. Через два года Планк женился на своей племяннице Марте фон Хёсслин, от которой у него тоже родился сын Герман. Старший сын Планка погиб в Первую мировую войну, а обе его дочери умерли при родах. Второй сын Эрвин был казнён 20 июля 1944 за участие в заговоре против Гитлера.
Легенды, анекдоты и афоризмы
Памятник Максу Планку работы Бернхарда Хайлигера во дворе Берлинского университета
«Религия и естествознание нуждаются в вере в Бога. При этом для религии Бог стоит в начале всякого размышления, а для естествознания — в конце. Для одних он означает фундамент, а для других — вершину построения любых мировоззренческих принципов. [1] »
Примечания
Ученики
Кинофильм «Эйнштейн и Эддингтон» («Einstein and Eddington») 2008 года. Режиссёр: Филип Мартин.
См. также
Ссылки
Эта страница использует содержимое раздела Википедии на русском языке. Оригинальная статья находится по адресу: Макс Планк. Список первоначальных авторов статьи можно посмотреть в истории правок. Так же, как и в этом проекте, тексты, размещённые в Википедии, доступны на условиях GNU FDL.
Макс Планк
Max Karl Ernst Ludwig Planck
Немецкий физик-теоретик. Основоположник квантовой физики.
Лауреат Нобелевской премии по физике. Член Прусской академии наук.
Макс Планк родился 23 апреля 1858 года в городе Киль, Германия. Мальчик принадлежал к старому дворянскому роду. Среди его предков имелись видные юристы, ученые, военные и церковные деятели. В 1867 году отец юного Планка получил приглашение из Мюнхена. Позиция профессора юриспруденции знаменитого Мюнхенского университета оказалась очень заманчивой, и семья переехала в Баварию, где Макс учился в очень престижной Максимилиановской гимназии.
Учитель математики Германн Мюллер первым открыл в юноше талант к математике и дал ему первые уроки удивительной красоты законов природы. Именно от Мюллера Планк узнал о законе сохранения энергии, поразившем его навсегда. К моменту окончания школы, помимо явных способностей к физике и математике, будущий ученый обнаружил у себя и музыкальный талант. Однако выбрал все же физику. В 1874 году поступил в Мюнхенский университет. Правда, играть, петь и дирижировать не бросил.
Еще будучи совсем юным, молодой человек пришел к своему семидесятилетнему наставнику Филиппу Жолли и сказал ему, что решил заняться теоретической физикой. Но физик-экспериментатор Филипп фон Жолли посоветовал Планку избрать другую профессию и не портить себе жизнь, так как, по его словам, теоретическая физика в основном закончена. Однако, немного подумав Макс решил, что если одна физика закончена, нужно начать другую. В 1900 году Планк положил начало квантовой теории.
В середине декабря 1900 года на заседании Берлинского физического общества Планк высказал парадоксальную идею о том, что энергия может излучаться и поглощаться лишь отдельными, малыми и неделимыми порциями или квантами. Данная теория противоречила представлениям классической физики. Но, тем не менее, Постоянная Планка h оказалась новой мировой константой.
Теоретическая физика привела его в Берлин, где учился у великих Германа Гельмгольца и Густава Кирхгофа. Правда, лекциями по физике в Берлинском университете Планк оказался разочарован и занялся изучением оригинальных работы своих учителей. К Гельмгольцу и Кирхгофу вскоре добавились работы по теории теплоты Рудольфа Клаузиуса. Таким образом определилась область научных работ молодого теоретика Макса Планка: термодинамика. Молодой ученый с энтузиазмом берется «уточнять» детали: переформулирует второй закон термодинамики, пишет новые определения энтропии.
Планк сумел, используя модель простейшего линейного гармонического резонатора, вывести формулу, которая объединяла формулу Вина и формулу Рэлея. Об этой формуле, ставшей потом формулой Планка сделал доклад, после которого его нашли несколько физиков и сообщили ему: теория идеально сочетается с практикой. Но это означало только то, что физик удачно подобрал формулу, которая объясняет узкоспециальную задачу. Планку этого оказалось мало, и тогда занялся теоретическим обоснованием найденной эмпирически формулы. Далее ученый вновь выступил в Физическом обществе и сделал доклад, из которого следует: энергия абсолютно черного тела должна излучаться порциями. Квантами.
В 1918 году Планку присуждена Нобелевская премия. Ученый являлся одним из первых, кто принял и всецело поддержал теорию относительности Альберта Эйнштейна, а также развивал ее в своих научных работах.
Во время Второй мировой войны Макс Планк пытался убедить Гитлера сохранить жизни евреям. В то же время продолжал служить в различных научных обществах Германии в надежде сохранить остатки немецкой науки и иметь возможность помогать другим ученым.
Макс Планк умер 4 октября 1947 года. На его могильной плите выбиты только имя и фамилия ученого и численное значение постоянной Планка.
Медаль Гельмгольца (1914)
Орден «За заслуги в науке и искусстве» (1915)
Нобелевская премия по физике (1918)
Медаль Лоренца (1927)
Медаль Франклина (1927)
Adlerschild des Deutschen Reiches (1928)
Медаль Макса Планка (1929)
Медаль Копли (1929)
Медаль и премия Гутри (1932)
Медаль Гарнака (1933)
Премия Гете (1945)
Почетный гражданин Киля (1947)
Член Прусской, Баварской, Геттингенской, Дрезденской академий наук
Иностранный член Академии наук СССР (1926), Лондонского королевского общества (1926), Национальной академии наук США, Академии деи Линчеи, Австрийской, Датской, Ирландской, Финляндской, Греческой, Нидерландской, Венгерской, Шведской академий наук
Почетный доктор университетов Франкфурта, Ростока, Граца, Афин, Кембриджа, Лондона, Глазго, технических университетов Берлина и Мюнхена
В 1948 году учреждено Общество Макса Планка, пришедшее на смену Обществу кайзера Вильгельма и объединяющее ряд научно-исследовательских институтов по всей Германии.
С 1929 года Немецкое физическое общество вручает медаль имени Макса Планка за достижения в теоретической физике. Первыми ее лауреатами стали Альберт Эйнштейн и сам Планк. С 1990 года Общества Макса Планка и Александра фон Гумбольдта присуждают премию Макса Планка (Max-Planck-Forschungspreis) для поощрения сотрудничества немецких ученых с зарубежными коллегами.
Имя Планка присвоено астероиду (1069 Planckia), открытому Максом Вольфом в 1927 году, а также кратеру на Луне. В 2009 году был запущен космический телескоп «Планк», нацеленный на изучение микроволнового реликтового излучения и решение других научных задач.
В 2013 году в честь Макса Планка назван новый вид организмов Pristionchus maxplancki.
Во дворе Берлинского университета установлен памятник Максу Планку, который был создан известным скульптором Бернхардом Хайлигером (нем. Bernhard Heiliger) еще в 1949 году, однако до 2006 года находился в физическом институте в пригороде Берлина (причиной была модернистская стилистика, в которой была выполнена статуя). В 2010 году копия этого памятника была размещена на втором участке DESY в Цойтене. В 1958 году, к столетнему юбилею ученого, на фасаде западного крыла главного университетского здания (улица Унтер-ден-Линден, 6), где располагался Институт теоретической физики, была установлена памятная доска. В 1989 году мемориальная табличка размещена на стене дома в берлинском районе Груневальд (улица Wangenheimstraße, 21), где в 1905-1944 годах жил Планк.
Ряд учебных заведений в Германии носит имя Макса Планка (см. Max-Planck-Gymnasium).
Ученому посвящен ряд почтовых марок, выпущенных в разные годы в различных странах мира.
В 1957-1971 годах в ФРГ выпускалась монета номиналом в две марки с портретом Планка. В 1983 году, к 125-летию ученого, в ГДР была выпущена памятная 5-марковая монета с его изображением. В 2008 году, к 150-летнему юбилею Планка, была выпущена памятная серебряная монета номиналом в 10 евро.