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普朗克(MaxKarl ErnstLudwig Planck,1858~1947)德國理論物理學家。量子論的奠基人之一。1858年4月23日生於基爾,少年時代在慕尼黑度過。在中學時他熱愛勞動。責任心強,聰慧勤奮,成績單上的評語是「儘管在班裡年齡最小,但頭腦非常清醒而又邏輯性強」。有條不紊一絲不苟是他的作風。

1人物簡介

德國物理學家,創立的量子理論,1918年的諾貝爾物理學獎得主。
普朗克(MaxKarl ErnstLudwig Planck,1858~1947)德國理論物理學家。量子論的奠基人之一。1858年4月23日生於基爾,少年時代在慕尼黑度過。在中學時他熱愛勞動。責任心強,聰慧勤奮,成績單上的評語是「儘管在班裡年齡最小,但頭腦非常清醒而又邏輯性強」。有條不紊一絲不苟是他的作風。1874年人慕尼黑大學,1878年畢業,次年獲該校哲學博士學位。1880~1885年在慕尼黑大學任教。1885~1888年任基爾大學理論物理教授。1888年基爾霍夫逝世后,柏林大學任命他為基爾霍夫的繼任人,先任副教授,1892年後任教授。由於1900年他在黑體輻射研究中引入能量量子,榮獲1918年諾貝爾物理學獎。

2量子論的誕生

普朗克早年的科學研究領域主要是熱力學。他以熱力學的觀點對物質聚集態的變化、氣體和溶液理論等進行了研究。可是不久,他了解到美國物理學家吉布斯早已做過這方面工作。於是,便把注意力轉向黑體輻射問題。1893~1896年維恩發表了他的對黑體輻射的研究成果,提出一個輻射密度P的分佈公式,即維恩公式。這結果為當時實驗所證實,但只有波長較短、溫度較低時才適合,而且立論的根據是通過與麥克斯韋分子速率幾率分佈律類比而得的,不能完全令人信服。普朗克從1896年開始研究熱輻射的能量分佈問題。
普朗克想到一個特別有意義的問題:為什麼理想黑體的光譜竟像萬有引力一樣與物質成份的化學性質無關?這裡是否隱藏著更普遍的規律?他說:「這個所謂的正常能量分佈代表著某種絕對的東西,既然在我看來,對絕對的東西所作的探求是研究的最高形式,因此我就勁頭十足地致力於解決這個問題了。」他獨創性地將熵這個基本概念引入振子、電磁波能量分佈等問題中,認為黑體輻射的能量分佈是最穩定即熵值最大的分佈。1900年6月,瑞利根據黑體空腔內形成駐波及能量均分原理導出另一黑體輻射公式,其中的係數經金斯修正,在長波部分與實驗很符合,即瑞利-金斯公式。普朗克由此受到啟發,利用內插法得出他的新公式,並於1900年10月19日在柏林德國物理學會提出報告《維恩輻射定律的改進》,第二天一早魯本斯(H.Rulens,1865~1922)就告訴他,這一公式與自己已作的實驗數據十分相符。普朗克沒有滿足於「僥倖揣測出來的內插公式」,而是「致力於找出這個等式的真正的物理意義」。最後他終於接受了玻耳茲曼關於熵的統計詮釋,找到了S=klnW這一重要的普適公式,它代表了宏觀態與微觀態的結合,即所有微觀態的總組合是分立的集合,即必須假定物質輻射的能量E是不連續的,是一份份出現的,只能是某一最小能量單位e的整數倍。這樣就可以解釋他推導出來的絕對黑體輻射的能量分佈公式。而且他首先推出,其中h是普朗克常量並首先給出h和k的數值。s只比近代值約高3.5%。他認為h、光速C和萬有引力常量G是三個重要的普適常量,作為定義質量、長度、時間的自然單位制的基本量。1900年12月14日,他在德國物理學會宣讀了《關於正常光譜的能量分佈定律的理論》,總結了上述理論。這一天成了量子論的誕生日。
當時普朗克對能量子e=hy的作用還重視不夠,他後來談到「企圖使基本作用量子與經典理論調和起來的這種徒勞無功的打算,我持續了很多年(直到1915年)」。普朗克關於輻射系統與輻射場間不連續的量子交換概念,打破了經典物理學的框架,掀起了本世紀物理學革命的風暴,從而開闢了一個新紀元。

3其他成就

在相對論方面,普朗克也作出了貢獻,他是最先理解和支持相對論的物理學家之一。1906年,他導出了相對論動力學方程,得出電子能量和動量的表達式,從而完成了經典力學的相對論化。1906年他引入了「相對論」這個術語。1907年在狹義相對論的框架內推廣了熱力學。
1887年他還給出氣體和稀薄溶液中化學平衡定律的普遍推導。

4榮譽

自20世紀20年代以來,普朗克成了德國科學界的中心人物,與當時國際上的知名物理學家都有著密切聯繫。1894年當選為柏林科學院院士。1912~1938年任常任秘書。1918年當選為英國皇家學會會員。1926年當選為蘇聯科學院外籍院士。1930~1935年任威廉皇帝科學促進協會會長。為了表示對普朗克的崇敬,1945年以後,協會改名為馬克斯普朗克科學促進協會。

5個人作品

普朗克一生著述甚多,有《普通熱化學概論》(1893)、《熱力學講義》(1897)、《能量守恆原理》(第二版1908)、《熱輻射理論》(1914)、《理論物理學導論》(共5卷1916~1930)、《熱學理論》(1932)、《物理學論文與講演集》(共3卷,1958)、《物理學的哲學》(1959)等。

6個人愛好

普朗克一生除物理學外還喜好音樂和爬山運動。80歲和84歲高齡時還登上3000多米的高山大威尼迭格峰。二次大戰期間他為受迫害的猶太籍科學家提供過儘可能的支持與幫助。

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