Tämä artikkeli selittää, mikä Planckin hypoteesi on, kuka sen loi ja kuinka tärkeäksi se on tullut nykyajan tieteen kehitykselle. Kvantisoinnin idean merkitys koko mikromaailmalle näkyy myös.
Älypuhelin ja kvanttifysiikka
Ympärillämme oleva moderni maailma poikkeaa tekniik altaan hyvin paljon kaikesta, mikä oli tuttua sata vuotta sitten. Kaikki tämä tuli mahdolliseksi vain siksi, että 1900-luvun aamunkoitteessa tiedemiehet ylittivät esteen ja lopulta ymmärsivät, että aine pienimmässä mittakaavassa ei ole jatkuvaa. Ja tämän aikakauden avasi hänen olettamuksellaan ihana henkilö - Max Planck.
Planckin elämäkerta
Yksi fysikaalisista vakioista, kvanttiyhtälö, tiedeyhteisö Saksassa, asteroidi, Kuun kraatteri, avaruusteleskooppi on nimetty hänen mukaansa. Hänen kuvansa oli kohokuvioitu kolikoihin ja painettu postimerkkeihin ja seteleihin. Millainen ihminen Max Planck oli? Hän syntyi 1800-luvun puolivälissä saksalaiseen aatelisperheeseen, jolla oli vaatimaton tulo. Hänen esi-isiensä joukossa oli monia hyviä lakimiehiä ja kirkon palvelijoita. M. Planck sai hyvän koulutuksen, mutta fyysikkokollegat kutsuivat häntä nauraen "itseoppijaksi". Tiedemies sai perustietonsakirjat.
Planckin hypoteesi syntyi olettamuksesta, jonka hän teki teoreettisesti. Tieteellisen uransa aikana hän noudatti periaatetta "tiede tulee ensin". Ensimmäisen maailmansodan aikana Planck yritti ylläpitää siteitä ulkomaisiin kollegoihinsa Saksaa vastustavista maista. Natsien saapuminen löysi hänet suuren tiedeyhteisön johtajan asemasta - ja tiedemies yritti suojella työntekijöitään, auttoi hallinnosta paenneita lähtemään ulkomaille. Joten Planckin hypoteesi ei ollut ainoa asia, josta häntä kunnioitettiin. Hän ei kuitenkaan koskaan puhunut avoimesti Hitleriä vastaan, ilmeisesti ymmärtäen, että hän ei vain vahingoittaisi itseään, vaan hän ei pystyisi auttamaan sitä tarvitsevia. Valitettavasti monet fyysikot eivät hyväksyneet tätä M. Planckin kantaa ja lopettivat kirjeenvaihdon hänen kanssaan. Hänellä oli viisi lasta, ja vain nuorin selvisi isästään. Vanhimman pojan v altasi ensimmäinen, keskimmäisen - toinen maailmansota. Molemmat tyttäret eivät selvinneet synnytyksestä. Samaan aikaan aikalaiset totesivat, että vain kotona Planck oli oma itsensä.
Kvanttien lähteet
Tutkija oli koulusta asti kiinnostunut termodynamiikan toisesta pääsäännöstä. Siinä sanotaan: mikä tahansa prosessi tapahtuu vain kaaoksen lisääntyessä ja energian tai massan menetyksen myötä. Hän muotoili sen ensimmäisenä tällä tavalla entropian suhteen, joka voi vain kasvaa termodynaamisessa järjestelmässä. Myöhemmin juuri tämä työ johti Planckin kuuluisan arvelun muotoiluun. Hän oli myös yksi niistä, jotka esittelivät matematiikan ja fysiikan erottamisen perinteen ja loivat käytännössä teoreettisen osan jälkimmäisestä. Ennen häntäkaikki luonnontieteet sekoitettiin, ja yksilöt suorittivat kokeita laboratorioissa, jotka eivät juuri eronneet alkemiallisista.
Kvanttihypoteesi
Tutkiessaan sähkömagneettisten a altojen entropiaa oskillaattorien avulla ja tukeutuen kaksi päivää ennen, 19. lokakuuta 1900, saatuihin kokeellisiin tietoihin, Planck esitteli muille tiedemiehille kaavan, joka myöhemmin nimettiin hänen mukaansa. Se yhdisti energian, aallonpituuden ja säteilylämpötilan (rajoittavassa tapauksessa täysin mustalle kappaleelle). Koko seuraavan yön hänen kollegansa suorittivat Rubensin johdolla kokeita tämän teorian vahvistamiseksi. Ja hän oli oikeassa! Kuitenkin voidakseen teoreettisesti perustella tästä kaavasta nousevan hypoteesin ja samalla välttääkseen matemaattisia vaikeuksia, kuten äärettömiä, Planck joutui myöntämään, että energiaa ei lähetetä jatkuvana virtana, kuten aiemmin luultiin, vaan erillisinä osina (E=hν). Tämä lähestymistapa tuhosi kaikki olemassa olevat ideat kiinteästä kehosta. Planckin kvanttihypoteesi mullisti fysiikan.
Kvantisoinnin seuraukset
Aluksi tiedemies ei ymmärtänyt löytönsä tärkeyttä. Jonkin aikaa hänen johtamaansa kaavaa käytettiin vain kätevänä tapana vähentää laskennassa käytettävien matemaattisten operaatioiden määrää. Samaan aikaan sekä Planck että muut tutkijat käyttivät Maxwellin jatkuvia yhtälöitä. Ainoa kiusallinen asia oli vakio h, jolle ei voitu antaa fyysistä merkitystä. Vasta myöhemminAlbert Einstein ja Paul Ehrenfest, ymmärtäessään uusia radioaktiivisuuden ilmiöitä ja yrittäessään löytää matemaattisia perusteita optisille spektreille, ymmärsivät Planckin hypoteesin tärkeyden. He sanovat, että raportti, jossa energian kvantisointikaava esiteltiin ensimmäisen kerran, avasi uuden fysiikan aikakauden. Einstein oli luultavasti ensimmäinen, joka huomasi sen alun. Joten tämä on myös hänen ansionsa.
Mitä kvantisoidaan
Kaikki tilat, jotka kaikki alkuainehiukkaset voivat ottaa, ovat erillisiä. Erässä oleva elektroni voi olla vain tietyillä tasoilla. Atomin viritys, samoin kuin päinvastainen prosessi - emissio, tapahtuu myös hyppyissä. Mikä tahansa sähkömagneettinen vuorovaikutus on vastaavan energian kvanttien vaihtoa. Ihmiskunta hillitsi atomin energiaa vain energiatasojen diskreettisyyden ymmärtämisen ansiosta. Toivomme, että nyt lukijoille ei tule kysymystä, mikä on Planckin hypoteesi ja mikä on sen vaikutus nykymaailmaan ja siten jokaiseen ihmiseen.
