¿Qué es el experimento de radiación del cuerpo negro de Planck?
En primer lugar, una breve introducción a la vida
Max Planck (Max Planck 1858 ~ 1947) es un gran físico alemán moderno y el fundador de la teoría cuántica. Nacido el 23 de abril de 1858 en Kiel. Del 65438 al 0867, su padre, el profesor de derecho civil J.W. von Planck, fue invitado a enseñar en la Universidad de Munich, por lo que la familia se mudó a Munich. Planck pasó su juventud en Munich y entró en la Universidad de Munich en 1874. De 1877 a 1878 fui a la Universidad de Berlín para asistir a conferencias del matemático K. Wilstrass y de los físicos H. von Helmholtz y G. R. Kirchhoff. Cuando Planck recordó esta experiencia en sus últimos años, dijo que las personalidades y actitudes académicas de estos dos físicos tuvieron un profundo impacto en él, pero sus conferencias no pudieron atraerlo. Mientras estaba en Berlín, Planck estudió cuidadosamente por su cuenta la obra principal "Teoría térmica mecánica" de R. Clausius, lo que le hizo decidirse a encontrar una ley universal como las leyes de la termodinámica. Del 65438 al 0879, Planck se doctoró en la Universidad de Munich y luego enseñó en la Universidad de Munich y en la Universidad de Kiel. Después de la muerte de Kirchhoff en 1888, la Universidad de Berlín lo nombró sucesor de Kirchhoff (ex profesor asociado, profesor después de 1892) y director del Instituto de Física Teórica. En 1900, introdujo los cuantos de energía en el estudio de la radiación del cuerpo negro. Debido a la contribución de este descubrimiento al desarrollo de la física, ganó el Premio Nobel de Física en 1918.
Desde la década de 1920, Planck se ha convertido en una figura central de la comunidad científica alemana y mantiene estrechas relaciones con físicos famosos de la época en Alemania y en el extranjero. Fue elegido miembro de la Royal Society en 1918 y sirvió como presidente de la Kaiser Wilhelm Society de 1930 a 1937. Durante ese período, universidades como Berlín, Göttingen, Munich y Leipzig se convirtieron en centros de la ciencia mundial. Esto fue inseparable de los esfuerzos de Planck, W. Nernst, A. Sommerfeld y otros. Después de que los nazis tomaron el poder en Alemania, lucharon contra los nazis con la pasión de un científico por la ciencia y la patria, luchando por la dignidad de la ciencia. 1947 10 Fallece en Gotinga el 4 de octubre.
En segundo lugar, los logros científicos
(1) El primer campo de investigación de Planck fue principalmente la termodinámica. Su tesis doctoral versó sobre la segunda ley de la termodinámica. Posteriormente, estudió los cambios en el estado agregado de la materia y la teoría de los gases y soluciones desde la perspectiva de la termodinámica.
②Proponer el concepto de cuantos de energía.
El logro más importante de Planck en física fue la formulación de la famosa fórmula de radiación de Planck y la creación del concepto de cuantos de energía.
A finales del año 19, cuando se utilizó la física clásica para explicar los experimentos de radiación de cuerpos negros, se produjo el famoso "desastre ultravioleta". Aunque Rayleigh, Jenkins (1877-1946) y Wien (1864-1928) propusieron respectivamente dos fórmulas para intentar descubrir las leyes de la radiación del cuerpo negro, en comparación con los experimentos, la fórmula de Rayleigh-Jenkins sólo es aplicable en el rango de bajas frecuencias de Wien. La fórmula sólo es aplicable en el rango de alta frecuencia. Planck comenzó a estudiar sistemáticamente la radiación térmica en 1896. Después de varios años de arduo trabajo, finalmente obtuvo una fórmula consistente con los experimentos. A finales de octubre de 1900, publicó un artículo de tres páginas titulado "Sobre la mejora de la ecuación espectral de Viena" en el "Boletín de la Sociedad Alemana de Física", proponiendo por primera vez la fórmula de radiación del cuerpo negro. 65438 El 4 de febrero de 65438, en la reunión ordinaria de la Sociedad Alemana de Física, Planck presentó un informe sobre la distribución de energía en el espectro normal. En este informe, explica con entusiasmo sus hallazgos más sorprendentes.
Dijo que para obtener la fórmula de radiación correcta en teoría, se debe suponer que la energía irradiada (o absorbida) por una sustancia no es continua, sino una tras otra, y solo puede ser un múltiplo entero de un cierto valor mínimo. . Este valor mínimo se llama cuanto de energía y la frecuencia de radiación es el valor mínimo de energía de ν ε = hν. Entre ellos, H, Planck lo llamó el cuanto de acción fundamental en ese momento, y ahora se llama constante de Planck. La constante de Planck es la constante física más importante de la física moderna y marca la transformación de la física de una "larva clásica" a una "mariposa moderna". En 1906, Planck resumió sistemáticamente su trabajo en el libro "Conferencias sobre radiación térmica", que proporcionó una base importante para abrir nuevas formas de explorar las leyes del movimiento de los materiales microscópicos.
En tercer lugar, anécdotas
(1) El primer maestro
Planck se embarcó en el camino del estudio de las ciencias naturales, en gran medida el crédito llega a un nivel alto. maestro de escuela llamado Müller. Cuando era niño, Poulenc amaba la música y la literatura. Más tarde, escuchó a Muller contar una historia conmovedora: un trabajador de la construcción dedicó mucho esfuerzo a mover ladrillos al techo, pero el trabajo realizado por el artesano no desapareció, sino que se convirtió en energía almacenada una vez que los ladrillos se movieron debido a si; se suelta debido a la intemperie y golpea la cabeza de otra persona o algo así, la energía se liberará nuevamente... La historia de la ley de conservación de la energía dejó una impresión inolvidable en Planck, que no sólo dirigió su afición a las ciencias naturales, sino también se convirtió en una de las bases de su futuro trabajo de investigación.
②"El planeta de Planck"
Después de que Planck ingresó al palacio de la ciencia, sin importar las dificultades que encontró, su determinación de dedicarse a la ciencia nunca flaqueó. En su familia ocurrieron muchas desgracias: su esposa murió en 1909, su hijo murió en la Primera Guerra Mundial en 1916 y sus dos hijas murieron al dar a luz en 1917 y 1919 respectivamente. Sin embargo, Planck siempre suprimió sus emociones y tristeza mediante un trabajo duro y desinteresado, e hizo importantes contribuciones a la ciencia.
Publicó 215 artículos de investigación y 7 libros a lo largo de su vida, entre ellos "Filosofía en Física" escrito en 1959.
En la celebración del 80 cumpleaños de Planck, la gente le regaló un asteroide y lo llamó planeta Planck. En 1946, a pesar de su frágil salud, asistió muy feliz a una reunión de la Royal Society en memoria de Newton.
La lápida lleva grabado su nombre y el valor de h.
Planck era modesto y riguroso. En una reunión conmemorativa de la Sociedad Alemana de Física que celebraba su 60 cumpleaños en abril de 1918, Planck respondió: "Imagínense un minero que hace todo lo posible para buscar minerales preciosos. En una ocasión descubre una veta natural de mineral de oro, y al Investigando más, descubrió que no tenía precio, infinitamente más valioso de lo que se pensaba. Si él mismo no hubiera descubierto este tesoro, sin duda sus colegas lo habrían descubierto pronto y con mucha suerte." La modestia de Planck, por supuesto. Las palabras de Lorenz al comentar la audaz hipótesis de Planck sobre los cuantos de energía revelan la naturaleza del problema. Dijo: "No debemos olvidar que sólo aquellos que trabajan duro y piensan profundamente pueden obtener la buena fortuna de esta inspiración."
1947 10 El 3 de octubre, Planck murió en Göttingen. Murió a la edad de de 89. Para conmemorar a este gran físico, el gobierno alemán cambió el nombre del Instituto Wilhelm por el de Instituto Max Planck.
La tumba de Planck se encuentra en el cementerio de la ciudad de Göttingen. Su símbolo es una simple tablilla de piedra rectangular con solo su nombre grabado y en la esquina inferior escrita: h = 6,62 × 10-27 erg segundos.