Статья опубликована в рамках: LXXV Международной научно-практической конференции «Научное сообщество студентов XXI столетия. ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ» (Россия, г. Новосибирск, 22 апреля 2019 г.)

Наука: Физика

Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции

Библиографическое описание:
Кзыкова Л.В. МАКС ПЛАНК // Научное сообщество студентов XXI столетия. ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ: сб. ст. по мат. LXXV междунар. студ. науч.-практ. конф. № 4(74). URL: https://sibac.info/archive/nature/4(74).pdf (дата обращения: 23.09.2019)
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 14 голосов
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

МАКС ПЛАНК

Кзыкова Любовь Владиславовна

студент ФГБОУ ВО Колледж РГСУ

РФ, г. Москва

Научный руководитель Бекбулатов Дамир

преподаватель, ФГБОУ ВО Колледж РГСУ

РФ, г. Москва

Планк Макс (1858-1947) - немецкий физик, один из основоположников квантовой теории. В 1900 году ввел квант действия и, исходя из идеи квантов, вывел закон излучения. В 1918 году получил Нобелевскую премию.

Макс Планк родился 23 апреля 1858 года в немецком городе Киле в добропорядочной католической семье. Отец - Иоганн Юлиус Вильгельм фон Планк – известный юрист, профессор гражданского права Кильского университета. Мать – Эмма Планк.

С детства мальчик выявил уникальные музыкальные способности, обучаясь игре на органе и фортепиано, он пробовал свои силы на композиторском поприще и написал оперетту. В 1867 году семья переехала в Мюнхен и там Планк поступил в Королевскую Максимилиановскую классическую гимназию. Глубокое влияние на Планка оказал учитель математики Герман Мюллер, он пробудил в Планке интерес к естественным и точным наукам. Однако при выборе профессии взяла вверх его любовь к теоритической физике. Отец настоял, чтобы Планк прежде, чем выбрать профессию посоветовался с профессором Мюнхенского университета Филиппом фон Жолли. Филипп Жолли заявлял, что в физике почти не осталось нерешенных вопросов и нельзя открыть ничего нового в этой области, однако Макс Планк не поменял своего решения. И не смотря на то, что физика одержала верх, музыка всегда оставалась в жизни Планка и даже в определенные периоды вытесняла другие интересы.

Классическую физику Макс Планк любил больше всего на свете, считал, что она способна объяснить законы мироздания. И если уж служить какому-то делу, то конечно этому, дающему смысл жизни. Макс Планк с детства понял, что законы мышления ничем не отличаются от законов природы и поэтому можно чисто мыслительным способом постичь эти законы.

Уже после окончания гимназии он стал изучать физику и математику в Берлинском университете. В студенческие годы он увлекся работами Рудольфа Клаузиуса по термодинамике и познакомился с выдающимся физиком Германом Гельмгольцем. В последствии именно он поможет Планку получить работу в Берлинском университете.

Ситуация, которая сложилась на рубеже веков в физике, особенно в термодинамике была тупиковой. Важно было понять законы по которым происходит поглощение и испускание энергии. Моделью исследования было идеальное абсолютное черное тело. Все попытки рассчитать энергию, выделяемую черным телом при излучении приводили к выводу, что это количество бесконечно велико. «По существу, это была полнейшая катастрофа. Первым кто осознал необходимость каких-то решительно новых выводов, был Макс Планк» - Лев Ландау.

Когда Макс Планк получил свою формулу для распределения энергии по частотам для абсолютно черного тела – это был прорыв. Эту формулу ждали, но когда он стал выяснять смысл констант, которые входят в эту формулу, он получил, что энергия может распространятся только порциями и это совершенно противоречило устройству мироздания.

В 1879 году он защитил докторскую диссертацию, посвященную второму закону термодинамики, и уже через год получил должность приват-доцента Мюнхенского университета. Он упорно работал над книгой «Принцип сохранения энергии», согласно этому принципу энергия никуда не исчезает и ниоткуда не возникает, она только переходит из одного вида в другой. Эта работа была удостоена второй Нобелевской премии, а первую никому не присудили. Из всех областей физики Макс Планк любил больше всего термодинамику. В те годы росла известность Планка как блистательного пианиста, карьера выдающегося музыканта была ему обеспечена.

Весной 1885 года его работами по термодинамике заинтересовались в Килевском университете и пригласили туда на должность профессора. Это был один из счастливейших дней в жизни Планка. В Киле он пишет серию статей под общим названием «Принципе возрастания энтропии», в которых применил термодинамические соображения к решению конкретных задач физики и химии. Эти работы принесли ему определенную известность в научных кругах. В 1887 году Макс Планк обвенчался со своей подругой детства Марией Мерк. Вскоре Планку с подачи Германа Гельмгольца предложили занять кафедру теоритической физики в Берлинском университете и возглавить открытый при нем институт теоритической физики. Его жизнь налаживалась.

В семье подрастали два сына и две дочки. В 1889 году Планк купил большой дом с садом в Берлинском пригороде - Груневальд. Соседями были университетские профессора, известные историки. Каждые две недели ученый устраивал музыкальные вечера для друзей и университетской молодежи. Он сам играл на фортепьяно и даже создал домашний четырехголосный хор. Этот счастливый период жизни закончился смертью жены Планка – Марии. Ученый тогда и не подозревал, что это было лишь начало в ряду чудовищных потерь.

Сущность парадоксальной гипотезы Планка была очень проста. Он предположил, что испускание и поглощение электромагнитной энергии атомами и молекулами происходит порциями или квантами, причем энергия квантов может быть измерена. Планк ввел в физику квант действия или постоянную величину [h], позже она получит название «постоянная Планка». Представление о дискретности энергии шло в разрез со всеми известными законами классической физике. «Планк ввел в физику, если так можно выразиться, нелогичность» - Лев Ландау.

А в науке произошел прогресс - молодой Альберт Эйнштейн оценил всю глубину квантовой теории. Он стал не только опираться на нее, но и развивать. В частности, он выдвинул удивительную по своей простоте теорию фотоэффекта, согласно которой свет не только излучается и поглощается в виде квантов, но и состоит из дискретных квантов света или фотонов. Кстати именно за эту теорию Эйнштейн впоследствии получил Нобелевскую премию. «С открытием Планка был признан возможным совершенно новый тип законов природы» - Вернер Гейзенберг.

Когда Альберт Эйнштейн сформулировал свою теорию относительности он был простым служащим в патентном бюро в Берне. Планк поддержал новую теорию. Это в немалой мере способствовало принятию ее физиками. В 1897 году впервые появился его труд «Лекции по термодинамике», впоследствии неоднократно переиздававшаяся и переведенная на другие языки.

В 1911 году Планка избирают одним из руководителей Прусской академии наук. Используя свое влияние, он добивается приглашения Эйнштейна в Берлин на назначения директором института физики Кайзера Вильгельма и избранием его членом Прусской академии наук. Сотрудничество Макса Планка и Альберта Эйнштейна сделала Берлин в те годы центром теоритической физики в мире.

В это же время Макс Планк женился на своей племяннице Маргарите фон Хеслен – дочери известного художника. У них родился сын Герман. Маргарита с нежностью воспитывала всех его детей. Всегда поддерживала мужа и даже разделила его увлечение альпинизмом. В Альпы они нередко отправлялись вместе. Кстати свою любовь к альпинизму Планк пронес через всю жизнь. Ученый покорил многие труднодоступные вершины Альп. Высота его не пугала ни в горах, ни в науке.

Достигнув в науке высоты, он вдруг остановился, потому что представление о непрерывности всех процессов являлось основой физической картины мира, построенной Исааком Ньютоном и Готфридом Вильгельмом Лейбницем. Теперь классическая физика рушилась и рушилась она прямо на Планка. Он чувствовал себя виноватым. В письмах коллегам-ученым Планк просил не взрывать классическую теорию. Применять квант действия по возможности консервативно. Он пытался встроить его в классическую физику, даже начал писать работы, в которых утверждал, что только испускание энергии происходит квантами, а поглощение остается непрерывным, но эти выводы были неверны. Подтверждение квантовой теории приходили снова и снова.

Переживать мучавшие Планка противоречия ему помогал Альберт Эйнштейн. Очень разных по характеру ученых связывало не только любовь к науке, но искренняя дружба, а еще их объединяла музыка. На музыкальных вечерах Планк играл на рояли, а Эйнштейн на скрипке. Все, кто слышал этот дуэт, восхищались им и это не удивительно. Макс Планк достигал высот во всем и в альпинизме, и в науке, и в музыке.

Еще одно подтверждение квантовой теории поступила в 1913 году от Нильса Бора, применившего ее к строению атома. В модели Бора электроны в атоме могли находиться только на определенных энергетических уровнях, связанных с квантовыми ограничениями. За открытие квантовой энергии, Планк будет удостоен Нобелевской премии по физике. «Он убедительно показал, что кроме атомистической структуры материи существует атомистическая структура энергии, управляемая универсальной постоянной» - Альберт Эйнштейн.

Судьба готовила Планку немыслимые испытания. Во время Первой мировой войны в мае 1916 года под Верденом погибает его старший сын - Карл. Спустя несколько лет погибают его дочери. Казалось бы, такое невозможно пережить, а он пишет «Я благодарен судьбе за то, что после потери троих любимых детей погибших во цвете лет у меня осталось еще два сына». Перенести эти страшные потери ему помогала вера в Бога.

В своей теории прерывистости энергии Планк открыл новую страницу в физики и ее продолжили исследования Альберта Эйнштейна и Нильса Бора. А вскоре на основе квантовой физики возникла квантовая механика. Благодаря ей человечество имеет сегодня в своем распоряжении лазер, компьютер, различные аппараты для медицинских обследований, в том числе МРТ (магнитно-резонансная томография). Пусковым крючком для всех этих достижений 21 века стало открытие Макса Планка – кванта действия.

В 1930 году Макс Планк был избран президентом общества Кайзера Вильгельма по развитию науки, объединявшего множество научных институтов. В эти годы Планк был уже всемирно известной личностью. А к власти в Германии пришли нацисты, начались гонения на неугодных ученых, и Планк включился в борьбу, использовал свой авторитет чтобы сохранить науку, спасал от закрытия институты, помогал уволенным. Во время официальной встречи с Адольфом Гитлером, он попробовал заступиться за своего коллегу химика Фрица Габера – это привело Гитлера в ярость. Позиция Планка была ясна и арийские физики, и чиновники начали наступление на пожилого ученого. Его называли ставленником Эйнштейновской клики и белым евреем. За его лояльность к еврейским ученым.

Во время войны он вышел из общества Фридриха Вильгельма, главой которого он был. Он ушел в знак протеста против того, что оттуда изгоняли евреев. Он напрямую боролся с Гитлером, говоря ему, что евреев нельзя убирать из науки. Однако его самого не тронули, ведь он был в Германии физиком номер один. Планк продолжал работать, потому что очень хотел сохранить остатки науки в своей любимой стране. Но судьба не пощадила его. В 1944 году был приговорен к смерти второй сын Эрвин, за участие в заговоре против Гитлера и хотя не было доказано, его непосредственное участие в покушении. Прошение отца о помиловании было отклонено. Это была уже пятая смерть в семье ученого.

В 1944 году в результате налета авиации сгорел любимый дом Планка в Груневальде. Погибли рукописи, дневники, плод многолетних трудов. Его самого буквально вытащили из-под обломков здания. В результате всех этих потрясений 86-летний Макс Планк тяжело заболел, но он справился с болезнью и выступал с лекциями чуть ли не до последних дней. И вот парадокс в конце жизни ученый с мировым именем, основатель квантовой физики служил внештатным пастором в приходе под Берлином. Священнической саны у него не было, но он дорожил своим званием. «И религия, и естествознание нуждаются в вере в Бога, при этом для религии Бог стоит в начале всякого размышления, а для естествознания – в конце. Для одних Он означает фундамент, а для других – вершину построения любых мировоззренческих принципов» - Макс Планк.

Возможно именно вера в безграничность высшего разума дала ему смелость для самых невероятных гипотез. Он всю жизнь благоговел перед мудростью благоустройства, выдирая физику он даже говорил, что для него не важно, что-то открывать. Он хочет только глубже изучать уже открытые законы и любоваться ими. В своем служении науки он словно стоял у подножья мироздания, но именно эта позиция подняла его на настоящую высоту, и в физике, и в жизни.

 

Список литературы:

  1. Перельман, Я. И. Занимательная физика. В 2 кн. Книга 1 / Я. И. Перельман. — Москва: Издательство Юрайт, 2019. — 192 с. — (Серия: Открытая наука). — ISBN 978-5-534-07255-6.
  2. Прошкин, С. С. Механика, термодинамика и молекулярная физика. Сборник задач: учеб. пособие для СПО / С. С. Прошкин, В. А. Самолетов, Н. В. Нименский. — 2-е изд., испр. и доп. — Москва: Издательство Юрайт, 2019. — 467 с. — (Серия: Профессиональное образование). — ISBN 978-5-534-04774-5.
  3. Гулиа, Н. В. Удивительная физика / Н. В. Гулиа. — 2-е изд., испр. и доп. — Москва: Издательство Юрайт, 2019. — 415 с. — (Серия: Открытая наука). — ISBN 978-5-534-05065-3.
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 14 голосов
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

Комментарии (3)

# Кристина 27.04.2019 18:02
Очень интересная статья! Читается на одном дыхании. Познавательная для людей всех возрастов
# Мария 27.04.2019 23:56
Статья интересная и написана очень понятным языком! Сразу видно, что это не первая работа автора!
# Ольга 28.04.2019 00:09
Статья очень интересная и написана очень понятным языком. Сразу видно, что это не первая работа автора!

Оставить комментарий