Bài báo này giải thích giả thuyết của Planck là gì, ai đã tạo ra nó và tầm quan trọng của nó đối với sự phát triển của khoa học hiện đại. Tầm quan trọng của ý tưởng lượng tử hóa cho toàn bộ thế giới vi sóng cũng được thể hiện.
Điện thoại thông minh và vật lý lượng tử
Thế giới hiện đại xung quanh chúng ta rất khác về công nghệ so với mọi thứ đã quen thuộc hàng trăm năm trước. Tất cả điều này trở thành có thể chỉ bởi vì, vào buổi bình minh của thế kỷ XX, các nhà khoa học đã vượt qua rào cản và cuối cùng hiểu rằng vật chất ở quy mô nhỏ nhất không phải là liên tục. Và kỷ nguyên này đã được mở ra với giả định của anh ấy bởi một người tuyệt vời - Max Planck.
Tiểu sử của Planck
Một trong những hằng số vật lý, một phương trình lượng tử, một cộng đồng khoa học ở Đức, một tiểu hành tinh, một miệng núi lửa trên Mặt Trăng, một kính viễn vọng không gian được đặt theo tên của ông. Hình ảnh của ông được in nổi trên tiền xu và in trên tem và tiền giấy. Max Planck là người như thế nào? Ông sinh vào giữa thế kỷ XIX trong một gia đình quý tộc Đức khiêm tốn. Trong số tổ tiên của ông có nhiều luật sư giỏi và những người truyền giáo của hội thánh. M. Planck nhận được một nền giáo dục tốt, nhưng các nhà vật lý đồng nghiệp gọi ông là "tự học". Nhà khoa học đã có được kiến thức cơ bản của mình từsách.
Giả thuyết của Planck ra đời từ một giả định mà ông đưa ra về mặt lý thuyết. Trong sự nghiệp khoa học của mình, ông luôn tôn trọng nguyên tắc "khoa học đi trước". Trong Chiến tranh thế giới thứ nhất, Planck cố gắng duy trì mối quan hệ với các đồng nghiệp nước ngoài từ các nước phản đối Đức. Sự xuất hiện của Đức Quốc xã đã giúp ông có được vị trí giám đốc của một cộng đồng khoa học lớn - và nhà khoa học đã tìm cách bảo vệ nhân viên của mình, giúp những người trốn khỏi chế độ ra nước ngoài. Vì vậy, giả thuyết của Planck không phải là điều duy nhất mà ông được tôn trọng. Tuy nhiên, ông ta chưa bao giờ công khai lên tiếng chống lại Hitler, dường như nhận ra rằng không chỉ gây hại cho bản thân mà còn không thể giúp đỡ những người cần đến. Thật không may, nhiều nhà vật lý đã không chấp nhận quan điểm này của M. Planck và ngừng tương ứng với ông. Ông có năm người con, và chỉ đứa con út còn sống sót theo cha. Con trai cả đã bị Đệ nhất, giữa - chiếm đoạt bởi Chiến tranh thế giới thứ hai. Cả hai cô con gái đều không qua khỏi khi sinh nở. Đồng thời, những người đương thời lưu ý rằng chỉ có Planck ở nhà là chính mình.
Nguồn lượng tử
Ngay từ khi còn đi học, nhà khoa học đã quan tâm đến định luật thứ hai của nhiệt động lực học. Nó nói rằng: bất kỳ quá trình nào cũng chỉ xảy ra với sự gia tăng hỗn loạn và mất năng lượng hoặc khối lượng. Ông là người đầu tiên xây dựng nó theo cách này, về mặt entropi, chỉ có thể tăng trong một hệ thống nhiệt động lực học. Sau đó, chính công việc này đã dẫn đến việc hình thành phỏng đoán nổi tiếng của Planck. Ông cũng là một trong những người đưa ra truyền thống tách biệt toán học và vật lý học, thực tế tạo ra một phần lý thuyết sau này. Trước anh ấytất cả các môn khoa học tự nhiên là hỗn hợp và các thí nghiệm được thực hiện bởi các cá nhân trong các phòng thí nghiệm gần như không khác gì các phòng thí nghiệm giả kim.
Giả thuyết số lượng
Khám phá entropy của sóng điện từ trong điều kiện dao động và dựa trên dữ liệu thí nghiệm thu được hai ngày trước, vào ngày 19 tháng 10 năm 1900, Planck đã trình bày với các nhà khoa học khác một công thức mà sau này được đặt theo tên của ông. Nó liên kết năng lượng, bước sóng và nhiệt độ bức xạ (trong trường hợp giới hạn đối với vật đen hoàn toàn). Trong suốt đêm hôm sau, các đồng nghiệp của ông, dưới sự chỉ đạo của Rubens, đã thiết lập các thí nghiệm để xác nhận lý thuyết này. Và cô ấy đã đúng! Tuy nhiên, để chứng minh về mặt lý thuyết cho giả thuyết nảy sinh từ công thức này và đồng thời tránh những khó khăn toán học như số vô hạn, Planck phải thừa nhận rằng năng lượng không được phát ra trong một dòng liên tục, như người ta đã nghĩ trước đây, mà ở những phần riêng biệt (E=hν). Cách tiếp cận này đã phá hủy tất cả những ý tưởng hiện có về một cơ thể rắn. Giả thuyết lượng tử của Planck đã cách mạng hóa vật lý.
Hậu quả của lượng tử hóa
Lúc đầu, nhà khoa học không nhận ra tầm quan trọng của khám phá của mình. Trong một thời gian, công thức mà ông suy ra chỉ được sử dụng như một cách thuận tiện để giảm số lượng các phép toán để tính toán. Đồng thời, cả Planck và các nhà khoa học khác đã sử dụng các phương trình liên tục của Maxwell. Điều đáng xấu hổ duy nhất là hằng số h, không thể cho một ý nghĩa vật lý. Chỉ sau nàyAlbert Einstein và Paul Ehrenfest, khi tìm hiểu các hiện tượng phóng xạ mới và cố gắng tìm ra một biện pháp toán học cho quang phổ, đã nhận ra tầm quan trọng của giả thuyết Planck là gì. Họ nói rằng bản báo cáo, nơi công thức lượng tử hóa năng lượng lần đầu tiên được trình bày, đã mở ra kỷ nguyên vật lý mới. Einstein có lẽ là người đầu tiên nhận ra sự khởi đầu của nó. Vì vậy, đây cũng là công lao của anh ấy.
Lượng tử hóa là gì
Tất cả các trạng thái mà bất kỳ hạt cơ bản nào có thể thực hiện đều rời rạc. Một electron trong bẫy chỉ có thể ở một số mức nhất định. Sự kích thích của một nguyên tử, cũng như quá trình ngược lại - sự phát xạ, cũng xảy ra trong các bước nhảy. Mọi tương tác điện từ đều là sự trao đổi lượng tử của năng lượng tương ứng. Nhân loại đã hạn chế năng lượng của nguyên tử chỉ nhờ vào sự hiểu biết về sự rời rạc của các mức năng lượng. Chúng tôi hy vọng rằng bây giờ độc giả sẽ không còn thắc mắc, giả thuyết của Planck là gì, và tầm ảnh hưởng của nó đối với thế giới hiện đại, và do đó đối với mỗi người.
