Ez a cikk elmagyarázza, hogy mi Planck hipotézise, ki alkotta meg, és mennyire fontossá vált a modern tudomány fejlődése szempontjából. A kvantálás gondolatának jelentősége az egész mikrovilág számára is látható.
Okostelefon és kvantumfizika
A minket körülvevő modern világ technológiailag nagyon különbözik mindentől, ami száz évvel ezelőtt ismert volt. Mindez csak azért vált lehetségessé, mert a huszadik század hajnalán a tudósok átlépték a korlátot, és végre megértették, hogy az anyag a legkisebb léptékben sem folytonos. És ezt a korszakot egy csodálatos személy – Max Planck – az ő feltevésével nyitotta meg.
Planck életrajza
Róla nevezték el az egyik fizikai állandót, egy kvantumegyenletet, egy németországi tudományos közösséget, egy aszteroidát, egy krátert a Holdon, egy űrtávcsövet. Képét érmékre domborították, bélyegekre és bankjegyekre nyomtatták. Milyen ember volt Max Planck? A tizenkilencedik század közepén született egy szerény anyagi helyzetű német nemesi családban. Ősei között sok jó ügyvéd és egyházi lelkész volt. M. Planck jó oktatásban részesült, de fizikustársai tréfásan "autodidakta"-nak nevezték. A tudós alapvető ismereteit onnan szereztekönyvek.
Planck hipotézise egy elméleti feltevésből született. Tudományos pályafutása során ragaszkodott a „tudomány az első” elvhez. Az első világháború alatt Planck igyekezett kapcsolatot ápolni a Németországgal szembeszálló országok külföldi kollégáival. A nácik érkezése egy nagy tudományos közösség igazgatói pozíciójában találta meg - és a tudós igyekezett megvédeni alkalmazottait, segített a rezsim elől menekülőknek külföldre menni. Tehát nem Planck hipotézise volt az egyetlen dolog, amiért tisztelték. Nyíltan azonban sohasem beszélt Hitler ellen, láthatóan belátta, hogy nemcsak magának árt, de nem is tud segíteni azoknak, akiknek szükségük van rá. Sajnos sok fizikus nem fogadta el M. Planck álláspontját, és abbahagyta a vele való levelezést. Öt gyermeke volt, és csak a legfiatalabb élte túl apját. A legidősebb fiút az első, a középsőt a második világháború vitte el. Mindkét lánya nem élte túl a szülést. Ugyanakkor a kortársak megjegyezték, hogy csak otthon volt Planck önmaga.
A kvantumforrások
A tudóst az iskolában a termodinamika második főtétele érdekelte. Azt mondja: minden folyamat csak a káosz növekedésével és az energia- vagy tömegveszteséggel megy végbe. Ő volt az első, aki így fogalmazta meg, az entrópia szempontjából, ami termodinamikai rendszerben csak növekedhet. Később ez a munka vezetett Planck híres sejtésének megfogalmazásához. Egyike volt azoknak is, akik meghonosították a matematika és a fizika szétválasztásának hagyományát, gyakorlatilag ez utóbbi elméleti részét alkotva. Előtteminden természettudomány vegyes volt, és a kísérleteket egyének végezték olyan laboratóriumokban, amelyek szinte semmiben sem különböztek az alkímiától.
Kvantisztikai hipotézis
Az elektromágneses hullámok entrópiájának oszcillátorokkal való feltárása és két nappal korábban, 1900. október 19-én szerzett kísérleti adatokra támaszkodva Planck bemutatott más tudósoknak egy képletet, amelyet később róla neveztek el. Összekötötte az energiát, a hullámhosszt és a sugárzási hőmérsékletet (korlátozó esetben egy teljesen fekete test esetében). A következő éjszaka során kollégái Rubens irányításával kísérleteket végeztek, hogy megerősítsék ezt az elméletet. És igaza volt! Az ebből a képletből fakadó hipotézis elméleti alátámasztása és egyben a matematikai nehézségek, például a végtelenség elkerülése érdekében Plancknek be kellett ismernie, hogy az energia nem folytonos áramlásban, mint korábban gondolták, hanem külön részekben bocsát ki (E=hν). Ez a megközelítés megsemmisített minden létező elképzelést a szilárd testről. Planck kvantumhipotézise forradalmasította a fizikát.
A kvantálás következményei
A tudós először nem vette észre felfedezésének fontosságát. Az általa levezetett képletet egy ideig csak kényelmes módszerként használták a számításhoz szükséges matematikai műveletek számának csökkentésére. Ugyanakkor Planck és más tudósok is alkalmazták a Maxwell-féle folytonos egyenleteket. Az egyetlen kínos dolog az állandó h volt, aminek nem lehetett fizikai jelentést adni. Csak későbbAlbert Einstein és Paul Ehrenfest, a radioaktivitás új jelenségeinek megértése és az optikai spektrumok matematikai igazolásának keresése során rájöttek Planck hipotézisének fontosságára. Azt mondják, hogy a jelentés, amelyen először bemutatták az energiakvantálási képletet, megnyitotta az új fizika korszakát. Valószínűleg Einstein volt az első, aki felismerte a kezdetét. Szóval ez is az ő érdeme.
Mi a kvantált
Az elemi részecskék által felvehető összes állapot diszkrét. A csapdában lévő elektron csak bizonyos szinteken lehet. Az atom gerjesztése, valamint az ellenkező folyamat - az emisszió - szintén ugrásszerűen történik. Bármely elektromágneses kölcsönhatás a megfelelő energia kvantumainak cseréje. Az emberiség csak az energiaszintek diszkrétségének megértésének köszönhetően fékezte meg az atom energiáját. Reméljük, hogy most nem lesz kérdés az olvasókban, hogy mi Planck hipotézise, és milyen hatással van a modern világra, és ezáltal az egyes emberekre.
