Planckova hypotéza: začiatok kvantového sveta

Tento článok popisuje, čo je Planckova hypotéza , kto je jej tvorcom a ako dôležitá sa stala pre rozvoj modernej vedy. Ukazuje sa aj hodnota myšlienky kvantizácie pre celý mikrosvver.

Smartphone a kvantová fyzika

Moderný svet okolo nás je v technológii veľmi odlišný od všetkého, čo bolo známe pred sto rokmi. To všetko bolo možné len preto, že na začiatku dvadsiateho storočia vedci prekonali bariéru a nakoniec si uvedomili, že látka na najmenšom stupni nie je spojitá. A otvoril túto éru svojim predpokladom o nádhernom mužovi - Maxovi Planckovi.

Životopis Planck

Jeho meno je: jedna z fyzikálnych konštánt, kvantová rovnica, vedecká komunita v Nemecku, asteroid, kráter na Mesiaci, vesmírny teleskop. Jeho obraz bol razený na minciach a vytlačený na pečiatkach a účtoch. Aký človek bol Max Planck? Narodil sa v polovici devätnásteho storočia v nemeckej šľachtickej rodine. Medzi jeho predkami bolo veľa dobrých právnikov a cirkevných ministrov. Vzdelanie M. Plank dostal dobrú, ale kolegovia fyziky ju vtipne nazvali "samoukmi". Vedec získal základné vedomosti z kníh.

Hypotéza o Planckovi sa zrodila z predpokladu, ktorý teoreticky odvodil. Vo vedeckej kariére dodržiaval princíp, že "veda je najdôležitejšia". V prvej svetovej vojne sa Planck snažil udržiavať v kontakte so zahraničnými partnermi z krajín - odporcov Nemecka. Príchod nacistov ho našiel ako riaditeľa veľkej vedeckej komunity - a vedec sa snažil chrániť svojich zamestnancov, pomohol ísť do zahraničia tým, ktorí utiekli z režimu. Takže Planckova hypotéza nebola jediná, pre ktorú bol rešpektovaný. Nikdy sa však proti Hitlerovi nikdy otvorene nevyjadril a zjavne si uvedomil, že by nielen ublížil sebe, ale nebol by schopný pomôcť tým, ktorí to potrebovali. Bohužiaľ, veľa fyzikov neprijalo túto pozíciu M. Planca a zastavilo korešpondenciu s ním. Mal päť detí a iba jeho najmenší prežil svojho otca. Najstarší syn bol zaujatý prvou, strednou - druhou svetovou vojnou. Obe dcéry neprežili pôrod. Zároveň súčasníci poznamenali, že len doma bol sám Plank.

Zdroje kvant

Zo školy sa vedec zaujímal o druhý termodynamický zákon. Hovorí sa, že každý proces ide len so zvyšujúcim sa chaosom a stratou energie alebo hromadenia. Bol to prvý, kto ho takto formuloval - z hľadiska entropie, ktorá môže rásť iba v termodynamickom systéme. Neskôr práve táto práca viedla k formulácii slávnej hypotézy Planck. Bol tiež jedným z tých, ktorí predstavili tradíciu oddeľovania matematiky a fyziky, prakticky vytvárajúc teoretickú časť druhej. Pred ním boli všetky prírodné vedy zmiešané a pokusy boli vykonávané jednotlivcami v laboratóriách, ktoré sa takmer nelíšili od alchymických.

Hypotéza kvant

Vyšetrovanie entropie elektromagnetických vĺn v rámci oscilátorov a čerpanie z experimentálnych údajov získaných pred dvoma dňami, 19. októbra 1900 Planck prezentoval ostatným vedcom vzorec, ktorý by sa neskôr nazval jeho meno. Spája energiu, vlnovú dĺžku a teplotu žiarenia (v extrémnom prípade pre absolútne čierne telo). Nasledujúcu noc jeho kolegovia, vedená Rubensom, experimentovali s touto teóriou. A mala pravdu! Avšak s cieľom teoreticky odôvodniť hypotézu vyplývajúcu z tohto vzorca a zároveň vyhnúť sa matematickým komplikáciám typu nekonečnosti, musel Planck priznať, že energia nie je vyžarovaná neprerušovaným prúdom, ako sa predtým predpokladalo, ale v samostatných častiach (E = hν). Tento prístup zničil všetky existujúce predstavy o solidite. Kvantová hypotéza o Planckovi priniesla revolúciu vo fyzike.

Dôsledky kvantizácie

Najprv vedec nebol vedomý dôležitosti objavu, ktorý urobil. Na určitý čas bol vzorec, ktorý odvodil, použitý len ako vhodný spôsob zníženia počtu matematických operácií na výpočet. V tomto prípade používali Planck a ďalší vedci kontinuálne Maxwellove rovnice. Zmätený len konštantou h, ktorá nedokázala poskytnúť fyzický význam. Neskôr iba Albert Einstein a Paul Ehrenfest, chápali nové javy rádioaktivity a pokúsili sa nájsť matematický základ pre optické spektrá, pochopili význam toho, čo je Planckova hypotéza. Hovorí sa, že správa, ktorá najprv naznačila vzorec pre kvantizáciu energie, otvorila éru novej fyziky. Pravdepodobne Einstein bol prvý, kto si uvedomil svoj začiatok. Takže to je aj jeho úver.

Čo je kvantizované

Všetky stavy, ktoré môžu mať akékoľvek elementárne častice, sú diskrétne. Elektrón v pasci môže byť len na určitých úrovniach. Výboj atómu, rovnako ako opačný proces-emisie, tiež prebieha v skokoch. Akákoľvek elektromagnetická interakcia je výmena kvantových množstiev zodpovedajúcej energie. Energia atómu bola obmedzená len pochopením diskrétnosti energetických úrovní. Dúfame, že teraz čitatelia nebudú mať otázku o tom, čo je Planckova hypotéza a aký je jej vplyv na moderný svet, a teda na každého z ľudí.