Ανακαλύψεις του M. Planck, N

Η σύντομη βιογραφία του Γερμανού φυσικού από τον Max Planck παρουσιάζεται σε αυτό το άρθρο.

Σύντομο βιογραφικό του Max Planck

Ο Μαξ Καρλ Ερνστ Λούντβιχ Πλανκ γεννήθηκε το 23 Απριλίου 1858στην πόλη Kilev. Ο πατέρας του ήταν καθηγητής αστικού δικαίου. Από πολύ νεαρή ηλικία, το αγόρι άρχισε να δείχνει εξαιρετικές μουσικές ικανότητες, μαθαίνοντας να παίζει πιάνο και όργανο.

Το 1867 η οικογένειά του μετακόμισε για να ζήσει στο Μόναχο. Εδώ ο Μαξ Πλανκ μπήκε στο Βασιλικό Κλασικό Γυμνάσιο, όπου ανέπτυξε ενδιαφέρον για τις φυσικές και ακριβείς επιστήμες.

Το 1874, ο Planck βρέθηκε αντιμέτωπος με μια επιλογή - να συνεχίσει τις μουσικές του σπουδές ή να σπουδάσει φυσική. Προτίμησε το δεύτερο. Ο Μαξ άρχισε να σπουδάζει φυσική και μαθηματικά στα Πανεπιστήμια του Βερολίνου και του Μονάχου, εμβαθύνοντας τις γνώσεις του στην κβαντική θεωρία, τη θερμοδυναμική, τη θεωρία πιθανοτήτων, τη θεωρία της θερμικής ακτινοβολίας, την ιστορία και τη μεθοδολογία της φυσικής.

Το 1900, ένας νεαρός επιστήμονας διατύπωσε το νόμο της κατανομής ενέργειας στο φάσμα ενός μαύρου σώματος, εισάγοντας μια σταθερά με λειτουργική διάσταση. Ο τύπος του Max Planck έλαβε αμέσως πειραματική επιβεβαίωση. Ήταν μια αίσθηση στην επιστήμη. Δημιούργησε τη λεγόμενη σταθερά Planck ή κβάντο δράσης - αυτή είναι μια από τις καθολικές σταθερές στη φυσική. Και η ημερομηνία 14 Δεκεμβρίου 1900, την ημέρα που ο Μαξ Πλανκ παρουσίασε μια έκθεση στη Γερμανική Φυσική Εταιρεία σχετικά με τα θεωρητικά θεμέλια του νόμου της ακτινοβολίας, έγινε η ημερομηνία γέννησης της νέας κβαντικής θεωρίας.

Μεγάλη σημασία είχε και η έρευνα του Planck στη θεωρία πιθανοτήτων. Ο Γερμανός επιστήμονας ήταν από τους πρώτους που το κατάλαβαν και το υποστήριξε επίμονα. Εδώ συνεχίζονται τα επιστημονικά του επιτεύγματα - το 1906, ο Max Planck εξήγαγε μια εξίσωση για τη σχετικιστική δυναμική, λαμβάνοντας κατά τη διάρκεια της έρευνάς του τύπους για τον προσδιορισμό της ορμής και της ενέργειας του ηλεκτρονίου. Έτσι, οι επιστήμονες ολοκλήρωσαν τη σχετικοποίηση της κλασικής μηχανικής.

Το 1919, ο Μαξ Πλανκ έλαβε το Νόμπελ Φυσικής για το 1918. Ο κατάλογος των επιτευγμάτων του περιελάμβανε τα ακόλουθα - "ως ένδειξη του βάρους των αρετών του στην ανάπτυξη της φυσικής μέσω της ανακάλυψης ενεργειακών κβαντών".

Παρά τα μεγάλα επιτεύγματα στην επιστήμη, η προσωπική ζωή του Πλανκ ήταν πολύ τραγική. Η πρώτη του γυναίκα πέθανε νωρίς, αφήνοντάς τον με 4 παιδιά - δύο κόρες και δύο γιους. Παντρεύτηκε για δεύτερη φορά και γεννήθηκε το πέμπτο παιδί του επιστήμονα - ένα αγόρι. Ο μεγαλύτερος γιος του πέθανε κατά τη διάρκεια του Πρώτου Παγκοσμίου Πολέμου και οι δύο κόρες του κατά τη διάρκεια του τοκετού. Ο δεύτερος γιος του εκτελέστηκε επειδή συμμετείχε στην απόπειρα δολοφονίας του Χίτλερ.

Ο Μαξ Πλανκ πέθανε στο Γκέτινγκεν 4 Οκτωβρίου 1947μόλις έξι μήνες πριν από τα 90α γενέθλιά του.

Planck, ποιος ήταν ο δημιουργός της και πόσο σημαντική έγινε για την ανάπτυξη της σύγχρονης επιστήμης. Δείχνεται επίσης η σημασία της ιδέας της κβαντοποίησης για ολόκληρο τον μικρόκοσμο.

Smartphone και κβαντική φυσική

Ο σύγχρονος κόσμος γύρω μας είναι πολύ διαφορετικός στην τεχνολογία από όλα όσα ήταν γνωστά πριν από εκατό χρόνια. Όλα αυτά έγιναν δυνατά μόνο επειδή στην αυγή του εικοστού αιώνα, οι επιστήμονες ξεπέρασαν το φράγμα και τελικά κατάλαβαν: η ύλη στη μικρότερη κλίμακα δεν είναι συνεχής. Και αυτή την εποχή άνοιξε ένας αξιόλογος άνθρωπος - ο Max Planck.

Βιογραφία του Πλανκ

Μία από τις φυσικές σταθερές, μια κβαντική εξίσωση, η επιστημονική κοινότητα στη Γερμανία, ένας αστεροειδής και ένα διαστημικό τηλεσκόπιο έχουν το όνομά του. Η εικόνα του ήταν ανάγλυφη σε νομίσματα και τυπώθηκε σε γραμματόσημα και χαρτονομίσματα. Τι είδους άνθρωπος ήταν ο Μαξ Πλανκ; Γεννήθηκε στα μέσα του δέκατου ένατου αιώνα σε μια φτωχή γερμανική οικογένεια ευγενών. Μεταξύ των προγόνων του υπήρχαν πολλοί καλοί δικηγόροι και λειτουργοί της εκκλησίας. Ο Μ. Πλανκ έλαβε καλή εκπαίδευση, αλλά οι συνάδελφοί του φυσικοί τον αποκαλούσαν χαριτολογώντας «αυτοδίδακτο». Ο επιστήμονας έλαβε τις βασικές του γνώσεις από βιβλία.

Η υπόθεση του Planck γεννήθηκε από μια υπόθεση που εξήγαγε θεωρητικά. Στην επιστημονική του καριέρα, τήρησε την αρχή «η επιστήμη προέχει». Κατά τη διάρκεια του Πρώτου Παγκοσμίου Πολέμου, ο Planck προσπάθησε να διατηρήσει σχέσεις με ξένους συναδέλφους από τις εχθρικές χώρες της Γερμανίας. Η άφιξη των Ναζί τον βρήκε στη θέση του διευθυντή μιας μεγάλης επιστημονικής κοινότητας - και ο επιστήμονας προσπάθησε να προστατεύσει τους υπαλλήλους του και βοήθησε όσους διέφυγαν από το καθεστώς να πάνε στο εξωτερικό. Έτσι, η υπόθεση του Planck δεν ήταν το μόνο πράγμα για το οποίο ήταν σεβαστός. Ωστόσο, ποτέ δεν μίλησε ανοιχτά εναντίον του Χίτλερ, συνειδητοποιώντας προφανώς ότι όχι μόνο θα έκανε κακό στον εαυτό του, αλλά ούτε θα μπορούσε να βοηθήσει όσους το είχαν ανάγκη. Δυστυχώς, πολλοί φυσικοί δεν δέχτηκαν αυτή τη θέση του Μ. Πλανκ και σταμάτησαν να αλληλογραφούν μαζί του. Είχε πέντε παιδιά και μόνο το μικρότερο επέζησε από τον πατέρα του. Τον μεγαλύτερο γιο τον πήρε ο Α' Παγκόσμιος Πόλεμος, τον μεσαίο ο Β' Παγκόσμιος Πόλεμος. Και οι δύο κόρες δεν επέζησαν από τον τοκετό. Την ίδια στιγμή, οι σύγχρονοι σημείωσαν ότι μόνο στο σπίτι ο Planck ήταν ο εαυτός του.

Πηγές κβάντων

Από το σχολείο, ο επιστήμονας ενδιαφέρεται για αυτό και λέει: οποιαδήποτε διαδικασία συμβαίνει μόνο με αύξηση του χάους και απώλεια ενέργειας ή μάζας. Ήταν ο πρώτος που το διατύπωσε ακριβώς έτσι - όσον αφορά την εντροπία, η οποία μπορεί να αυξηθεί μόνο σε ένα θερμοδυναμικό σύστημα. Αργότερα, ήταν αυτή η εργασία που οδήγησε στη διατύπωση της περίφημης υπόθεσης Planck. Ήταν επίσης ένας από αυτούς που εισήγαγαν την παράδοση του διαχωρισμού των μαθηματικών και της φυσικής, δημιουργώντας ουσιαστικά το θεωρητικό τμήμα της τελευταίας. Πριν από αυτόν, όλες οι φυσικές επιστήμες αναμειγνύονταν και τα πειράματα πραγματοποιήθηκαν από άτομα σε εργαστήρια που δεν διέφεραν σχεδόν καθόλου από τα αλχημικά.

Κβαντική υπόθεση

Εξερευνώντας την εντροπία των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων ως προς τους ταλαντωτές και βασιζόμενος σε πειραματικά δεδομένα που ελήφθησαν δύο ημέρες νωρίτερα, στις 19 Οκτωβρίου 1900, ο Planck παρουσίασε σε άλλους επιστήμονες τον τύπο που αργότερα θα ονομαζόταν από αυτόν. Συσχέτισε την ενέργεια, το μήκος κύματος και τη θερμοκρασία της ακτινοβολίας (στην περιοριστική περίπτωση για Όλη την επόμενη νύχτα, οι συνάδελφοί του υπό την ηγεσία του Ρούμπενς πραγματοποίησαν πειράματα για να επιβεβαιώσουν αυτή τη θεωρία. Και αποδείχθηκε σωστό! Ωστόσο, για να γίνει θεωρητικά να τεκμηριώσει την υπόθεση που προκύπτει από αυτόν τον τύπο και ταυτόχρονα να αποφύγει μαθηματικές πολυπλοκότητες όπως τα άπειρα, ο Planck έπρεπε να παραδεχτεί ότι η ενέργεια δεν εκπέμπεται σε συνεχή ροή, όπως πιστεύαμε προηγουμένως, αλλά σε ξεχωριστά τμήματα (E = hν). όλες οι υπάρχουσες ιδέες για ένα στερεό σώμα.Η κβαντική υπόθεση του Planck έφερε επανάσταση στη φυσική.

Συνέπειες της κβαντοποίησης

Στην αρχή, ο επιστήμονας δεν συνειδητοποίησε τη σημασία της ανακάλυψής του. Για κάποιο χρονικό διάστημα, ο τύπος που εξήγαγε χρησιμοποιήθηκε μόνο ως ένας βολικός τρόπος για τη μείωση του αριθμού των μαθηματικών πράξεων για υπολογισμό. Ταυτόχρονα, τόσο ο Planck όσο και άλλοι επιστήμονες χρησιμοποίησαν συνεχείς εξισώσεις Maxwell. Το μόνο που με μπέρδεψε ήταν η σταθερά h, στην οποία δεν μπορούσε να δοθεί φυσική σημασία. Αργότερα, μόνο ο Albert Einstein και ο Paul Ehrenfest, κατανοώντας τα νέα φαινόμενα ραδιενέργειας και προσπαθώντας να βρουν μια μαθηματική βάση για τα οπτικά φάσματα, κατάλαβαν τη σημασία της υπόθεσης του Planck. Λένε ότι η έκθεση στην οποία παρουσιάστηκε ο τύπος για πρώτη φορά άνοιξε την εποχή της νέας φυσικής. Ο Αϊνστάιν ήταν ίσως ο πρώτος που αναγνώρισε τις απαρχές του. Αυτή είναι λοιπόν και η αξία του.

Τι κβαντοποιείται

Όλες οι καταστάσεις που μπορεί να υποθέσει οποιοδήποτε στοιχειώδες σωματίδιο είναι διακριτές. Ένα παγιδευμένο ηλεκτρόνιο μπορεί να βρίσκεται μόνο σε ορισμένα επίπεδα. Η διέγερση ενός ατόμου, όπως και η αντίθετη διαδικασία - εκπομπή, συμβαίνει επίσης στα άλματα. Οποιεσδήποτε ηλεκτρομαγνητικές αλληλεπιδράσεις είναι μια ανταλλαγή κβαντών της αντίστοιχης ενέργειας. Η ανθρωπότητα έχει εκμεταλλευτεί την ενέργεια του ατόμου μόνο χάρη στην κατανόηση της διακριτικότητας. Ελπίζουμε ότι τώρα οι αναγνώστες δεν θα έχουν απορία σχετικά με το ποια είναι η υπόθεση του Planck και ποιος είναι ο αντίκτυπός της στον σύγχρονο κόσμο, και επομένως σε κάθε έναν από τους ανθρώπους.

Ο Γερμανός φυσικός Max Karl Ernst Ludwig Planck γεννήθηκε στο Κίελο (που τότε ανήκε στην Πρωσία), στην οικογένεια του Johann Julius Wilhelm von Planck, καθηγητή αστικού δικαίου, και της Emma (nee Patzig) Planck. Ως παιδί, το αγόρι έμαθε να παίζει πιάνο και όργανο, αποκαλύπτοντας εξαιρετικές μουσικές ικανότητες. Το 1867, η οικογένεια μετακόμισε στο Μόναχο και εκεί ο Π. μπήκε στο Royal Maximilian Classical Gymnasium, όπου ένας εξαιρετικός δάσκαλος μαθηματικών κίνησε για πρώτη φορά το ενδιαφέρον του για τις φυσικές και ακριβείς επιστήμες. Μετά την αποφοίτησή του από το λύκειο το 1874, επρόκειτο να σπουδάσει κλασική φιλολογία, δοκίμασε τις δυνάμεις του στη μουσική σύνθεση, αλλά στη συνέχεια έδωσε προτίμηση στη φυσική.

Επί τρία χρόνια ο Π. σπούδασε μαθηματικά και φυσική στο Πανεπιστήμιο του Μονάχου και ένα χρόνο στο Πανεπιστήμιο του Βερολίνου. Ένας από τους καθηγητές του στο Μόναχο, ο πειραματικός φυσικός Philipp von Jolly, αποδείχθηκε κακός προφήτης όταν συμβούλεψε τον νεαρό P. να επιλέξει άλλο επάγγελμα, αφού, σύμφωνα με τον ίδιο, δεν είχε απομείνει τίποτα ουσιαστικά νέο στη φυσική που θα μπορούσε να ανακαλυφθεί. Αυτή η άποψη, ευρέως διαδεδομένη εκείνη την εποχή, προέκυψε υπό την επίδραση των εξαιρετικών επιτυχιών των επιστημόνων τον 19ο αιώνα. έχουμε επιτύχει στην αύξηση των γνώσεών μας για τις φυσικές και χημικές διεργασίες.

Ενώ βρισκόταν στο Βερολίνο, ο Π. απέκτησε μια ευρύτερη άποψη για τη φυσική χάρη στις δημοσιεύσεις των εξαιρετικών φυσικών Hermann von Helmholtz και Gustav Kirchhoff, καθώς και σε άρθρα του Rudolf Clausius. Η εξοικείωση με τα έργα τους συνέβαλε στο γεγονός ότι τα επιστημονικά ενδιαφέροντα του Π. επικεντρώθηκαν για μεγάλο χρονικό διάστημα στη θερμοδυναμική - ένα πεδίο της φυσικής στο οποίο, με βάση έναν μικρό αριθμό θεμελιωδών νόμων, τα φαινόμενα της θερμότητας, της μηχανικής ενέργειας και της ενέργειας μελετώνται η μετατροπή. Ο Π. έλαβε το ακαδημαϊκό του πτυχίο ως γιατρός το 1879, έχοντας υπερασπιστεί μια διατριβή στο Πανεπιστήμιο του Μονάχου σχετικά με τον δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής, ο οποίος δηλώνει ότι καμία συνεχής αυτοσυντηρούμενη διαδικασία δεν μπορεί να μεταφέρει θερμότητα από ένα ψυχρότερο σώμα σε ένα θερμότερο.

Τον επόμενο χρόνο, ο Π. έγραψε ένα άλλο έργο για τη θερμοδυναμική, το οποίο του έφερε τη θέση του κατώτερου βοηθού στη Σχολή Φυσικής του Πανεπιστημίου του Μονάχου. Το 1885 έγινε αναπληρωτής καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Κιέλου, κάτι που ενίσχυσε την ανεξαρτησία του, ενίσχυσε την οικονομική του θέση και έδωσε περισσότερο χρόνο για επιστημονική έρευνα. Η εργασία του P. για τη θερμοδυναμική και τις εφαρμογές της στη φυσική χημεία και την ηλεκτροχημεία του κέρδισε διεθνή αναγνώριση. Το 1888 έγινε αναπληρωτής καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Βερολίνου και διευθυντής του Ινστιτούτου Θεωρητικής Φυσικής (η θέση του διευθυντή δημιουργήθηκε ειδικά για αυτόν). Έγινε τακτικός (πλήρης) καθηγητής το 1892.

Από το 1896 ο Π. ενδιαφέρθηκε για τις μετρήσεις που έγιναν στο Κρατικό Ινστιτούτο Φυσικής και Τεχνολογίας του Βερολίνου, καθώς και για τα προβλήματα της θερμικής ακτινοβολίας των σωμάτων. Κάθε σώμα που περιέχει θερμότητα εκπέμπει ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Εάν το σώμα είναι αρκετά ζεστό, τότε αυτή η ακτινοβολία γίνεται ορατή. Καθώς η θερμοκρασία ανεβαίνει, το σώμα γίνεται πρώτα κόκκινο-καυτό, μετά πορτοκαλοκίτρινο και τέλος λευκό. Η ακτινοβολία εκπέμπει ένα μείγμα συχνοτήτων (στο ορατό εύρος, η συχνότητα της ακτινοβολίας αντιστοιχεί στο χρώμα). Ωστόσο, η ακτινοβολία ενός σώματος εξαρτάται όχι μόνο από τη θερμοκρασία, αλλά και σε κάποιο βαθμό από τα χαρακτηριστικά της επιφάνειας όπως το χρώμα και τη δομή.

Οι φυσικοί έχουν υιοθετήσει ένα φανταστικό απόλυτο μαύρο σώμα ως ιδανικό πρότυπο για μετρήσεις και θεωρητική έρευνα. Εξ ορισμού, ένα εντελώς μαύρο σώμα είναι ένα σώμα που απορροφά όλη την ακτινοβολία που προσπίπτει σε αυτό και δεν αντανακλά τίποτα. Η ακτινοβολία που εκπέμπεται από ένα μαύρο σώμα εξαρτάται μόνο από τη θερμοκρασία του. Αν και δεν υπάρχει τέτοιο ιδανικό σώμα, ένα κλειστό κέλυφος με μικρό άνοιγμα (για παράδειγμα, ένας σωστά κατασκευασμένος φούρνος του οποίου τα τοιχώματα και τα περιεχόμενα βρίσκονται σε ισορροπία στην ίδια θερμοκρασία) μπορεί να χρησιμεύσει ως προσέγγιση.

Μία από τις αποδείξεις των χαρακτηριστικών του μαύρου σώματος ενός τέτοιου κελύφους καταλήγει στα εξής. Η ακτινοβολία που προσπίπτει στην τρύπα εισέρχεται στην κοιλότητα και, αντανακλώντας από τα τοιχώματα, μερικώς ανακλάται και εν μέρει απορροφάται. Δεδομένου ότι η πιθανότητα η ακτινοβολία να βγει μέσα από την τρύπα ως αποτέλεσμα πολλών ανακλάσεων είναι πολύ μικρή, απορροφάται σχεδόν πλήρως. Η ακτινοβολία που προέρχεται από την κοιλότητα και αναδύεται από την τρύπα θεωρείται γενικά ότι είναι ισοδύναμη με την ακτινοβολία που εκπέμπεται από μια περιοχή μεγέθους οπής στην επιφάνεια ενός μαύρου σώματος στη θερμοκρασία της κοιλότητας και του κελύφους. Προετοιμάζοντας τη δική του έρευνα, ο Π. διάβασε την εργασία του Kirchhoff για τις ιδιότητες ενός τέτοιου κελύφους με τρύπα. Μια ακριβής ποσοτική περιγραφή της παρατηρούμενης κατανομής της ενέργειας ακτινοβολίας σε αυτή την περίπτωση ονομάζεται πρόβλημα μαύρου σώματος.

Όπως έδειξαν πειράματα μαύρου σώματος, ένα γράφημα ενέργειας (φωτεινότητας) σε σχέση με τη συχνότητα ή το μήκος κύματος είναι μια χαρακτηριστική καμπύλη. Σε χαμηλές συχνότητες (μεγάλα μήκη κύματος), πιέζεται στον άξονα συχνότητας, στη συνέχεια σε κάποια ενδιάμεση συχνότητα φτάνει στο μέγιστο (μια κορυφή με στρογγυλεμένη κορυφή) και στη συνέχεια σε υψηλότερες συχνότητες (μικρά μήκη κύματος) μειώνεται. Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, η καμπύλη διατηρεί το σχήμα της, αλλά μετατοπίζεται προς υψηλότερες συχνότητες. Έχουν καθιερωθεί εμπειρικές σχέσεις μεταξύ της θερμοκρασίας και της συχνότητας της κορυφής στην καμπύλη ακτινοβολίας του μαύρου σώματος (νόμος μετατόπισης του Wien, που ονομάστηκε από τον Wilhelm Wien) και μεταξύ της θερμοκρασίας και της συνολικής ακτινοβολούμενης ενέργειας (νόμος Stefan–Boltzmann, που ονομάστηκε από τους Αυστριακούς φυσικούς Joseph Stefan και Ludwig Boltzmann), αλλά κανείς δεν μπόρεσε να αντλήσει την καμπύλη ακτινοβολίας του μαύρου σώματος από τις πρώτες αρχές που ήταν γνωστές εκείνη την εποχή.

Η Wien κατάφερε να αποκτήσει έναν ημι-εμπειρικό τύπο που μπορεί να προσαρμοστεί έτσι ώστε να περιγράφει καλά την καμπύλη στις υψηλές συχνότητες, αλλά να μεταφέρει λανθασμένα τη συμπεριφορά της στις χαμηλές συχνότητες. Ο J. W. Strett (Λόρδος Rayleigh) και ο Άγγλος φυσικός James Jeans εφάρμοσαν την αρχή της ίσης κατανομής της ενέργειας μεταξύ των συχνοτήτων των ταλαντωτών που περιέχονται στο χώρο ενός μαύρου σώματος και κατέληξαν σε έναν άλλο τύπο (τον τύπο Rayleigh-Jeans). Αναπαρήγαγε καλά την καμπύλη ακτινοβολίας του μαύρου σώματος σε χαμηλές συχνότητες, αλλά απέκλινε από αυτήν στις υψηλές συχνότητες.

Ο P., υπό την επίδραση της θεωρίας του James Clerk Maxwell για την ηλεκτρομαγνητική φύση του φωτός (δημοσιεύτηκε το 1873 και επιβεβαιώθηκε πειραματικά από τον Heinrich Hertz το 1887), προσέγγισε το πρόβλημα του μαύρου σώματος από την άποψη της κατανομής της ενέργειας μεταξύ στοιχειωδών ηλεκτρικών ταλαντωτών. , η φυσική μορφή του οποίου δεν προσδιορίστηκε με κανέναν τρόπο. Αν και με την πρώτη ματιά μπορεί να φαίνεται ότι η μέθοδος που επέλεξε μοιάζει με το συμπέρασμα Rayleigh-Jeans, ο P. απέρριψε ορισμένες από τις υποθέσεις που δέχτηκαν αυτοί οι επιστήμονες.

Το 1900, μετά από μακρές και επίμονες προσπάθειες να δημιουργηθεί μια θεωρία που θα εξηγούσε ικανοποιητικά τα πειραματικά δεδομένα, ο P. κατάφερε να εξαγάγει έναν τύπο που, όπως ανακάλυψαν πειραματιστές φυσικοί από το Κρατικό Ινστιτούτο Φυσικής και Τεχνολογίας, συμφωνούσε με τα αποτελέσματα της μέτρησης με αξιοσημείωτη ακρίβεια. . Οι νόμοι της Wien και του Stefan-Boltzmann προέκυψαν επίσης από τον τύπο του Planck. Ωστόσο, για να αντλήσει τη φόρμουλα του, έπρεπε να εισαγάγει μια ριζοσπαστική ιδέα που αντίκειται σε όλες τις καθιερωμένες αρχές. Η ενέργεια των ταλαντωτών Planck δεν αλλάζει συνεχώς, όπως θα προέκυπτε από την παραδοσιακή φυσική, αλλά μπορεί να λάβει μόνο διακριτές τιμές, αυξάνοντας (ή μειώνοντας) σε πεπερασμένα βήματα. Κάθε ενεργειακό βήμα είναι ίσο με μια ορισμένη σταθερά (που τώρα ονομάζεται σταθερά του Planck) πολλαπλασιαζόμενη με τη συχνότητα. Τα διακριτά μέρη της ενέργειας ονομάστηκαν στη συνέχεια κβάντα. Η υπόθεση που εισήγαγε ο Π. σηματοδότησε τη γέννηση της κβαντικής θεωρίας, η οποία πέτυχε μια αληθινή επανάσταση στη φυσική. Η κλασική φυσική, σε αντίθεση με τη σύγχρονη φυσική, σημαίνει τώρα «φυσική πριν από τον Πλανκ».

Ο Π. δεν ήταν σε καμία περίπτωση επαναστάτης και ούτε ο ίδιος ούτε άλλοι φυσικοί γνώριζαν το βαθύ νόημα της έννοιας του «κβαντικού». Για τον Π., το κβάντο ήταν απλώς ένα μέσο που κατέστησε δυνατή την εξαγωγή ενός τύπου που έδινε ικανοποιητική συμφωνία με την καμπύλη ακτινοβολίας ενός απολύτως μαύρου σώματος. Προσπάθησε επανειλημμένα να καταλήξει σε συμφωνία στο πλαίσιο της κλασικής παράδοσης, αλλά χωρίς επιτυχία. Παράλληλα, σημείωσε με ευχαρίστηση τις πρώτες επιτυχίες της κβαντικής θεωρίας, που ακολούθησαν σχεδόν αμέσως. Η νέα του θεωρία περιελάμβανε, εκτός από τη σταθερά του Πλανκ, και άλλα θεμελιώδη μεγέθη, όπως η ταχύτητα του φωτός και έναν αριθμό γνωστό ως σταθερά του Μπόλτζμαν. Το 1901, με βάση πειραματικά δεδομένα για την ακτινοβολία μαύρου σώματος, ο P. υπολόγισε την τιμή της σταθεράς του Boltzmann και, χρησιμοποιώντας άλλες γνωστές πληροφορίες, έλαβε τον αριθμό του Avogadro (τον αριθμό των ατόμων σε ένα mole ενός στοιχείου). Με βάση τον αριθμό του Avogadro, ο P. μπόρεσε να βρει το ηλεκτρικό φορτίο ενός ηλεκτρονίου με αξιοσημείωτη ακρίβεια.

Η θέση της κβαντικής θεωρίας ενισχύθηκε το 1905, όταν ο Άλμπερτ Αϊνστάιν χρησιμοποίησε την έννοια του φωτονίου - ένα κβάντο ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας - για να εξηγήσει το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο (την εκπομπή ηλεκτρονίων από μια μεταλλική επιφάνεια που φωτίζεται από την υπεριώδη ακτινοβολία). Ο Αϊνστάιν πρότεινε ότι το φως έχει διπλή φύση: μπορεί να συμπεριφέρεται τόσο ως κύμα (όπως μας πείθει όλη η προηγούμενη φυσική) όσο και ως σωματίδιο (όπως αποδεικνύεται από το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο). Το 1907, ο Αϊνστάιν ενίσχυσε περαιτέρω τη θέση της κβαντικής θεωρίας χρησιμοποιώντας την έννοια του κβαντικού για να εξηγήσει τις αινιγματικές αποκλίσεις μεταξύ θεωρητικών προβλέψεων και πειραματικών μετρήσεων της ειδικής θερμικής ικανότητας των σωμάτων - της ποσότητας θερμότητας που απαιτείται για την αύξηση της θερμοκρασίας μιας μονάδας μάζας ενός στερεού κατά ένα βαθμό.

Μια άλλη επιβεβαίωση της δυνητικής ισχύος της καινοτομίας που εισήγαγε ο P. ήρθε το 1913 από τον Niels Bohr, ο οποίος εφάρμοσε την κβαντική θεωρία στη δομή του ατόμου. Στο μοντέλο του Bohr, τα ηλεκτρόνια σε ένα άτομο θα μπορούσαν να βρίσκονται μόνο σε ορισμένα ενεργειακά επίπεδα που καθορίζονται από κβαντικούς περιορισμούς. Η μετάβαση των ηλεκτρονίων από το ένα επίπεδο στο άλλο συνοδεύεται από την απελευθέρωση μιας ενεργειακής διαφοράς με τη μορφή φωτονίου ακτινοβολίας με συχνότητα ίση με την ενέργεια του φωτονίου διαιρούμενη με τη σταθερά του Planck. Έτσι, ελήφθη μια κβαντική εξήγηση για τα χαρακτηριστικά φάσματα ακτινοβολίας που εκπέμπονται από διεγερμένα άτομα.

Το 1919, ο Π. τιμήθηκε με το Νόμπελ Φυσικής για το 1918 «σε αναγνώριση των υπηρεσιών του στην ανάπτυξη της φυσικής μέσω της ανακάλυψης ενεργειακών κβαντών». Όπως δήλωσε ο Α.Γ. Ο Ekstrand, μέλος της Βασιλικής Σουηδικής Ακαδημίας Επιστημών, στην τελετή απονομής, «η θεωρία της ακτινοβολίας του P. είναι το λαμπρότερο από τα καθοδηγητικά αστέρια της σύγχρονης φυσικής έρευνας και, όσο μπορεί κανείς να κρίνει, θα εξακολουθεί να είναι πολύ καιρό πριν εξαντληθούν οι θησαυροί που απέκτησε η ιδιοφυΐα του.» . Στη διάλεξη του Νόμπελ που δόθηκε το 1920, ο Π. συνόψισε το έργο του και παραδέχτηκε ότι «η εισαγωγή του κβαντικού δεν έχει οδηγήσει ακόμη στη δημιουργία μιας αληθινής κβαντικής θεωρίας».

δεκαετία του 20 μάρτυρες της εξέλιξης από τους Erwin Schrödinger, Werner Heisenberg, P.A.M. Ο Dirac και άλλοι της κβαντικής μηχανικής - εξοπλισμένοι με τη σύνθετη μαθηματική συσκευή της κβαντικής θεωρίας. Ο Π. δεν άρεσε η νέα πιθανολογική ερμηνεία της κβαντικής μηχανικής και, όπως ο Αϊνστάιν, προσπάθησε να συμβιβάσει τις προβλέψεις που βασίζονταν μόνο στην αρχή της πιθανότητας με τις κλασικές ιδέες της αιτιότητας. Οι φιλοδοξίες του δεν ήταν προορισμένες να πραγματοποιηθούν: η πιθανολογική προσέγγιση επέζησε.

Η συμβολή του Π. στη σύγχρονη φυσική δεν περιορίζεται στην ανακάλυψη του κβαντικού και της σταθεράς που τώρα φέρει το όνομά του. Εντυπωσιάστηκε έντονα από την ειδική θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν, που δημοσιεύτηκε το 1905. Η πλήρης υποστήριξη που παρείχε ο Π. στη νέα θεωρία συνέβαλε σημαντικά στην αποδοχή της ειδικής θεωρίας της σχετικότητας από τους φυσικούς. Μεταξύ των άλλων επιτευγμάτων του είναι η προτεινόμενη παραγωγή της εξίσωσης Fokker-Planck, η οποία περιγράφει τη συμπεριφορά ενός συστήματος σωματιδίων υπό την επίδραση μικρών τυχαίων παλμών (Ο Adrian Fokker είναι ένας Ολλανδός φυσικός που βελτίωσε τη μέθοδο που χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά από τον Αϊνστάιν για να περιγράψει την κίνηση Brown. - η χαοτική ζιγκ-ζαγκ κίνηση των μικροσκοπικών σωματιδίων που αιωρούνται σε ένα υγρό). Το 1928, σε ηλικία εβδομήντα ετών, ο Πλανκ προχώρησε στην υποχρεωτική επίσημη συνταξιοδότησή του, αλλά δεν διέκοψε τους δεσμούς του με την Εταιρεία Βασικών Επιστημών Kaiser Wilhelm, της οποίας έγινε πρόεδρος το 1930. Και στο κατώφλι της όγδοης δεκαετίας του, συνέχισε τις ερευνητικές του δραστηριότητες.

Η προσωπική ζωή του Π. σημαδεύτηκε από τραγωδία. Η πρώτη του σύζυγος, η νεανία Maria Merck, την οποία παντρεύτηκε το 1885 και του γέννησε δύο γιους και δύο δίδυμες κόρες, πέθανε το 1909. Δύο χρόνια αργότερα παντρεύτηκε την ανιψιά του Marga von Hesslin, με την οποία απέκτησε επίσης έναν γιο. Ο μεγαλύτερος γιος του Π. πέθανε στον Πρώτο Παγκόσμιο Πόλεμο και τα επόμενα χρόνια και οι δύο κόρες του πέθαναν στη γέννα. Ο δεύτερος γιος από τον πρώτο του γάμο εκτελέστηκε το 1944 για τη συμμετοχή του σε μια αποτυχημένη συνωμοσία κατά του Χίτλερ.

Ως άτομο με καθιερωμένες απόψεις και θρησκευτικές πεποιθήσεις, και απλώς ως δίκαιο άτομο, ο Π., μετά την άνοδο του Χίτλερ στην εξουσία το 1933, μίλησε δημόσια υπέρ των Εβραίων επιστημόνων που εκδιώχθηκαν από τις θέσεις τους και αναγκάστηκαν να μεταναστεύσουν. Σε ένα επιστημονικό συνέδριο χαιρέτησε τον Αϊνστάιν, τον οποίο αναθεμάτισαν οι Ναζί. Όταν ο Π., ως πρόεδρος της Εταιρείας Βασικών Επιστημών Kaiser Wilhelm, επισκέφθηκε επίσημη τον Χίτλερ, άδραξε αυτήν την ευκαιρία για να προσπαθήσει να σταματήσει τη δίωξη των Εβραίων επιστημόνων. Σε απάντηση, ο Χίτλερ εξαπέλυσε ταραχή εναντίον των Εβραίων γενικά. Στη συνέχεια, ο Π. έγινε πιο συγκρατημένος και παρέμεινε σιωπηλός, αν και οι Ναζί αναμφίβολα γνώριζαν τις απόψεις του.

Ως πατριώτης που αγαπούσε την πατρίδα του, δεν μπορούσε παρά να προσευχηθεί ώστε το γερμανικό έθνος να ξαναβρεί την κανονική του ζωή. Συνέχισε να υπηρετεί σε διάφορες γερμανικές κοινωνίες με την ελπίδα να διατηρήσει τουλάχιστον ένα μικρό μέρος της γερμανικής επιστήμης και του διαφωτισμού από την πλήρη καταστροφή. Αφού το σπίτι και η προσωπική του βιβλιοθήκη καταστράφηκαν κατά τη διάρκεια αεροπορικής επιδρομής στο Βερολίνο, ο Π. και η σύζυγός του προσπάθησαν να βρουν καταφύγιο στο κτήμα Rogetz κοντά στο Μαγδεμβούργο, όπου βρέθηκαν ανάμεσα στα υποχωρούντα γερμανικά στρατεύματα και τις προχωρούσες συμμαχικές δυνάμεις. Στο τέλος, το ζεύγος Planck ανακαλύφθηκε από αμερικανικές μονάδες και μεταφέρθηκε στην ασφαλή τότε πολιτεία του Γκέτινγκεν.

Ο Π. πέθανε στο Γκέτινγκεν στις 4 Οκτωβρίου 1947, έξι μήνες πριν τα 90ά του γενέθλια. Στην ταφόπλακά του είναι χαραγμένα μόνο το ονοματεπώνυμό του και η αριθμητική τιμή της σταθεράς του Planck.

Όπως ο Bohr και ο Einstein, ο P. ενδιαφέρθηκε βαθιά για τα φιλοσοφικά προβλήματα που σχετίζονται με την αιτιότητα, την ηθική και την ελεύθερη βούληση, και μίλησε για αυτά τα θέματα έντυπα και ενώπιον επαγγελματικού και λαϊκού κοινού. Ενεργώντας ως πάστορας (αλλά χωρίς ιεροσύνη) στο Βερολίνο, ο Π. ήταν βαθιά πεπεισμένος ότι η επιστήμη συμπληρώνει τη θρησκεία και διδάσκει την αλήθεια και τον σεβασμό.

Σε όλη του τη ζωή ο Π. κουβαλούσε την αγάπη για τη μουσική που φούντωσε μέσα του από την πρώιμη παιδική ηλικία. Εξαιρετικός πιανίστας, έπαιζε συχνά έργα δωματίου με τον φίλο του Αϊνστάιν μέχρι που έφυγε από τη Γερμανία. Ο Π. ήταν επίσης δεινός ορειβάτης και περνούσε σχεδόν κάθε διακοπές στις Άλπεις.

Εκτός από το βραβείο Νόμπελ, ο Π. τιμήθηκε με το μετάλλιο Copley της Βασιλικής Εταιρείας του Λονδίνου (1928) και το Βραβείο Γκαίτε της Φρανκφούρτης επί του Μάιν (1946). Η Γερμανική Φυσική Εταιρεία ονόμασε το υψηλότερο βραβείο της προς τιμήν του, το Μετάλλιο Πλανκ, και ο ίδιος ο Π. ήταν ο πρώτος αποδέκτης αυτού του τιμητικού βραβείου. Προς τιμήν των 80ων γενεθλίων του, ένας από τους δευτερεύοντες πλανήτες ονομάστηκε Planckian, και μετά το τέλος του Β' Παγκοσμίου Πολέμου, η Εταιρεία Βασικών Επιστημών Kaiser Wilhelm μετονομάστηκε σε Εταιρεία Max Planck. Ο Π. ήταν μέλος της Γερμανικής και της Αυστριακής Ακαδημίας Επιστημών, καθώς και επιστημονικών εταιρειών και ακαδημιών της Αγγλίας, της Δανίας, της Ιρλανδίας, της Φινλανδίας, της Ελλάδας, της Ολλανδίας, της Ουγγαρίας, της Ιταλίας, της Σοβιετικής Ένωσης, της Σουηδίας, της Ουκρανίας και των Ηνωμένων Πολιτειών. .

Η κβαντική θεωρία γεννήθηκε το 1901 όταν Μαξ Πλανκ πρότεινε ένα θεωρητικό συμπέρασμα σχετικά με τη σχέση μεταξύ της θερμοκρασίας ενός σώματος και της ακτινοβολίας που εκπέμπεται από αυτό το σώμα, ένα συμπέρασμα που διέφευγε από καιρό άλλους επιστήμονες. Όπως και οι προκάτοχοί του, ο Planck πρότεινε ότι η ακτινοβολία εκπέμπεται από ατομικούς ταλαντωτές, αλλά πίστευε ότι η ενέργεια των ταλαντωτών (και επομένως η ακτινοβολία που εκπέμπουν) υπήρχε με τη μορφή μικρών διακριτών τμημάτων, τα οποία ο Αϊνστάιν ονόμασε κβάντα. Η ενέργεια κάθε κβαντικού είναι ανάλογη της συχνότητας της ακτινοβολίας. Αν και η φόρμουλα που εξήχθη από τον Πλανκ προκάλεσε παγκόσμιο θαυμασμό, οι υποθέσεις που έκανε παρέμειναν ασαφείς για αρκετό καιρό, καθώς έρχονταν σε αντίθεση με την κλασική φυσική. Το 1905 Albert Einstein χρησιμοποίησε την κβαντική θεωρία για να εξηγήσει ορισμένες πτυχές του φωτοηλεκτρικού φαινομένου - την εκπομπή ηλεκτρονίων από την επιφάνεια ενός μετάλλου πάνω στο οποίο πέφτει η υπεριώδης ακτινοβολία. Στην πορεία, ο Αϊνστάιν παρατήρησε ένα φαινομενικό παράδοξο: το φως, το οποίο ήταν γνωστό από καιρό ότι ταξιδεύει ως συνεχή κύματα, παρουσιάζει διακριτές ιδιότητες όταν απορροφάται και εκπέμπεται.

Περίπου οκτώ χρόνια αργότερα Ο Νιλς Μπορ επέκτεινε την κβαντική θεωρία στο άτομο και εξήγησε τις συχνότητες των κυμάτων που εκπέμπονται από άτομα που διεγείρονται σε φλόγα ή ηλεκτρική εκκένωση. Έρνεστ Ράδερφορντ έδειξε ότι η μάζα ενός ατόμου είναι σχεδόν εξ ολοκλήρου συγκεντρωμένη στον κεντρικό πυρήνα, ο οποίος φέρει θετικό ηλεκτρικό φορτίο και περιβάλλεται σε σχετικά μεγάλες αποστάσεις από ηλεκτρόνια που φέρουν αρνητικό φορτίο, με αποτέλεσμα το άτομο ως σύνολο να είναι ηλεκτρικά ουδέτερο.

Ο Bohr πρότεινε ότι τα ηλεκτρόνια θα μπορούσαν να βρίσκονται μόνο σε ορισμένες διακριτές τροχιές που αντιστοιχούν σε διαφορετικά ενεργειακά επίπεδα και ότι το «άλμα» ενός ηλεκτρονίου από τη μια τροχιά στην άλλη, με χαμηλότερη ενέργεια, συνοδευόταν από την εκπομπή ενός φωτονίου, η ενέργεια του οποίου ήταν ίση με τη διαφορά των ενεργειών των δύο τροχιών. Η συχνότητα, σύμφωνα με τη θεωρία του Planck, είναι ανάλογη με την ενέργεια του φωτονίου. Έτσι, το μοντέλο του ατόμου του Bohr καθιέρωσε μια σύνδεση μεταξύ των διαφόρων φασματικών γραμμών που είναι χαρακτηριστικές της ουσίας που εκπέμπει ακτινοβολία και της ατομικής δομής. Παρά την αρχική του επιτυχία, το μοντέλο του ατόμου του Bohr σύντομα απαιτούσε τροποποιήσεις για να επιλύσει τις διαφορές μεταξύ θεωρίας και πειράματος. Επιπλέον, η κβαντική θεωρία σε εκείνο το στάδιο δεν παρείχε ακόμη μια συστηματική διαδικασία για την επίλυση πολλών κβαντικών προβλημάτων. Ωστόσο, έγινε σαφές ότι η κλασική φυσική δεν είναι σε θέση να εξηγήσει το γεγονός ότι ένα επιταχυνόμενο ηλεκτρόνιο δεν πέφτει στον πυρήνα, χάνοντας ενέργεια όταν εκπέμπει ηλεκτρομαγνητικά κύματα.

Ένα νέο ουσιαστικό χαρακτηριστικό της κβαντικής θεωρίας εμφανίστηκε το 1924, όταν Louis de Ψήνω στη σχάρα διατυπώσει μια ριζική υπόθεση για την κυματική φύση της ύλης: εάν τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα, όπως το φως, μερικές φορές συμπεριφέρονται σαν σωματίδια (όπως έδειξε ο Αϊνστάιν), τότε σωματίδια, όπως το ηλεκτρόνιο, μπορούν να συμπεριφέρονται σαν κύματα υπό ορισμένες συνθήκες. Έτσι, στον μικρόκοσμο το όριο μεταξύ κλασικών σωματιδίων και κλασσικών κυμάτων έχει διαγραφεί. Στη διατύπωση του de Broglie, η συχνότητα που αντιστοιχεί σε ένα σωματίδιο σχετίζεται με την ενέργειά του, όπως στην περίπτωση ενός φωτονίου (ένα σωματίδιο φωτός), αλλά η προτεινόμενη μαθηματική έκφραση του de Broglie ήταν μια ισοδύναμη σχέση μεταξύ του μήκους κύματος, της μάζας του σωματιδίου , και την ταχύτητά του (ορμή). Η ύπαρξη ηλεκτρονικών κυμάτων αποδείχθηκε πειραματικά το 1927. Clinton J. Davisson Και Lester H. Germer στις Ηνωμένες Πολιτείες και George Paget Thomson στην Αγγλία.

Αυτή η ανακάλυψη με τη σειρά της οδήγησε στη δημιουργία το 1933. Ερνστ Ρούσκα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο.

Εντυπωσιασμένος από τα σχόλια του Αϊνστάιν για τις ιδέες του de Broglie Έρβιν Σρέντινγκερ έκανε μια προσπάθεια να εφαρμόσει την κυματική περιγραφή των ηλεκτρονίων στην κατασκευή μιας συνεπούς κβαντικής θεωρίας που δεν σχετίζεται με το ανεπαρκές μοντέλο του ατόμου του Bohr. Κατά μία έννοια, σκόπευε να φέρει την κβαντική θεωρία πιο κοντά στην κλασική φυσική, η οποία είχε συγκεντρώσει πολλά παραδείγματα μαθηματικών περιγραφών των κυμάτων. Η πρώτη προσπάθεια που έκανε το 1925 κατέληξε σε αποτυχία. Οι ταχύτητες των ηλεκτρονίων στη θεωρία του Schrödinger ήταν κοντά στην ταχύτητα του φωτός, κάτι που απαιτούσε τη συμπερίληψη της ειδικής θεωρίας της σχετικότητας του Αϊνστάιν και τη σημαντική αύξηση της μάζας ηλεκτρονίων που προβλεπόταν από αυτήν σε πολύ υψηλές ταχύτητες.

Ένας από τους λόγους για την αποτυχία του Σρέντινγκερ ήταν ότι δεν έλαβε υπόψη την παρουσία μιας συγκεκριμένης ιδιότητας του ηλεκτρονίου, που τώρα είναι γνωστή ως σπιν (η περιστροφή του ηλεκτρονίου γύρω από τον άξονά του σαν κορυφή, αλλά μια τέτοια σύγκριση δεν είναι εντελώς σωστό), για το οποίο λίγα ήταν γνωστά εκείνη την εποχή. Ο Σρέντινγκερ έκανε την επόμενη προσπάθεια το 1926. Αυτή τη φορά οι ταχύτητες των ηλεκτρονίων επιλέχθηκαν τόσο μικρές που δεν χρειαζόταν να επικαλεστούμε τη θεωρία της σχετικότητας. Η δεύτερη προσπάθεια κατέληξε στην εξαγωγή της κυματικής εξίσωσης Schrödinger, η οποία παρέχει μια μαθηματική περιγραφή της ύλης ως προς την κυματική συνάρτηση. Ο Schrödinger ονόμασε τη θεωρία του κυματομηχανική. Οι λύσεις της εξίσωσης των κυμάτων ήταν σε συμφωνία με τις πειραματικές παρατηρήσεις και είχαν βαθιά επίδραση στην μετέπειτα ανάπτυξη της κβαντικής θεωρίας. Επί του παρόντος, η κυματική συνάρτηση αποτελεί τη βάση της κβαντομηχανικής περιγραφής των μικροσυστημάτων, παρόμοια με τις εξισώσεις του Hamilton στην κλασική μηχανική.

Όχι πολύ πριν Βέρνερ Χάιζενμπεργκ , Μαξ Μπορν Και Πασκουάλ Ιορδανία δημοσίευσε μια άλλη εκδοχή της κβαντικής θεωρίας, που ονομάζεται μηχανική μήτρας, η οποία περιέγραφε κβαντικά φαινόμενα χρησιμοποιώντας πίνακες παρατηρήσιμων μεγεθών. Αυτοί οι πίνακες αντιπροσωπεύουν μαθηματικά σύνολα ταξινομημένα με συγκεκριμένο τρόπο, που ονομάζονται πίνακες, στους οποίους, σύμφωνα με γνωστούς κανόνες, μπορούν να εκτελεστούν διάφορες μαθηματικές πράξεις. Η μηχανική μήτρας επέτρεπε επίσης τη συμφωνία με τα παρατηρούμενα πειραματικά δεδομένα, αλλά σε αντίθεση με την κυματομηχανική, δεν περιείχε καμία συγκεκριμένη αναφορά σε χωρικές συντεταγμένες ή χρόνο. Ο Χάιζενμπεργκ επέμεινε ιδιαίτερα στην εγκατάλειψη οποιωνδήποτε απλών οπτικών αναπαραστάσεων ή μοντέλων προς όφελος μόνο εκείνων των ιδιοτήτων που θα μπορούσαν να προσδιοριστούν από το πείραμα, καθώς, σύμφωνα με τις εκτιμήσεις του, ο μικρόκοσμος έχει μια θεμελιωδώς διαφορετική δομή από τον μακρόκοσμο εν όψει του ειδικού ρόλου της σταθεράς του Planck. , η οποία είναι ασήμαντη στον κόσμο μεγάλες ποσότητες.

Ο Schrödinger έδειξε ότι η κυματομηχανική και η μηχανική πινάκων είναι μαθηματικά ισοδύναμες. Τώρα γνωστές συλλογικά ως κβαντική μηχανική, αυτές οι δύο θεωρίες παρείχαν ένα πολυαναμενόμενο κοινό πλαίσιο για την περιγραφή των κβαντικών φαινομένων. Πολλοί φυσικοί προτιμούσαν την κυματομηχανική επειδή η μαθηματική της συσκευή ήταν πιο οικεία σε αυτούς και οι έννοιές της έμοιαζαν πιο «φυσικές». Οι πράξεις σε πίνακες είναι πιο περίπλοκες.

Λίγο μετά ο Heisenberg και ο Schrödinger ανέπτυξαν την κβαντική μηχανική, Παύλος Dirac πρότεινε μια γενικότερη θεωρία που συνδύαζε στοιχεία της ειδικής θεωρίας της σχετικότητας του Αϊνστάιν με την κυματική εξίσωση. Η εξίσωση Dirac ισχύει για σωματίδια που κινούνται με αυθαίρετες ταχύτητες. Η σπιν και οι μαγνητικές ιδιότητες του ηλεκτρονίου προέκυψαν από τη θεωρία του Dirac χωρίς καμία πρόσθετη υπόθεση. Επιπλέον, η θεωρία του Dirac προέβλεψε την ύπαρξη αντισωματιδίων, όπως το ποζιτρόνιο και το αντιπρωτόνιο, δίδυμα σωματιδίων με ηλεκτρικά φορτία αντίθετων προσώπων.

] Executive editor L.S. Polak. Συντάχθηκε από την U.I. Φρανκφούρτη.
(Μόσχα: Εκδοτικός Οίκος "Nauka", 1975. - Σειρά "Classics of Science")
Σάρωση, επεξεργασία, μορφή: ???, αναθεώρηση: AAW, mor, 2010

• ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟ:
  Από τον επιμελητή (5).
  ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ
  Στην αρχή της αυξανόμενης εντροπίας. Πρώτο μήνυμα (9).
  Στην αρχή της αυξανόμενης εντροπίας. Δεύτερο μήνυμα (25).
  Στην αρχή της αυξανόμενης εντροπίας. Τρίτο μήνυμα (36).
  Στην αρχή της αυξανόμενης εντροπίας. Τέταρτο μήνυμα (69).
  Παρατηρήσεις για την αρχή Carnot-Clausius (102).
  Mr. Swinburne and Entropy (106).
  Εντροπία (109).
  Σχετικά με τη μηχανική έννοια της θερμοκρασίας και της εντροπίας (111).
  Στο θεώρημα Clausius για μη αναστρέψιμους κύκλους και στην αύξηση της εντροπίας (119).
  Προς την κινητική θεωρία των αερίων. Κριτική Διερεύνηση (121).
  Περί της απόλυτης εντροπίας των μονατομικών σωμάτων (123).
  Απόλυτη εντροπία και χημική σταθερά (138).
  Σχετικά με τον στατιστικό ορισμό της εντροπίας (144).
  Νέος στατιστικός ορισμός της εντροπίας (154).
  Σχετικά με τη διαφορά δυναμικού των ασθενών λύσεων (168).
  Σχετικά με τη διαφορά δυναμικού των αδύναμων λύσεων. Δεύτερο μήνυμα (173).
  Αρχή Le Chatelier-Brown (177).
  Σημειώσεις για την παράμετρο ποσότητας, την παράμετρο έντασης και τη σταθερή ισορροπία (186).
  ΘΕΩΡΙΑ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΚΑΙ ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ
  Σχετικά με τις μη αναστρέψιμες διεργασίες ακτινοβολίας (191).
  Εντροπία και θερμοκρασία ακτινοβολούμενης ενέργειας (234).
  Σχετικά με μια βελτίωση του νόμου ακτινοβολίας της Wien (249).
  Προς τη θεωρία κατανομής της ενέργειας ακτινοβολίας του κανονικού φάσματος (251).
  Σχετικά με το νόμο της κατανομής ενέργειας στο κανονικό φάσμα (258).
  Περί του στοιχειώδους κβάντου ύλης και ηλεκτρισμού (268).
  Σε μη αναστρέψιμες διεργασίες ακτινοβολίας. Προσθήκη (271).
  Νόμοι της θερμικής ακτινοβολίας και η υπόθεση του στοιχειώδους κβάντου δράσης (282).
  Σύγχρονη σημασία της κβαντικής υπόθεσης για την κινητική θεωρία των αερίων (311).
  Τροποποιημένη διατύπωση της κβαντικής υπόθεσης (325).
  Περί κβαντικών ενεργειών στην ηλεκτροδυναμική (331).
  Φυσική δομή του χώρου φάσης (339).
  Σχετικά με τη φύση της θερμικής ακτινοβολίας (370).
  Για το ζήτημα της κβαντοποίησης ενός μονοατομικού αερίου (384).
  Φυσική πραγματικότητα των κβαντών φωτός (393).
  Σχετικά με το έργο του Schrödinger για την κυματομηχανική (398).
  Μια προσπάθεια σύνθεσης κυματικής και σωματιδιακής μηχανικής (401).
  Μια προσπάθεια σύνθεσης κυματικής και σωματιδιακής μηχανικής. Παράρτημα (417).
  Μια προσπάθεια σύνθεσης κυματικής και σωματιδιακής μηχανικής. Δεύτερο μήνυμα (419).
  Σχετικά με την ιστορία της ανακάλυψης του κβάντου της δράσης (431).
  ΘΕΩΡΙΑ ΤΗΣ ΣΧΕΤΙΚΟΤΗΤΑΣ
  Η αρχή της σχετικότητας και οι βασικές εξισώσεις της μηχανικής (445).
  Οι μετρήσεις του Kaufman της εκτροπής ακτίνων β και οι επιπτώσεις τους για τη δυναμική των ηλεκτρονίων (449).
  Προσθήκη στη συζήτηση των μετρήσεων Kaufman (462).
  Σχετικά με τη δυναμική των κινούμενων συστημάτων (466).
  Παρατηρήσεις για την αρχή της δράσης και της αντίδρασης στη γενική δυναμική (494).
  Ομοιόμορφη περιστροφή και συστολή Lorentz (498).
  ΑΡΘΡΑ ΚΑΙ ΟΜΙΛΙΕΣ
  Περί νέας φυσικής (501).
  Θεωρητική φυσική (506).
  Heinrich Rudolf Hertz (510).
  Paul Drude (531).
  Τα πλεονεκτήματα του Helmholtz στη θεωρητική φυσική (553).
  Gottfried Wilhelm Leibniz (550).
  Στην 25η επέτειο της ανακάλυψης που έκαναν οι W. Friedrich, P. Knipschg και M. Laue (561).
  Μνήμες (564).
  Είκοσι χρόνια εργασίας για τη φυσική εικόνα του κόσμου (568).
  Προέλευση και επιρροή των επιστημονικών ιδεών (590).
  Η εμφάνιση και η σταδιακή ανάπτυξη της κβαντικής θεωρίας (603).
  Ενότητα της φυσικής εικόνας του κόσμου (613).
  Η σχέση της σύγχρονης φυσικής με τη μηχανιστική κοσμοθεωρία (634).
  Επιστημονική αυτοβιογραφία (649).
  Ακαδημαϊκοί λόγοι (664).
  ΕΦΑΡΜΟΓΗ
  M. Planck και η εμφάνιση της κβαντικής φυσικής. L.S. Polak (685).
  Σχόλια σε ένα άρθρο του M. Planck. ΕΝΑ. Frumkin (735).
  Θερμοδυναμικές εργασίες του M. Planck. U.I. Φρανκφούρτη (737).
  M. Planck ως φυσικοχημικός. Yu.I. Soloviev (745).
  Οι εργασίες του M. Planck για την ειδική θεωρία της σχετικότητας. ΚΑΙ ΕΓΩ. Itenberg, W.I. Φρανκφούρτη (754).
  Φιλοσοφικές απόψεις του M. Planck. Yu.V. Sachkov, Ε.Μ. Τσουντίνοφ (757).
  Βιβλιογραφία (762).
  Ευρετήριο ονόματος (781).

Περίληψη εκδότη:Αυτή η έκδοση επιλεγμένων έργων του Max Planck, ενός από τους ιδρυτές της σύγχρονης φυσικής, περιλαμβάνει άρθρα σχετικά με τη θερμοδυναμική, τη στατιστική φυσική, την κβαντική θεωρία, την ειδική σχετικότητα, καθώς και γενικά θέματα φυσικής και χημείας.
Το βιβλίο ενδιαφέρει φυσικούς, χημικούς, ιστορικούς της φυσικής και της χημείας.