Acest articol explică care este ipoteza lui Planck, cine a creat-o și cât de importantă a devenit pentru dezvoltarea științei moderne. Se arată și semnificația ideii de cuantizare pentru întreaga microlume.
Smartphone și fizica cuantică
Lumea modernă din jurul nostru este foarte diferită ca tehnologie de tot ceea ce era familiar cu o sută de ani în urmă. Toate acestea au devenit posibile doar pentru că, în zorii secolului al XX-lea, oamenii de știință au depășit bariera și au înțeles în sfârșit că materia la cea mai mică scară nu este continuă. Și această eră a fost deschisă odată cu asumarea sa de către o persoană minunată - Max Planck.
biografia lui Planck
Una dintre constantele fizice, o ecuație cuantică, o comunitate științifică din Germania, un asteroid, un crater pe Lună, un telescop spațial poartă numele lui. Imaginea lui a fost gravată pe monede și tipărită pe timbre și bancnote. Ce fel de persoană era Max Planck? S-a născut la mijlocul secolului al XIX-lea într-o familie nobilă germană cu mijloace modeste. Printre strămoșii săi au fost mulți avocați buni și slujitori ai bisericii. M. Planck a primit o educație bună, dar colegii fizicieni l-au numit în glumă „autodidact”. Omul de știință și-a dobândit cunoștințele de bază dincărți.
Ipoteza lui Planck s-a născut dintr-o presupunere pe care a făcut-o teoretic. În cariera sa științifică, a aderat la principiul „știința este pe primul loc”. În timpul Primului Război Mondial, Planck a încercat să mențină legături cu colegii străini din țările care s-au opus Germaniei. Sosirea naziștilor l-a găsit în funcția de director al unei mari comunități științifice – iar omul de știință a căutat să-și protejeze angajații, i-a ajutat pe cei care au fugit din regim să plece în străinătate. Deci ipoteza lui Planck nu a fost singurul lucru pentru care a fost respectat. Cu toate acestea, nu a vorbit niciodată în mod deschis împotriva lui Hitler, aparent realizând că nu numai că și-ar face rău, dar nu va putea să îi ajute pe cei care au nevoie. Din păcate, mulți fizicieni nu au acceptat această poziție a lui M. Planck și au încetat să mai corespondă cu el. A avut cinci copii și doar cel mai mic a supraviețuit tatălui său. Fiul cel mare a fost luat de primul, mijlocul - de al doilea război mondial. Ambele fiice nu au supraviețuit nașterii. În același timp, contemporanii au observat că doar acasă Planck era el însuși.
Surse de quanta
De la școală, omul de știință a fost interesat de a doua lege a termodinamicii. Se spune: orice proces merge doar cu o creștere a haosului și o pierdere de energie sau masă. El a fost primul care a formulat-o astfel, în termeni de entropie, care poate crește doar într-un sistem termodinamic. Mai târziu, această lucrare a condus la formularea celebrei conjecturi a lui Planck. El a fost și unul dintre cei care au introdus tradiția separării matematicii și fizicii, creând practic o secțiune teoretică a acesteia din urmă. Înaintea luitoate științele naturii erau amestecate, iar experimentele au fost efectuate de indivizi în laboratoare care nu erau aproape deloc diferite de cele alchimice.
Ipoteza cantitativă
Explorând entropia undelor electromagnetice în ceea ce privește oscilatorii și bazându-se pe datele experimentale obținute cu două zile înainte, pe 19 octombrie 1900, Planck a prezentat altor oameni de știință o formulă care avea să fie numită ulterior după el. A legat energia, lungimea de undă și temperatura radiației (în cazul limită pentru un corp complet negru). Pe parcursul nopții următoare, colegii săi, sub conducerea lui Rubens, au pus la punct experimente pentru a confirma această teorie. Și avea dreptate! Totuși, pentru a fundamenta teoretic ipoteza care decurge din această formulă și, în același timp, pentru a evita dificultățile matematice precum infinitate, Planck a trebuit să admită că energia nu este emisă într-un flux continuu, așa cum se credea anterior, ci în porțiuni separate (E=hν). Această abordare a distrus toate ideile existente despre un corp solid. Ipoteza cuantică a lui Planck a revoluționat fizica.
Consecințele cuantizării
La început, omul de știință nu și-a dat seama de importanța descoperirii sale. Pentru o vreme, formula derivată de el a fost folosită doar ca o modalitate convenabilă de a reduce numărul de operații matematice pentru calcul. În același timp, atât Planck, cât și alți oameni de știință au folosit ecuațiile continue ale lui Maxwell. Singurul lucru jenant era constanta h, căreia nu i se putea da un sens fizic. Doar mai târziuAlbert Einstein și Paul Ehrenfest, înțelegând noile fenomene ale radioactivității și încercând să găsească o justificare matematică pentru spectrele optice, și-au dat seama de importanța ipotezei lui Planck. Ei spun că raportul, la care a fost prezentată prima dată formula de cuantificare a energiei, a deschis era noii fizici. Einstein a fost probabil primul care i-a recunoscut începutul. Deci acesta este și meritul lui.
Ce este cuantificat
Toate statele pe care le poate lua orice particule elementare sunt discrete. Un electron dintr-o capcană poate fi doar la anumite niveluri. Excitația unui atom, precum și procesul opus - emisia, au loc și în s alturi. Orice interacțiune electromagnetică este un schimb de cuante ale energiei corespunzătoare. Omenirea a redus energia atomului doar datorită înțelegerii discretității nivelurilor de energie. Sperăm că acum cititorii nu vor avea o întrebare, care este ipoteza lui Planck și care este influența acesteia asupra lumii moderne și, prin urmare, asupra fiecăruia dintre oameni.
