Maksas Plankas

M. Planko charakteristika

Maksas Karlas Ernestas Liūdvigas Plankas gimė 1858m. balandžio 23 d. Jo gimimo vieta – Kylis, uostas prie Baltijos jūros. Kylis priklausė Danijai, tačiau 1866 m. tapo Prūsijos dalimi. Planko tėvas buvo vokiečių kilmės ir vadinosi Johanu Juliumi Vilhelmu fon Planku (Johan Julius Wilhelm fon Planc), tai gerai žinomas konstitucinės teisės profesorius, padėjęs rašyti Prūsijos Civilinį Kodeksą; motina – Ema Pacig (Emma Patzig). Pats Plankas (Max Plank) buvo puikus muzikantas, kuriam kartais smuiku akompanuodavo A. Einšteinas. Jo gyvenime būta sskaudžių tragedijų. Su pirmąja žmona Marga fon Hėslin (Marga von Hoesslin) Plankas turėjo keturis vaikus. Netrukus po vedybų jis prarado dvi dukras, kurios abi mirė dėl gimdymo komplikacijų, o vienas sūnus žuvo per Pirmąjį pasaulinį karą. Kitas jo sūnus užaugo, tačiau įsivėlė į nepavykusį sąmokslą, per kurį ketinta nužudyti Adolfą Hitlerį. Jis buvo nubaustas mirties bausme. Antrojo pasaulinio karo pabaigoje Planko namus ir beveik visus jo darbus sunaikino sąjungininkų bombardavimai. Plankas buvo religingas ir iki gyvenimo pabaigos tikėjo į mielaširdingą VVisagalį. Antroji žmona, kurią vedė 1911 m., buvo pirmosios žmonos dukterėčia. Mirė Plankas 1947 m. spalio 4 dieną, nesulaukęs devyniasdešimtojo gimtadienio.

Moksliniai pasiekimai

Mokydamasis Maksimiliano gimnazijoje Miunchene, Plankas buvo puikus, tačiau neišsiskiriantis studentas. Susidomėjęs fizika, 1874 m. įstojo į Miuncheno universitetą ir 11879 m. gavo filosofijos daktaro laipsnį. Jo daktarinė disertacija buvo susijusi su antruoju termodinamikos dėsniu ir rodė tai, jog Planką traukė esminės problemos. Jam didelės reikšmės turėjo perspektyva, jog išorinis pasaulis yra kažkas “absoliutaus” ; jis rašė: “dėsnių, kuriuos būtų galima pritaikyti tam “absoliutumui”, ieškojimas man atrodė didžiausias mokslinis siekis gyvenime”. Kurį laiką dėstęs Miuncheno ir Kylio universitetuose, Plankas 1889 m. tapo Berlyno universiteto profesoriumi. Čia jis atliko didžiausius savo darbus ir dirbo iki 1928 m.

M. Planko pasiekimai

Makso Planko darbai dvidešimtojo amžiaus priešaušryje padėjo gimti kvantinei teorijai ir visiems laikams pakeitė fizikos pagrindus. Reikšmingiausias jo laimėjimas yra tas, kad kartais jis statomas greta Izaoko Niutono ir Alberto Einšteino. Neseniai buvo rašoma, jog Planko darbas “davė vieną pačių galingiausių impulsų mokslo ppažangai”. Iš tiesų jis yra labai svarbi figūra fizikos istorijoje ir mokslininkams nepaprastai patrauklus simbolis: iš prigimties griežtų pažiūrų, Plankas vis dėlto noriai siekė radikaliai spręsti tas problemas, kurios apskritai atrodė nesvarbios, bet teoriškai lemiamos. “Būdamas tvirtas konservatorius, – rašė fizikas ir istorikas Emilis Segrė (Emilio Segre), – jis, remdamasis faktiniais įrodymais ir logišku tikslumu, prisivertė padėti vienai iš didžiausių revoliucijų gamtos filosofijų.”

Kvanto atradimas

Kvanto atradimas susijęs su “absoliučiai juodo kūno spinduliavimo” problema, kuri erzino fizikus devynioliktojo amžiaus pabaigoje ir domino PPlanką, nes buvo iš esmės svarbi.1859 m. Gustavas Kirchhofas (Gustav Kirchhoff) nustatė, kad kūno spinduliuojama šiluma priklauso tik nuo to kūno temperatūros ir sugertų bangų ilgio, o ne nuo paties kūno kilmės. Taigi veikia kai kurios universalios funkcijos. Tirdami, kaip spinduliuoja „juodi kūnai“, fizikai priėjo prie nerimą keliančių išvadų. Pagal klasikinį dėsnį, kūnas, absorbavęs spindulius, taip pat turi skleisti neribotą šilumos ir šviesos kiekį didžiausio intensyvumo trumpiausio bangos ilgio nematomais ultravioletiniais spinduliais. Tačiau eksperimentai parodė, kad taip nėra.

Iš kaitinamos ertmės, pavyzdžiui, krosnies, sklindančios šviesos spektras sudarytas iš visų spalvų – nuo ryškiai geltonos iki raudonos, mėlynos ir „karščiausios“ – „baltosios“. Klasikinės fizikos specialistai nebuvo numatę šio spektro. Kartais dėl didelių prieštaravimų eksperimento su trumpiausio ilgio bangomis prognozėse vadinama „ultravioletine katastrofa“, absoliučiai juodo kūno spinduliavimo problema devynioliktojo amžiaus fizikoje reikalavo sprendimo. Ji prieštaravo pirmajam termodinamikos dėsniui, kuris šilumą apibūdina kaip energijos rūšį ir sako, kad šiluminė energija, kaip ir mechaninė, yra pastovi – nesukuriama ir nesunaikinama.

Po kelių nesėkmingų bandymų (pradedant 1897 m.) Plankas galiausiai rado formulę, apibūdinančią absoliučiai juodo kūno spinduliavimą. Jis atsisakė klasikinės sąvokos, jog šiluma ir šviesa skleidžiamos ištisiniu srautu. Energija greičiausiai spinduliuojama atskiromis porcijomis. Plankas atrado naują universalią konstantą, kurią galima naudoti tiriant pastebėtą spektrą. Nors Planko mmatematika tvirtai paremta fizikine teorija, „Planko konstanta“, kaip šis skaičius imtas vadinti, buvo intensyvių bangų ir „sėkmingo spėjimo“ vaisius. Labai mažą skaičių h – atvaizduojantį labai mažą energijos kiekį, išspinduliuotą per be galo trumpą laiko tarpą,- Plankas pavadino „elementariu veikimo kvantu“. Jis davė pradžią teorinėms lygtims, kurios atitiko stebimą reiškinį. Iš tikrųjų šiluma iš kaitinamos ertmės spinduliuojama tik tam tikromis apibrėžtos energijos porcijomis, kurių smulkiausiais vienetas yra kvantas. Nėra jokių trupmeninių kvantų – pavyzdžiui – h/2. Pirmąjį savo darbą apie kvantą, duodamas pradžią kvantinei fizikai, Plankas paskelbė 1900 m. gruodžio mėnesį.

Planko konstantos vertė pasirodė esanti esminė, kai ji buvo apibendrinta kaip juodųjų kūnų spinduliavimo dėsnis. Nors ji sudrumstė klasikinę fiziką ir glumino fizikus, buvo priimta, nes atitiko eksperimentų rezultatus. 1905 m. A. Einšteinas (Einstein) pasinaudojo kvantu kaip teoriniu įrankiu ir paaiškino fotoefektą, parodydamas, kad šviesa kartais gali veikti kaip dalelių srautas. Netrukus 1913 m. Milsas Boras dar plačiau pritaikė Planko teoriją ir sukūrė savo atomo modelį. Užuot taikęs klasikinius principus, pagal kuriuos atomas buvo laikomas miniatiūrine Saulės sistema, Boras sukūrė savo atomo modelį – sistemą, kurioje elektronai juda orbitomis, atitinkančiomis tik tam tikras energijos vertes, įvertinamas naudojant Planko konstantą.

M. Planko darbai

1919 m. Plankas buvo apdovanotas Nobelio premija už darbus fizikos ssrityje ir nuo to laiko tapo įžymia figūra. Reikėtų pridėti, kad jis niekada iki galo neužbaigė darbų, susijusių su kvantinės teorijos taikymu,- ypač su trečiajame dešimtmetyje iškilusio neapibrėžtumo sąryšiu ir priežastingumo ribomis. Šios atradimus, kurie reikalavo, kad fizikų mąstymas apie pagrindinius dalykus iš esmės keistųsi, jam ir daugeliui kitų, tarp kurių ir Einšteinas, buvo sunku priimti. Plankas, kaip Abraomas Paisas pavadino jį, „buvo par excellence (tobuliausia) pereinamoji figūra“. 1928 m. jis paliko Berlyno universitetą. Po dviejų metų tapo Kaizerio Vilhelmo draugijos prezidentu. Nors ši draugija vėliau buvo pavadinta, Hitlerio laikais jis buvo iš ten išstumtas, kadangi laikytas pavojingu, nes kritikavo nacius. Ketvirtajame dešimtmetyje mokslininkas išleido keletą darbų, jų ir penkių tomų „Teorinės fizikos įvadą“ ir „Fizikos filosofiją“.

Naudota literatūra:

1. „100 įžymiausių pasaulio mokslininkų“

2. Internetas