物理学家普朗克

MaxPlanck马克斯·普朗克1858－1947——二十世纪最重要的物理学家之一综述马克斯·普朗克，1858年4月出生于德国荷尔施泰因，1947年10月逝世于德国下萨克森州哥廷根著名的物理学家，思想家，量子力学的重要创始人。与爱因斯坦并称为二十世纪最重要的两大物理学家。因发现能量量子化而对物理学的又一次飞跃做出了重要贡献，并于1918年荣获诺贝尔物理学奖。信仰和平主义智商235综述普朗克本人是一个不情愿的革命者。其成就的深远影响在经过多年以后才得到普遍公认，其中爱因斯坦对此起了最为重要的作用。自20世纪20年代以来，普朗克成为德国科学界的中心人物。他的公正、正直和学识，使他在德国受到普遍尊敬，具有决定性的权威。在纳粹政权统治下，他反对种族灭绝政策，并坚持留在德国尽力保护各国科学家和德国的物理学家。为此，他承受了巨大的家庭悲剧和痛苦。他凭借坚忍的自制力一直活到89岁。人物经历家世背景◦普朗克出生在一个受到良好教育的传统家庭，曾祖父及祖父都是哥廷根神学教授，父亲为基尔和慕尼黑的法学教授，其叔叔也是也是哥廷根的法学家，德国民法典的重要创立者之一。人物经历中学时代人物经历中学时代◦中学就读于慕尼黑的马克西米利安文理中学，并在哪里他受到数学家奥斯卡·冯·米勒的启发，对数理方面产生极大的兴趣。◦米勒也教他天文学、力学和数学，从米勒那普朗克也学到了生平第一个原理——能量守恒。◦普朗克在16岁时就完成了中学的学业，在这个学校学习的这段期间内，普朗克第一次接触物理学这个领域。人物经历大学时代普朗克十分具有音乐天赋，会弹奏钢琴、管风琴和大提琴，还上过演唱课，也曾作曲。但他并未选择音乐作为他的大学专业，而是选择了物理。人物经历大学时代◦在进入物理专业学习后，普朗克很快就把研究转向了理论物理学。1877年至1878年，普朗克转学到柏林，在著名物理学家赫尔曼·冯·亥姆霍兹和古斯塔夫·罗伯特·基尔霍夫以及数学家卡尔·魏尔施特拉斯手下学习。◦普朗克主要从鲁道夫·克劳修斯的讲义中自学，并受到这位热力学奠基人的重要影响，热学理论成为了普朗克的工作领域。人物经历大学时代◦1878年10月，普朗克在慕尼黑完成了教师资格考试。◦1879年2月递交了他的博士论文《关于热力学第二定律》。◦1880年6月以论文《各向同性物质在不同温度下的平衡态》获得大学任教资格。人物经历学术事业◦在慕尼黑任教期间，他继续在热理论领域的工作，并提出了热动力学公式，却未发觉这一公式此前已由约西亚·威拉德·吉布斯提出过。◦鲁道夫·克劳修斯所提出的“熵”的概念在普朗克的工作中处于中心位置。人物经历学术事业◦1885年4月，基尔大学聘请普朗克担任理论物理学教授，继续他对熵及其应用的研究，为阿累尼乌斯的电解质电离理论提供了热力学解释，但却是矛盾的。◦在基尔这段时间，普朗克已经开始了对原子假说的深入研究。◦1897年，哥廷根大学哲学系授奖给普朗克的专著《能量守恒原理》人物经历学术事业◦1889年4月，亥姆霍兹通知普朗克前往柏林接手基尔霍夫的工作。◦1894年，普朗克被选为普鲁士科学院的院士。◦1907年，维也纳邀请普朗克前去接替玻耳兹曼的教职，但他没有接受，留在了柏林，并受到了柏林大学学生会的火炬游行队伍的感谢。◦1926年10月1日普朗克退休，他的继任者是薛定谔。主要成就1918年获得诺贝尔奖时的纪念照主要成就普朗克早期的研究领域主要是热力学。他的博士论文就是《论热力学的第二定律》。此后，他从热力学的观点对物质的聚集态的变化、气体与溶液理论等进行了研究。普朗克在物理学上最主要的成就是提出著名的普朗克辐射公式，创立能量子概念。主要成就普朗克黑体辐射公式◦19世纪末，人们用经典物理学解释黑体辐射实验的时候，出现了著名的所谓“紫外灾难”。◦为描述黑体辐射的规律，瑞利、金斯和维恩分别提出了两个公式，但是与实验相比，瑞利-金斯公式只在低频范围符合，而维恩公式只在高频范围符合。◦瑞利－金斯公式表明，在辐射频率趋向于无穷大时辐射的计算结果趋于无穷，和实验数据无法吻合，这一事件被戏称为“紫外灾难”。主要成就普朗克黑体辐射公式◦普朗克从1896年开始对热辐射进行了系统的研究。他经过几年艰苦努力，终于导出了一个和实验相符的公式。◦他于1900年10月下旬在《德国物理学会通报》上发表一篇只有三页纸的论文，题目是《论维恩光谱方程的完善》，第一次提出了黑体辐射公式。主要成就普朗克黑体辐射公式◦12月14日，在德国物理学会的例会上，普朗克作了《论正常光谱中的能量分布》的报告。◦他提出，为了从理论上得出正确的辐射公式，必须假定物质辐射（或吸收）的能量不是连续地、而是一份一份地进行的，只能取某个最小数值的整数倍。◦这个最小数值就叫能量子，辐射频率是ν的能量的最小数值ε=hν。其中h即为后来的普朗克常数。◦着这志着物理学从“经典幼虫”到“现代蝴蝶”的蜕变。主要成就普朗克黑体辐射公式◦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。◦1926年，普朗克被推举为英国皇家学会的最高级名誉会员，美国选他为物理学会的名誉会长。主要成就普朗克的墓在哥庭根市公墓内，其标志是一块简单的矩形石碑，上面只刻着他的名字，下角写着:尔格·秒。他的墓志铭就是一行字：h=6.63×10^-34J·S这也是对他毕生最大贡献：提出量子假说的肯定。主要成就波尔兹曼常数◦普朗克的另一个鲜为人知伟大的贡献是推导出波尔兹曼常数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。普朗克的一生推导出现代物理学最重要的两个常数k和h，是当之无愧的伟大物理学家。主要成就量子假说◦普朗克最大贡献是在1900年提出了能量量子化，其主要内容为：◦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ε=hν为最基本单位而变化着的，ε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。主要成就量子假说◦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。◦光子说还认为每一个光子的能量只决定于光子的频率，例如蓝光的频率比红光高，所以蓝光的光子的能量比红光子的能量大，同样颜色的光，强弱的不同则反映了单位时间内射到单位面积的光子数的多少。