germana teoria fizikisto From Wikipedia, the free encyclopedia
Max Karl Ernst Ludwig PLANCK [maks plank] (naskiĝis la 23-an de aprilo 1858 en Kilo, mortis la 4-an de oktobro 1947 en Göttingen) estis germana fizikisto. Li studis fizikon en Munkeno kaj Berlino kaj doktoriĝis en la jaro 1879 pri termodinamika temo. Post kelkaj jaroj kiel docento en Munkeno, li en 1885 fariĝis profesoro pri fiziko en Kilo, kaj poste (1889 - 1928) li okupis samspecan postenon en Berlino. Li estis aktiva membro de diversaj sciencaj asocioj.
La plej grava scienca merito de Max Planck estas la evoluigo de la kvantumteorio, kiu fondis tute novan esplorkampon de la fiziko: la kvantummekanikon. En la jaro 1918 Max Planck gajnis la Nobel-premion pri fiziko.
En 1948, the germana scienca institucio Kaiser-Wilhelm-Societo (de kiu Planck estis dufoje prezidanto) estis renomita Max-Planck-Societo (MPS). La MPS nuntempe inkludas 83 instituciojn reprezentantajn ampleksan gamon de sciencaj direktoj.
Planck venis el tradicia, intelektula familio. Lia patroflanka pra-avo kaj avo estis kaj ambaŭ pri teologiaj profesoroj en Gotingeno; lia patro estis profesoro de juro en la Universitato de Kiel[1] kaj Munkeno. Unu el liaj onkloj estis ankaŭ juĝisto.[2]
Planck naskiĝis en 1858 en Kiel, Holstein, al Johann Julius Wilhelm Planck kaj lia dua edzino, Emma Patzig. Li estis baptita kun la nomo Karl Ernst Ludwig Marx Planck; el tiuj nomoj, Marx (nune eksmoda varianto de Markus aŭ eble simple eraro por Max, kiu estas fakte mallongigo por Maximilian) estis indikita kiel la "alvoknomo".[3] Tamen, je la aĝo de dek li subskribis per la nomo Max kaj uzis tiun por la cetero de sia vivo.[4]
Li estis la sesa filo en la familio, kvankam du el liaj fratoj estis el la unua geedzeco de lia patro. Milito estis io ofta dum la fruaj jaroj de Planck kaj inter liaj plej fruaj memoroj estis la irado de Prusiaj kaj Aŭstriaj trupoj en Kiel dum la Dani-Germana Milito en 1864.[2] En 1867 la familio translokiĝis al Munkeno, kaj Planck aliĝis al la gimnazio de Maksimilianoj, kie li venis sub la tutorado de Hermann Müller, matematikisto kiu prenis intereson en la junulo, kaj instruis al li astronomion kaj mekanikon same kiel matematikon. Estis el Müller de kiu Planck unuafoje lernis la principon de konservado de energio. Planck gradiĝis frue, estante 17-jaraĝa.[5] Tiel Planck unuafoje venis en kontakto kun la fako de fiziko.
Planck ĝuis kiam li eklernis muzikon. Li ekhavis kantolecionojn kaj ludis pianon, organon kaj violonĉelon, kaj komponis kantojn kaj operojn. Tamen, anstataŭ muzikon li elektis studi fizikon.
La munkena profesoro pri fiziko Philipp von Jolly avertis Planck kontraŭ eniri en fizikon, dirante, "en tiu fako, preskaŭ ĉio estas jam malkovrita, kaj ĉio kio restas estas plenigi kelkajn truojn."[6] Planck respondis, ke li ne volas malkovri novajn aferojn, sed nur kompreni la konatajn fundamentojn de la fako, kaj tiel komencis studojn en 1874 en la Universitato de Munkeno. Sur la superrigardo de Jolly, Planck plenumis la nurajn eksperimentojn de sia scienca kariero, studante la difuzon de hidrogeno tra varmigita plateno, sed transigis al la teoria fiziko.
En 1877 li iris al la Friedrich Wilhelms Universitato en Berlino dum unu lernojaro kun fizikistoj Hermann von Helmholtz kaj Gustav Kirchhoff kaj matematikisto Karl Weierstrass. Li verkis, ke Helmholtz neniam estis tre preparita, parolis malrapide, miskalkulis senfine, kaj enuigis siajn aŭskultantojn, dum Kirchhoff parolis zorge en preparitaj klasoj kiuj estis sekaj kaj monotonaj. Li tuj amikiĝis kun Helmholtz. Estante tie li entreprenis programon de ĉefe mem-studo pri la verkoj de Clausius, kio kondukis lin elekti termodinamikon kiel sian fakon.
En oktobro 1878 Planck aprobis siajn kvalifikajn ekzamenojn kaj en februaro 1879 defendis sian disertacion, Über den zweiten Hauptsatz der mechanischen Wärmetheorie (Pri la dua leĝo de termodinamiko). Li por mallonge instruis matematikon kaj fizikon en sia iama lernejo en Munkeno.
Ĉirkaŭ la jaro 1880, Planck estis atinginta la du plej altajn akademiajn gradojn proponitajn en Eŭropo. La unua estis doktoriga grado post li kompletigis sian publikaĵon ppost detaligi sian esploron kaj teorion de termodinamiko.[2] Li poste prezentis sian disertacion nome Gleichgewichtszustände isotroper Körper in verschiedenen Temperaturen (Ekvilibraj statoj de izotropaj korpoj je diferencaj temperaturoj), kio havigis al li habilitigon.
Per la finkompletigo de sia habilitiga disertacio, Planck iĝis nepagita Privatdozent (germana akademia rango komparebla al la helpanta profesoro) en Munkeno, atendante ĝis oni proponu al li akademian postenon. Kvankam li estis dekomence ignorita fare de la akademia komunumo, li pluigis sian laboron en la fako de teorio de varmo kaj malkovris unu post alia la saman termodinamikajn formalismojn kiel Gibbs sen konstati tion. La ideoj de Clausius pri entropio okupis centran rolon en sia verkaro.
En aprilo 1885, la Universitato de Kiel nomumis Planck kiel helpoprofesoro pri teoria fiziko. Sekvis plia laboro pri entropio kaj ties traktado, speciale aplikita en fizika kemio. Li publikigis Traktaton pri termodinamiko en 1897.[7] Li proponis termodinamikan bazon por la teorio de Svante Arrhenius pri elektrolita disociacio.
En 1889 li estis nomumita sukcedanto al la posteno de Kirchhoff en la Friedrich Wilhelms Universitato en Berlino[8] – supozeble per interveno de Helmholtz – kaj ĉirkaŭ 1892 iĝis plena profesoro. En 1907 al Planck oni proponis la postenon de Boltzmann en Vieno, sed li malakceptis por resti en Berlino. Dum 1909, kiel profesoro de la Universitato de Berlino, li estis invitita iĝi la profesoro Ernest Kempton Adams pri Teoria Fiziko en la Kolumbia Universitato en Novjorko. Serio de liaj klasoj estis tradukita kaj kun-publikigita de la profesoro de la Kolumbia Universitato nome A. P. Wills.[9] Li retiriĝis el Berlino la 10an de januaro 1926,[10] kaj estis sukcedita de Erwin Schrödinger.[11]
En 1886 li geedziĝis kun Mary Merck, fratino de lia samklasano. La paro havis kvar infanojn, Carl (1888), ĝemelojn Emma kaj Greta (1889) kaj Erwin (1893). La hejmo de la Planck-paro estis socia salono de tiatempaj berlinaj sciencistoj, kaj iliaj amikoj inkludis Albert Einstein, Otto Hahn, Lisa Meitner, kaj Adolf von Harnack. Lia edzino mortis en julio 1909, kaj du jarojn poste li geedziĝis kun Marga von Haslin, kiu naskis sian filon Herman en 1911. Pliaj tragedioj trafis lian familion: lia majoratulo, Carl, estis mortigita en Unua Mondmilito (1916), kaj lia filo Erwin estis kaptita fare de la franca armeo en tiu milito; Lia filino Greta mortis naskante sian plej aĝan filinon en 1917, kaj ŝia ĝemela fratino mortis en similaj cirkonstancoj du jarojn poste; lia filo Erwin estis ekzekutita en 1945 fare de la nazioj, por lia parto en la bombatenco kontraŭ Adolf Hitler jaron pli frue.
Dum la Dua Mondmilito, Berlino estis peze bombita, kaj Plank moviĝis kun sia familio al malproksima kampara areo. En februaro 1942 lia domo estis bombita de la aero kaj tute detruita, kaj la plej multaj el liaj sciencaj notoj kaj leteroj kiujn li konservis estis perditaj. La familio poste translokiĝis al Göttingen, kie li mortis en la aĝo de 89 jaroj.
Kiel profesoro en la Humboldt-Universitato en Berlino, Planck aliĝis al la loka Societo de Fizikistoj. Li poste skribis pri tiu epoko: "En tiuj tagoj mi estis esence la nura teoria fizikisto tie, kaj tial la aferoj ne estis tiom facilaj por mi, ĉar mi ekmenciis entropion, sed tio ne estis tre enmoda, kaj mi estis konsiderita matematika rarulo".[12] Pere de liaj iniciatoj, variaj lokaj Societoj de Fizikistoj de Germanio kuniĝis en 1898 por formi la Germanan Fizikistan Societon (Deutsche Physikalische Gesellschaft, DPG); el 1905 ĝis 1909 Planck estis ĝia prezidanto.
Planck startigis ses-semestran kurson de prelegoj pri teoria fiziko, "seka, iom nepersona" laŭ Lise Meitner, "ne uzante notojn, neniam farante erarojn, neniam dubante; la plej bonkvalita preleganto kiuj mi iam aŭdis" laŭ angla partoprenanto, nome James R. Partington, kiu pluis: "Estis ĉiam multaj starantoj ĉirkaŭ la ĉambro. Ĉar la prelegejo estis bone varmigita kaj tre densplena, kelkaj el la aŭskultantoj de tempo al tempo falis surplanken, sed tio ne ĝenis la prelegon." Planck ne establis fakte "skolon"; la nombro de liaj gradiĝintaj studentoj estis nur ĉirkaŭ 20, inter ili:
En 1894, Planck turnis sian atenton al la problemo de la nigra-korpa radiado. Tiu problemo estis jam starigita de Kirchhoff en 1859: "kiel la intenseco de la elektromagneta radiado elsendita de nigra korpo (perfekta absorbanto, konata ankaŭ kiel kavaĵa radianto) dependas el la frekvenco de la radiado (t.e., la koloro de la lumo) kaj el la temperaturo de la korpo?". La demando estis esplorita eksperimente, sed neniu teoria traktado kongruis kun la eksperimentaj valoroj. Wilhelm Wien proponis la leĝon de Wien, kiu ĝuste antaŭdiris la kutimaron je altaj frekvencoj, sed malsukcesis je malaltaj frekvencoj. La Leĝo Rayleigh–Jeans, nome alia alproksimiĝo al la problemo, kongruis kun la eksperimentaj rezultoj je malaltaj frekvencoj, sed kreis tion kio estis poste konata kiel la "ultraviola katastrofo" je altaj frekvencoj. Tamen, kontraŭ multaj lernolibroj, tio ne estis motivado por Planck.[14]
La unua proponita solvo de Planck al la problemo en 1899 sekvis el tio kion Planck nomis la "principo de elementa disordo", kio ebligis, ke li derivu la leĝon de Wien el nombraj supozoj pri la entropio de ideala oscililo, kreante tion kio estis referencita kiel la leĝo Wien–Planck. Tuj oni trovis, ke eksperimenta pruvaro ne konfirmis la novan leĝon entute, ĝis Planck alvenis al frustracio. Planck reviziis sian alproksimiĝon, derivante la unuan version de la fama Leĝo de Planck pri la nigra-korpa radiado, kiu bone priskribis la eksperimente observitan nigra-korpan spektron. Ĝi estis por la unua fojo proponita en kunsido de DPG la 19an de Oktobro 1900 kaj publikigita en 1901. Tiu unua derivaĵo ne inkludis energikvantigon, kaj ne uzis statistikan mekanikon, por kio li sentis malinklinon. En Novembro 1900 Planck reviziis tiun unuan alproksimiĝon, fidante al la statistika interpretado fare de Boltzmann de la dua leĝo de termodinamiko kiel vojo akiri pli fundamentan komprenon de la principoj malantaŭ sia radiad-leĝo. Ĉar Planck estis tre malfidaj de la filozofiaj kaj fizikaj implikoj de tia interpretado de la alproksimiĝo fare de Boltzmann, lia reago estis, kiel li mem poste asertis, "ago de malespero ... Mi estis preta oferi ajnan el miaj antaŭaj konvinkoj pri fiziko".[14]
La centra dedukto malantaŭ lia nova derivaĵo, prezentita al la DPG la 14an de Decembro 1900, estis la supozo, nune konata kiel la postulato de Planck, ke elektromagneta energio povus esti elsendita nur en kvantigita formo, alivorte, la energio povus esti nur multoblo de elementa unuo:
kie h estas la Konstanto de Planck, konata ankaŭ kiel kvantuma agado de Planck (jam enkondukita en 1899), kaj ν estas la frekvenco de la radiado. Oni notu, ke la elementaj unuoj de energio tie studitaj estas reprezentataj per hν kaj ne simple per ν. Fizikistoj nune nomas tiujn kvantumaj fotonoj, kaj fotono de frekvenco ν havos sian propran specifan kaj unikam energion. La totala energio je tiu frekvenco estas tiam egala al hν multobligita per la nombro de fotonoj je tiu frekvenco.
Dekomence Planck konsideris, ke la kvantigo estis nur "pure formala supozo ... fakte mi ne pensis multe prie ..."; nune tiu supozo, nekongruebla kun la klasika fiziko, estas koneiderita kiel la nasko de la kvantuma fiziko kaj la pli granda intelekta plenumo de la kariero de Planck (Ludwig Boltzmann estis studante en priteoria artikolo en 1877 la eblon, ke energiaj statoj de fizika sistemo estu diskretaj). La malkovro de la konstanto de Planck permesis lin difini novan universalan serion de fizikaj unuoj (kiel la longo de Planck kaj la maso de Planck), ĉiuj bazitaj sur fundamentaj fizikaj konstantoj sur kio multo de la kvantuma teorio estas bazita. Agnoske al la fundamenta kontribuo de Planck al nova branĉo de fiziko, oni atribuis al li la Nobel-premion pri fiziko en 1918 (li fakte ricevis la premion en 1919).[15][16]
Sekve, Planck klopodis kapti la signifon de la energia kvantumo, sed malsukcese. "Miaj malsukcesaj klopodoj iome reintegrigi la ago-kvantumon en klasika teorio pluis dum kelkaj jaroj kaj faris al mi multan penadon." Eĉ kelkajn jaroj poste, aliaj fizikistoj kiel Rayleigh, Jeans, kaj Lorentz metis la konstanton de Planck en nulo por aliri al la klasika teorio, sed Planck bone sciis, ke tiu konstanto havas precizam nenulan valoron. "Mi ne kapablis kompreni la obstinecon de Jeans – li estas ekzemplo de teoriulo kiel neniam ekzistis, same kiel Hegel estis por filozofio. Multe pli malbone por la faktoj se ili ne koincidis."[17]
Max Born skribis pri Planck: "Li estis nature konservativa menso; li havis neniom da revoluciulo kaj estis tute skeptika pri spekulativado. Krome lia kredo en la konvinka forto de la logika resonado el faktoj estis tiom forta ke li ne eltenis sin el anoncado de la plej revolucia ideo kiu iam skuis fizikon."[18]
En 1905, la tri epokfaraj artikoloj de Albert Einstein estis publikigitaj en la gazeto Annalen der Physik. Planck estis inter la malmultaj kiuj tuj rekonis la signifon de la speciala teorio de relativeco. Danke al lia influo, tiu teorio estis tuj amplekse akceptita en Germanio. Ankaŭ Planck kontribuis konsiderinde al etendo de la speciala teorio de relativeco. Por ekzemplo, li refaris la teorion laŭ terminoj de klasika agado.[19]
La hipotezo de Einstein pri luma kvantumo (fotonoj), bazita sur la malkovroj fare de Heinrich Hertz en 1887 pri elektromagnet aesplorado (kaj plua esplorado fare de Philipp Lenard) pri la fotoelektra efiko, estis dekomence malakceptita de Planck. Li estis malema komplete malakcepti la teorion de Maxwell pri elektrodinamiko. "La teorio de lumo estus rifuzita ne dum jardekoj, sed dum jarcentoj, en la epoko kiam Christiaan Huygens kuraĝis lukti kontraŭ la forta elsendo-teorio de Isaac Newton ..."[20]
En 1910, Einstein indikis la nenormalan konduton de la specifa varmo je malaltaj temperaturoj kiel alia ekzemplo de fenomeno kiu defias klarigon pere de la klasika fiziko. Planck kaj Nernst, serĉante klarigon de la pliiĝanta nombro de kontraŭdiroj, organizis la Unuan Konferencon Solvay (Bruselo, 1911). En tiu kunsido Einstein kapablis konvinki Planck.
Dume, Planck estis nomumita dojeno de la Berlina Universitato, kaj tiel li rajtis alvoki Einstein al Berlino kaj establi novan profesorecon por li (1914). Tuj la du sciencistoj amikiĝis kaj renkontiĝis ofte por ludi muzikon kune.
En la tagoj post la eksplodo de la Unua Mondmilito, Planck donis sian nomon al la Deklaracio-Manifesto de la Naŭdek Tri, kiu neis la akuzojn faritajn kontraŭ Germanio akuzata en la eksplodo de la milito, malobservanta neŭtralecon kaj faris militkrimojn, sen scii la vortumon de la Deklaracio, sed baldaŭ bedaŭris ĝin. Li emfazis la pozitivajn aspektojn de la milito, kiel ekzemple la unueco de ĉiuj partioj en Germanio kaj esprimis, ke li estas fiera esti germana en tia tempo. Frue en 1915, kiam Wilhelm Wein publikigis proklamon pledantan por la bojkoto de britaj sciencgazetoj en la akuzo ke la britoj ŝtelis eltrovaĵojn de germanaj sciencistoj kaj miksis veron kaj malveron, Planck rifuzis subskribi ĝin ĉar li vidis ĝin kiel senutila deklaro, eĉ kvankam li konsentis pri ĝia enhavo. Poste en 1915, sub la influo de Hendrik Lorenz, Planck komencis ŝanĝi siajn poziciojn. En marto 1915, en privataj konversacioj, li esprimis penton pro sia subskribo de la Naŭdek-tria Deklaracio, klarigante ke li subskribis nur ĉar li vidis en ĝi militon por la ekzisto de Germanio, kaj volis konservi germanan unuecon. Frue en 1916 li skribis leteron al Lorentz klarigante la Naŭdek-Trian Deklaracio en kiu li skribis ke li ne estis malantaŭ iu ago de la germana armeo. En junio 1915 li rifuzis subskribi deklaron de 1,347 akademiuloj postulanta aneksi teritoriojn okcidente kaj oriente de Germanio. Anstataŭe li subskribis kontraŭdeklaron postulanta defendajn limojn sed ne per aneksado, kaj por internaj reformoj en Germanio [21].
En la post-mondmilito jaroj, Planck tenis kelkajn altrangajn postenojn en germanaj fizikinstitucioj: Universitato de Berlino, Prusa Akademio de Sciencoj, (Germana Societo de Sciencoj, DSP) kaj la Kaiser-Wilhelm-Societo (nun la Max-Planck-Societo). En 1920, kune kun Fritz Haber, li starigis fondaĵon por apogi esploradojn kiuj havis malfacilecon akiri financadon. Liaj multaj roloj dum tiu ĉi periodo prirabis lin de lia plentempo kaj li apenaŭ okupiĝis pri esplorado. Li eĉ aliĝis kiel membro de la Deutsche Volkspartei, naciliberala partio fondita de Gustav Stresemann.
Fine de la 1920-aj jaroj Bohr, Heisenberg kaj Pauli estis laborante pri la Kopenhaga interpretado de la kvantuma mekaniko, sed ĝi estis malakceptita de Planck, kaj ankaŭ de Schrödinger, Laue, kaj Einstein. Planck esperis, ke la ondomekaniko tuj igu la kvantuman teorion nenecesa al lia propra filo. Tio ne okazis, tamen. Plua laboro utilis nur por emfazi la daŭre centran gravon de la kvantuma teorio, eĉ kontraŭ liaj kaj de Einstein filozofiaj malemoj. Planck spertis la pravon de sia propra pli frua observado de sia lukto kontraŭ siaj malnovaj komprenoj en siaj pli junaj jaroj: "Nova scienca vero ne triumfas konvinkante siajn opoziciantojn kaj farante ilin vidi la lumon, sed ĉar ties opoziciantoj finfine mortas, kaj kreskiĝas nova generacio kiu estas familiariĝinta kun ĝi."[22]
Kiam la nazioj ekregis en 1933, Planck estis 74-jaraĝa. Li vidis multajn judajn amikojn kaj kolegojn humiligitaj kaj perdis siajn laborlokojn, kaj aliajn forlasis Germanion. Li provis persvadi siajn kolegojn resti en la lando, kredante ke la krizo estas provizora kaj baldaŭ pasos. Otto Hahn provis persvadi lin formuli deklaron kontraŭ la traktado de judaj sciencistoj, sed la respondo de Planck estis "se vi povas trovi 30 tiajn sinjorojn, 150 aliaj eliros morgaŭ kontraŭ ili, pro ilia deziro preni la laborlokojn kiuj estos vakigita." Sub la gvidado de Planck, la Kaiser Wilhelm Societo evitis konfliktojn kun la nazia partio, krom la persekuto de Fritz Haber: Planck eĉ provis diskuti la aferon kun Hitler mem sed malsukcesis; Haber estis devigita fuĝi de Germanio kaj mortis en ekzilo. En la sama tempo, li sekrete sukcesis konservi kelkajn judajn sciencistojn en iliaj pozicioj en la instituto. Kiam lia permanenta ofico kiel estro de la instituto devis finiĝi, en 1936, li estis premadita fare de la nazioj por ne peti postan mandaton.
En Aprilo 1938, en respondo al la demando de Ludwig Georg Biberbach koncerne Issai Schur, kial ekzistas daŭre judoj en la germana akademio, Planck skribis kiel sekretario de la instituto ke li traktus la aferon, sed post kelkaj tagoj Schur prezentis sian eksiĝon. Diversaj hipotezoj estis levitaj pri la motivo malantaŭ tiu ago de Planck, de kunlaborado kun la nazioj ĝis voli maldungi Schur en digna maniero.
La statuso de Planck en Nazia Germanio daŭre plimalboniĝis; Johannes Stark vokis Planck kaj aliaj sciencistoj ĉesi instrui la teoriojn de Einstein, nomante ilin "blankaj judoj". La nazia registara institucio de scienco (Hauptamt Wissenschaft) komencis esplori la originojn de Planck, sed ĉio kion ili trovis estis ke li estis nur "1/16 judo." Fine de 1938 la Prusa Akademio de Sciencoj perdis sian sendependecon, kaj la nazioj transprenis ĝian estrecon. Planck protestis kiam li abdikis de la prezidanteco de la instituto.
En 1940 li iĝis honora membro de Hungara Scienca Akademio.
Pri la rilatoj de scienco kun religio, li skribis: "Scienco kaj religio ne kontrastas, sed unu bezonas la alian por harmonie kompletiĝi en la menso de homo serioze esploranta" (en Scio pri la fizika Mondo).
Translated in ter Haar, D.. (1967) “On an Improvement of Wien's Equation for the Spectrum”, The Old Quantum Theory. Pergamon Press, p. 79–81.
Translated in ter Haar, D.. (1967) “On the Theory of the Energy Distribution Law of the Normal Spectrum”, The Old Quantum Theory. Pergamon Press.
Tradukita en On the Law of Distribution of Energy in the Normal Spectrum. Arkivita el la originalo je 6a de Oktobro 2011. Alirita 13a de Oktobro 2011. Arkivigite je 2015-02-22 per la retarkivo Wayback Machine
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
