野史上最有影响的九16位,普朗克与爱因Stan

2019-11-07 06:07 来源:未知

  54.马克斯·普朗克
[美]迈克尔·H·哈特 著 苏世军 周宇 译

普朗克是德国物理学家、量子力学的重要创始人之一,诺贝尔物理学奖获得者。他早年研究热力学,创立了能量子概念,提出着名的普朗克辐射公式,之后在量子力学方面有突出贡献,他的研究也曾影响过爱因斯坦。

在十九世纪五十年代后期,也就是1858年的4月23日,在德国基尔出生了一位后来伟大的物理学家,为量子论的发展奠定了基础,他就是马克斯·普朗克,一位与爱因斯坦声誉相当的科学家。普朗克简介可以从三个方面入手。

公元1858~公元1947

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普朗克的生平,在普朗克九岁的时候,他跟随父亲迁往了慕尼黑,在那里他度过了自己的少年时代,在其16岁的时候,也就是1874年他在慕尼黑大学进行学习,五年后,他取得了慕尼黑大学的博士学位,这一时期,他主要在慕尼黑大学与基尔大学进行教学,当其老师基尔霍夫去世以后,他成为了其继任者。在1900年的时候,他发现了能量量子,这也使其获得了1918年的诺贝尔物理学奖,并在同一年当选为英国皇家学会的会员,这个时期的他受到了德国科学界的推崇,地位举足轻重。当德国纳粹掌控了德国的政权之后,他与之进行了斗争,1947年10月4日,这位伟大的科学家在哥廷根逝世。

1900年德国科学家马克斯·普朗克提出了一个大胆的假说,在科学界一鸣惊人。这一假说认为幅射能(即光波能)不是一种连续不断的流的形式,而是由小微粒组成的。他把这种小微粒叫做量子。普朗克的假说与经典的光学说和电磁学说相对立,使物理学发生了一场革命,使人们对物质性和放射性有了更为深刻的了解。

普朗克与爱因斯坦

普朗克的成就,想要深入了解普朗克简介,就不能不说说他的成就,他提出了普朗克辐射公式,创立了能量子概念,特别是普朗克常数更是使物理学发生了质的改变。

普朗克于1858年出生在德国的基尔市。他先后就读于柏林大学和慕尼黑大学,二十一岁时在慕尼黑大学获得物理学博士学位。他一时曾在慕尼黑大学和基尔大学任教,1889年任柏林大学教授,直到1928年70岁退休为止。

普朗克和爱因斯坦并称为二十世纪最重要的两大物理学家。受他的启发,爱因斯坦于1905年提出,在空间传播的光也不是连续的,而是一份一份的,每一份叫一个光量子,简称光子,光子的能量E跟跟光的频率v成正比,即E=hv。这个学说以后就叫光量子假说。1929年,普朗克与爱因斯坦共同获马克斯.普朗克奖章。他的成就的深远影响在经过多年以后才得到普遍公认,爱因斯坦对此起了最为重要的作用。

普朗克简介将一位伟大的物理学家、热力学家的人生呈现在人们面前,可是他的家庭生活却可以用不幸来形容,与前妻生的四个孩子都先他而去,但是普朗克以惊人的毅立,不断的投身到工作中去,推动着物理学的进步。

和其他几位科学家一样,普朗克对黑体幅射问题也很感兴趣,黑体幅射是描述给绝对黑体加热来做电磁幅射的术语(绝对黑体是不反射任何光而完全吸收所遇见光的物体)。实验物理学家们甚至在普朗克着手研究这个问题之前就对这样的物体幅射做过认真的测量。普朗克取得的第一项成就是提出了一个用来正确描绘黑体幅射的相当复杂的代数公式。这个代数式完美地概述了实验数据,在今天理论物理学上仍常常使用。但是却有一个问题:公认的物理学定律预示存在着一个完全不同的公式。

此外,在普朗克前往柏林工作后,全家住在柏林的一栋别墅中,与不计其数的柏林大学教授们为邻,普朗克的庄园发展成为了一个社交和音乐中心,许多知名的科学家如阿尔伯特.爱因斯坦、奥托.哈恩和莉泽.迈特纳等都是普朗克家的常客,这种在家中演奏音乐的传统来自于亥姆霍兹家。

普朗克长度

普朗克对这个问题沉思默想,终于提出了一个崭新的学说:幅射能只能以普朗克称为量子这个基本单位的整倍数形式幅射出来。根据普朗克学说,一个光量子的大小取决于光的频率(即颜色)且与一个物理量成正比。普朗克把这个物理量缩写为h,现在被称为普朗克常数。普朗克假说与当时流行的物理概念完全对立,但是他却利用这一假说在理论上准确地推导了正确的黑体幅射公式。

普朗克的主要成就

普朗克长度是以德国人马克斯·普朗克的名字命名,普朗克本就是19世纪50年代后期着名的物理学家以及量子力学的创始人,故以其名字命名的这个长度单位,这个长度单位属于物理学的范畴,对于能量量子化理论起到了积极的促进作用。

普朗克假说具有彻底的革命性。因此若不是他以顽固保守的物理学家而著称,他的假说无疑会被当作一种荒诞的思想而弃之一边。虽然这一假说听起来很离奇,但是在这种特殊情况下却推导出了正确的公式。

普朗克早期的研究领域主要是热力学。普朗克在物理学上最主要的成就是提出着名的普朗克辐射公式,创立能量子概念。1906年普朗克在《热辐射讲义》一书中,系统地总结了他的工作,为开辟探索微观物质运动规律新途径提供了重要的基础。1918年,普朗克得到了物理学的最高荣誉奖--诺贝尔物理学奖。

马克斯·普朗克知名度与同一时代的爱因斯坦并驾齐驱。他最主要的成就就是发现了能量量子化,由于这项发现,他获得了1918年的诺贝尔物理学奖,而在他的这个理论中,普朗克长度就是其中的一个重要组成部分。

当初大多数物理学家(包括普朗克本人在内)都认为这一假说不过是适应面很窄的一个数学假设。但是几年以后表明普朗克的概念还能应用于除黑体幅射以外的许多各种不同的物理现象。1905年爱因斯坦用这一概念解释光电效应,1913年尼尔斯·玻尔在他的原子结构学说中也使用了这一概念。1918年普朗克获得诺贝尔奖。他的学说基本正确而且在物理学理论方面具有根本重要的意义。

普朗克的另一个鲜为人知伟大的贡献是推导出玻尔兹曼常数k。他沿着波尔兹曼的思路进行更深入的研究得出波尔兹曼常数后,为了向他一直尊崇的波尔兹曼教授表示尊重,建议将k命名为波尔兹曼常数。

怎么样才能形象的描绘出普朗克长度,它是屹今为止最小的可以测量的并且有实际意义的长度,用厘米表示就是1.6x10的-33次方厘米,与质子相比,只有质子的十分之一。

普朗克坚决反对纳粹分子,这使他在希特勒时代的处境十分危险。他的次子有一次参与一伙军官暗杀希特勒的密谋,但因刺杀未遂于1945年初被处以死刑。普朗克于1947年去世,终年89岁。

普朗克演讲的内容是关于物体热辐射的规律,即关于一定温度的物体发出的热辐射在不同频率上的能量分布规律。普朗克对于这一问题的研究已有6个年头了,今天他将公布自己关于热辐射规律的最新研究结果。这一假设后来被称为能量量子化假设,其中最小能量元被称为能量量子,而常数 h 被称为普朗克常数。

普朗克长度是用来对空间进行分割的,对于我们所处的空间来说,它是量子化的,也可以说是能够被分割的。它主要应用于空间量子学上,有了这个单位,让物理学得到了一次质的飞跃。当人们想要测量一个物体的位置的时候,会用到反射光,如果这个物体足够小,又想将其位置测量的足够准,会用到光子,而光子的能量如果过高,将产生黑洞,使测量失败,而普朗克长度就像是一个标准,只要不达到这个长度以下,测量就不会失败,马克斯·普朗克在量子力学方面的贡献是巨大的,所以对于进行物理学研究的人,绝不能忽视这个长度单位。

量子力学的发展可能是二十世纪中最重要的科学发展,甚至比爱因斯坦的相对论还要重要。普朗克常数h在物理理论中有着重要的作用,现在被认为是两三个最基本的物理常数之一。它出现在原子结构学说、海森堡测不准原理、幅射学说和许多科学公式中。普朗克最初计算出来的常数数值比今天使用的相差百分之二。

普朗克在1900年提出了“量子化”的概念。像这样以某种最小单位作跳跃式增减的,就称这个物理量是量子化的。

一般认为普朗克是量子力学之父。虽然他对此理论后来的发展没有起什么作用,但是若把他的名次排得太后是不公正的。他所做的起始突破非常重要,使人们在思想上摆脱了先前的错误概念。因此他的继承人才能创立出今天这样完美的学说。

普朗克最大贡献是在1900年提出了能量量子化,其主要内容是:

黑体是由以不同频率作简谐振动的振子组成的,其中电磁波的吸收和发射不是连续的,而是以一种最小的能量单位,为最基本单位而变化着的,理论计算结果才能跟实验事实相符,这样的一份能量;,叫作能量子。其中v是辐射电磁波的频率,h=6.62559*10^-34Js,即普朗克常数。也就是说,振子的每一个可能的状态以及各个可能状态之间的能量差必定是hv的整数倍。

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