Cet article explique ce qu'est l'hypothèse de Planck, qui l'a créée et à quel point elle est devenue importante pour le développement de la science moderne. L'importance de l'idée de quantification pour l'ensemble du micromonde est également montrée.
Smartphone et physique quantique
Le monde moderne qui nous entoure est très différent technologiquement de tout ce qui nous était familier il y a cent ans. Tout cela n'est devenu possible que parce qu'à l'aube du XXe siècle, les scientifiques ont franchi la barrière et ont finalement compris que la matière à la plus petite échelle n'est pas continue. Et cette ère a été ouverte avec son hypothèse par une personne merveilleuse - Max Planck.
Biographie de Planck
Une des constantes physiques, une équation quantique, une communauté scientifique en Allemagne, un astéroïde, un cratère sur la Lune, un télescope spatial portent son nom. Son image a été gravée sur des pièces de monnaie et imprimée sur des timbres et des billets de banque. Quel genre de personne était Max Planck ? Il est né au milieu du XIXe siècle dans une famille noble allemande aux moyens modestes. Parmi ses ancêtres se trouvaient de nombreux bons avocats et ministres de l'église. M. Planck a reçu une bonne éducation, mais ses collègues physiciens l'ont appelé en plaisantant "autodidacte". Le scientifique a acquis ses connaissances de baselivres.
L'hypothèse de Planck est née d'une hypothèse qu'il a faite théoriquement. Dans sa carrière scientifique, il a adhéré au principe de "la science vient en premier". Pendant la Première Guerre mondiale, Planck a tenté de maintenir des liens avec des collègues étrangers des pays opposés à l'Allemagne. L'arrivée des nazis l'a trouvé au poste de directeur d'une grande communauté scientifique - et le scientifique a cherché à protéger ses employés, a aidé ceux qui fuyaient le régime à partir à l'étranger. L'hypothèse de Planck n'était donc pas la seule chose pour laquelle il était respecté. Cependant, il ne s'est jamais prononcé ouvertement contre Hitler, réalisant apparemment que non seulement il se ferait du mal, mais qu'il ne serait pas en mesure d'aider ceux qui en avaient besoin. Malheureusement, de nombreux physiciens n'ont pas accepté cette position de M. Planck et ont cessé de correspondre avec lui. Il a eu cinq enfants, et seul le plus jeune a survécu à son père. Le fils aîné a été pris par le Premier, le milieu - par la Seconde Guerre mondiale. Les deux filles n'ont pas survécu à l'accouchement. Dans le même temps, les contemporains ont noté que Planck n'était lui-même qu'à la maison.
Sources des quanta
Dès l'école, le scientifique s'est intéressé à la deuxième loi de la thermodynamique. Il dit: tout processus ne va qu'avec une augmentation du chaos et une perte d'énergie ou de masse. Il fut le premier à la formuler ainsi, en termes d'entropie, qui ne peut que croître dans un système thermodynamique. Plus tard, ce sont ces travaux qui ont conduit à la formulation de la célèbre conjecture de Planck. Il a également été l'un de ceux qui ont introduit la tradition de séparer les mathématiques et la physique, créant pratiquement une section théorique de cette dernière. Avant luitoutes les sciences naturelles étaient mélangées et les expériences étaient menées par des individus dans des laboratoires qui n'étaient presque pas différents des laboratoires d'alchimie.
Hypothèse quantique
Explorant l'entropie des ondes électromagnétiques en termes d'oscillateurs et s'appuyant sur des données expérimentales obtenues deux jours auparavant, le 19 octobre 1900, Planck présenta à d'autres scientifiques une formule qui portera plus tard son nom. Il reliait l'énergie, la longueur d'onde et la température de rayonnement (dans le cas limite d'un corps complètement noir). Tout au long de la nuit suivante, ses collègues, sous la direction de Rubens, mettent en place des expériences pour confirmer cette théorie. Et elle avait raison ! Cependant, afin d'étayer théoriquement l'hypothèse découlant de cette formule et en même temps d'éviter des difficultés mathématiques telles que les infinis, Planck a dû admettre que l'énergie n'est pas émise dans un flux continu, comme on le pensait auparavant, mais dans des portions séparées (E=hν). Cette approche a détruit toutes les idées existantes sur un corps solide. L'hypothèse quantique de Planck a révolutionné la physique.
Conséquences de la quantification
Au début, le scientifique n'a pas réalisé l'importance de sa découverte. Pendant un certain temps, la formule qu'il a dérivée n'a été utilisée que comme un moyen pratique de réduire le nombre d'opérations mathématiques pour le calcul. Dans le même temps, Planck et d'autres scientifiques ont utilisé les équations continues de Maxwell. La seule chose gênante était la constante h, à laquelle on ne pouvait pas donner de sens physique. Plus tard seulementAlbert Einstein et Paul Ehrenfest, comprenant de nouveaux phénomènes de radioactivité et essayant de trouver une justification mathématique aux spectres optiques, ont réalisé l'importance de l'hypothèse de Planck. Ils disent que le rapport, au cours duquel la formule de quantification de l'énergie a été présentée pour la première fois, a ouvert l'ère de la nouvelle physique. Einstein a probablement été le premier à reconnaître son début. C'est donc aussi son mérite.
Ce qui est quantifié
Tous les états que toute particule élémentaire peut prendre sont discrets. Un électron dans un piège ne peut être qu'à certains niveaux. L'excitation d'un atome, ainsi que le processus opposé - l'émission, se produit également par sauts. Toute interaction électromagnétique est un échange de quanta de l'énergie correspondante. L'humanité n'a limité l'énergie de l'atome que grâce à la compréhension de la discrétion des niveaux d'énergie. Nous espérons que maintenant les lecteurs n'auront pas de question, quelle est l'hypothèse de Planck, et quelle est son influence sur le monde moderne, et donc sur chacun des peuples.
