普朗克 |
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普朗克 (Max Karl Ernst Ludwig Planck, 1858--1947)
M.普朗克诞生于德国基尔城,父亲是基尔大学的法学教授,后来(1867)去慕尼黑大学任教。普朗克中学毕业后,进入慕尼黑大学,攻读数学和物理,选择专业时,他踌躇于物理和音乐之间,当时他的老师约利和焦耳都劝他不要选物理,理由是物理学在能量转化和守恒定律发现后,已基本完成,不可能再期望得出什么新东西,但普朗克仍然选择了物理作为他的研究方向。
普朗克的成就得益于他有不少好老师,如慕尼黑大学的数学家鲍威尔造就了他精确的数学思维,为他在理论物理上的成就打下了基础。后来,他在柏林大学旁听了一年,其中亥姆霍兹和基尔霍夫的讲学对他起了决定性作用。 以后对普朗克有影响的是克劳修斯关于热力学的研究,他是从这方面开始他的研究工作的。他1879年6月28日通过的博士论文是关于热力学第二定律的内容,一年后他提出了“关于绝缘物体的平衡状态”的论文,由此获得了副教授头衔。以后仍致力于热力学的研究。在mksw建立电磁理论后,他注意到炽热物体会辐射电磁波,因此产生了把力学和电动力学和熵增加原理于黑体辐射,在维恩和瑞利—金斯公式之间利用内插法建立了一个普遍公式: 当波长很短,温度很低时(),得到维恩公式,即 当温度很高,波长很长时(), 则忽略高次项就得瑞利—金斯公式
他的这篇文章是1900年10月19日在一次柏林物理学会集会上发表的。会议第二天鲁本斯(1865~1922)告诉普朗克,他把测量数据跟公式详细地比较了一下,发现它们在任何情形下都令人满意地相符,这给普朗克继续研究增加了信心。然而普朗克意识到这毕竟只是一个侥幸揣测出来的经验公式。正如他在1918年一次演讲中所说:“从它确立之日起,我就面临着探求它的真正的物理意义的任务,并且这个问题引导我去考察熵和几率之间的联系,即玻尔兹曼的思路。正是遵循这一方向,在经过了我生平最紧张的几个星期的工作之后,乌云散开,开辟了新的出乎意料的前景”。 1900年12月14日人们称为量子力学诞生日,他再一次在物理学会上宣读了一篇题为“关于光谱中能量分布规律的理论”的论文,在这篇文章中,他提出了一个大胆的假说——能量量子化,ε=nhυ,并推测作为经典物理基础的能量均分定理在黑体辐射条件下可能不再成立。他提出的普朗克定律形式为 普朗克定律的确立,不仅解决了“紫外灾难”问题,更重要的是提出了能量量子化的概念和引入了一个新的普适常量h,从此物理学的发展进入了一个新的革命时代。 普朗克本人在接受这个背离经典物理的假说是非常勉强的,他曾企图从经典物理的观点来解释作用量子h,他在自传中回忆道:“我当时打算将基本作用量子h归并到经典理论范畴中去,但是这个常数对所有这种企图的回答都是无情的”。他又写道:“企图使基本作用量子与经典论调和起来的这种徒劳无功的打算,我持续了很多年(直到1915年),它使我付出了巨大的精力。” 起初量子论并没有引起应有的重视,直到它成功地应用于光电效应和原子光谱中,才得到了物理界的公认。 1918年,普朗克荣获诺贝尔物理学奖。
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