Nauki przyrodnicze
MENU
STRONA GŁÓWNA
Przyroda polska
Zdjęcia natury
Fizyka teoretyczna
Biologia teoretyczna
Biochemia
Biologia molekularna
Ornitologia
Rośliny Polski
Botanika
Zoologia
Internetowe ZOO
Związki czynne roślin
Pierwiastki
chemiczne
Chemia nieorg.
Chemia organiczna
Ciekawostki
biologiczne
Ciekawostki
fizyczne
Ciekawostki
chemiczne
Ciekawe książki
Ciekawe strony www
Słownik

INFO
INFO O AUTORZE
KONTAKT

Do działu: FIZYKA TEORETYCZNA →

Max Planck
(23.04.1858 - 4.10.1947)

Narodowość: Niemiec
Nagroda Nobla: 1918 r.

Znane powiedzenia:
  • Z natury jestem spokojnego usposobienia i nie zwykłem wdawać się w wątpliwe przygody. Jednakże jakąś interpretację teoretyczną należało znaleźć za wszelką cenę, choćby nie wiem jak wysoką (odnośnie swojego prawa promieniowania omówionego poniżej).
  • Dla wierzącego Bóg stoi na początku, dla fizyka zaś - na końcu wszelkich dociekań.
  • Nauka potrzebna jest do poznawania, a wiara konieczna jest do czynów i postępowania.
  • Prawda nigdy nie triumfuje - wymierają tylko jej przeciwnicy.
Pod koniec XIX wieku Max Born stwierdził, że fizyka się już właściwie skończyła. Pozostał do rozwiązania tylko problem widma promieniowania ciała doskonale czarnego i kilka drobnych. Ciało doskonale czarne, to pojęcie wyidealizowane, określające ciało całkowicie pochłaniające fale elektromagnetyczne o każdej długości fali i mające największą zdolność emisyjną. Dobrym przykładem ciała prawie doskonale czarnego jest piec, w którym palą się węgle (najlepiej wnęka z bardzo małym otworem na zewnątrz, by prawdopodobieństwo emisji promieniowania, które tam wpadło było znikome, bo zostaje one prawie całkowicie pochłonięte wskutek wielokrotnych odbić wewnątrz).

Max Planck zasłynął jako ten, który podał poprawną teorię, wyjaśniającą wyznaczane widma ciała doskonale czarnego dla danej stałej temperatury. Fizyka klasyczna nie potrafiła rozwiązać pomyślnie tego problemu. Klasyczny rozkład promieniowania doskonale czarnego uchwycony przez tzw. prawo Rayleigha ma postać:

prawo Rayleigha

gdzie u(ν)– gęstość energii na przedział częstotliwości, ν - częstotliwość drgań fali elektromagnetycznej, k – stała Boltzmanna, T – temperatura bezwzględna.

Przewiduje ono absurdalnie, że im większa częstość drgań fali elektromagnetycznej, tym większa jest związana z nią emitowana energia. Oznaczałoby to, że zwykły piec emituje ogromną energię z zakresu promieniowania roentgenowskiego. Jest to niezgodne z faktami. Piece nie są śmiertelnie niebezpieczne. Potrzebny był czynnik „obcinający” duże częstotliwości.

Aby otrzymać poprawną teorię, Planck musiał założyć, że cząsteczki ciała emitują fale elektromagnetyczne dla każdej częstotliwości ν tylko w określonych porcjach (hν), zwanych kwantami energii i w ich wielokrotnościach. Prawidłowy wzór uwzględniający to założenie ma postać:

prawo promieniowania Plancka

gdzie u(ν) – gęstość energii na przedział częstotliwości, ν - częstotliwość drgań fali elektromagnetycznej, k – stała Boltzmanna, T – temperatura bezwzględna, h – stała Plancka (6,626 x 10-34 J x s).

Teraz funkcja ta dla dużych częstotliwości zanika (mianownik szybko rośnie) i ma maksimum zależne od temperatury.
Funkcję ex rozwija się w szereg potęgowy następująco:

ex = 1 + x + x2/2 + x3/6 + ..... + xn/n!

Tylko w zakresie małych częstości ν i wysokich temperatur (mała wartość x = hν/kT) przyjąć możemy przybliżenie ex ≈ 1 + x:

ehν/kT ≈ 1 + (hν/kT)

Jak można sprawdzić, prawo promieniowania Plancka przechodzi wtedy w prawo Rayleigha.

Max Planck przedstawił swoją teorię 14 grudnia 1900 r. Jest to data narodzin mechaniki kwantowej i bynajmniej nie był to koniec fizyki, lecz początek jej rozkwitu.

MACIEJ PANCZYKOWSKI

 Autor wortalu: Maciej Panczykowski, Copyright © 2003-2018 by Maciej Panczykowski