Este artigo explica qual é a hipótese de Planck, quem a criou e quão importante ela se tornou para o desenvolvimento da ciência moderna. O significado da ideia de quantização para todo o micromundo também é mostrado.
Smartphone e física quântica
O mundo moderno ao nosso redor é muito diferente em tecnologia de tudo o que era familiar há cem anos. Tudo isso só foi possível porque, no alvorecer do século XX, os cientistas superaram a barreira e finalmente entenderam que a matéria na menor escala não é contínua. E esta era foi aberta com sua assunção por uma pessoa maravilhosa - Max Planck.
biografia de Planck
Uma das constantes físicas, uma equação quântica, uma comunidade científica na Alemanha, um asteroide, uma cratera na Lua, um telescópio espacial são nomeados em sua homenagem. Sua imagem foi gravada em moedas e impressa em selos e notas. Que tipo de pessoa era Max Planck? Ele nasceu em meados do século XIX em uma família nobre alemã de meios modestos. Entre seus ancestrais estavam muitos bons advogados e ministros da igreja. M. Planck recebeu uma boa educação, mas seus colegas físicos o chamavam de "autodidata". O cientista adquiriu seus conhecimentos básicos delivros.
A hipótese de Planck nasceu de uma suposição que ele fez teoricamente. Em sua carreira científica, ele aderiu ao princípio de que "a ciência vem em primeiro lugar". Durante a Primeira Guerra Mundial, Planck tentou manter laços com colegas estrangeiros dos países que se opunham à Alemanha. A chegada dos nazistas o colocou no cargo de diretor de uma grande comunidade científica - e o cientista procurou proteger seus funcionários, ajudou aqueles que fugiam do regime a irem para o exterior. Portanto, a hipótese de Planck não era a única coisa pela qual ele era respeitado. No entanto, ele nunca falou abertamente contra Hitler, aparentemente percebendo que não apenas ele se machucaria, mas não seria capaz de ajudar aqueles que precisavam. Infelizmente, muitos físicos não aceitaram esta posição de M. Planck e deixaram de se corresponder com ele. Ele teve cinco filhos, e apenas o mais novo sobreviveu ao pai. O filho mais velho foi levado pelo Primeiro, o meio - pela Segunda Guerra Mundial. Ambas as filhas não sobreviveram ao parto. Ao mesmo tempo, os contemporâneos notaram que apenas em casa Planck era ele mesmo.
Fontes de quanta
Desde a escola, o cientista se interessou pela segunda lei da termodinâmica. Diz: qualquer processo só acontece com um aumento do caos e uma perda de energia ou massa. Ele foi o primeiro a formular dessa forma, em termos de entropia, que só pode aumentar em um sistema termodinâmico. Mais tarde, foi este trabalho que levou à formulação da famosa conjectura de Planck. Ele também foi um dos que introduziu a tradição de separar matemática e física, criando praticamente uma seção teórica desta última. Antes deletodas as ciências naturais eram misturadas e os experimentos eram realizados por indivíduos em laboratórios que quase não eram diferentes dos alquímicos.
Hipótese quântica
Explorando a entropia das ondas eletromagnéticas em termos de osciladores e contando com dados experimentais obtidos dois dias antes, em 19 de outubro de 1900, Planck apresentou a outros cientistas uma fórmula que mais tarde levaria seu nome. Ele vinculou energia, comprimento de onda e temperatura de radiação (no caso limite para um corpo completamente negro). Ao longo da noite seguinte, seus colegas, sob a direção de Rubens, montaram experimentos para confirmar essa teoria. E ela estava certa! No entanto, para fundamentar teoricamente a hipótese decorrente dessa fórmula e ao mesmo tempo evitar dificuldades matemáticas como infinitos, Planck teve que admitir que a energia não é emitida em um fluxo contínuo, como se pensava anteriormente, mas em porções separadas (E=hν). Essa abordagem destruiu todas as ideias existentes sobre um corpo sólido. A hipótese quântica de Planck revolucionou a física.
Consequências da quantização
A princípio, o cientista não percebeu a importância de sua descoberta. Por um tempo, a fórmula que ele derivou foi usada apenas como uma maneira conveniente de reduzir o número de operações matemáticas para cálculo. Ao mesmo tempo, Planck e outros cientistas usaram as equações contínuas de Maxwell. A única coisa embaraçosa era a constante h, que não podia ter um significado físico. Só mais tardeAlbert Einstein e Paul Ehrenfest, compreendendo novos fenômenos de radioatividade e tentando encontrar uma justificativa matemática para espectros ópticos, perceberam a importância do que era a hipótese de Planck. Eles dizem que o relatório, no qual a fórmula de quantização de energia foi apresentada pela primeira vez, abriu a era da nova física. Einstein foi provavelmente o primeiro a reconhecer seu início. Então esse é o mérito dele também.
O que é quantizado
Todos os estados que qualquer partícula elementar pode assumir são discretos. Um elétron em uma armadilha só pode estar em certos níveis. A excitação de um átomo, assim como o processo oposto - emissão, também ocorre em s altos. Qualquer interação eletromagnética é uma troca de quanta da energia correspondente. A humanidade limitou a energia do átomo apenas graças à compreensão da discrição dos níveis de energia. Esperamos que agora os leitores não tenham dúvidas, qual é a hipótese de Planck e qual é sua influência no mundo moderno e, portanto, em cada uma das pessoas.
