——新規則的先行者
1、早期教育
馬克斯·普朗克出生于一個受過良好教育的傳統家庭,在基爾度過了童年的頭幾年,直到 1867 年全家搬到了慕尼黑。普朗克在慕尼黑上中學,在那里他受到了數學家奧斯卡·馮·米勒的啟發,導致年輕的馬克斯發現了他對數學的興趣。 米勒還教他天文學、力學和數學。 從米勒那里,普朗克還學到了他人生的第一原理——能量守恒。 普朗克后來在16歲時完成了中學學業。在這所學校的學習期間,普朗克也第一次接觸了物理學領域。
2.放棄享樂,追隨理性
普朗克在音樂方面很有天賦。 他演奏鋼琴、管風琴和大提琴,還參加了歌唱課程。 但普朗克并沒有選擇音樂作為他的大學專業,而是決定學習物理學。 慕尼黑物理學教授菲利普·馮·喬利曾經勸普朗克不要研究物理學。 他相信“這門科學的所有內容都已被研究過,只有一些不重要的空白需要填補。” 當時許多人的情況也是如此。 這是物理學家堅持的觀點,但普朗克回答說:“我并不指望發現新大陸,而只是希望了解已經存在的物理學基礎德國物理學家普朗克說,或許還能加深它們。” 普朗克于 1874 年在慕尼黑開始學習物理學,并很快將研究轉向理論物理學。
普朗克早期的研究領域主要是熱力學。 1879 年,他的博士論文是《論熱力學第二定律》。 此后,他從熱力學角度研究了物質聚集狀態的變化、氣體和溶液理論等。
3.展現你的突出地位
1900年,普朗克一生對物理學領域做出了最大的貢獻——他提出了能量量子化,其主要內容是:黑體(一種理想化的物體,可以吸收外界所有的電磁輻射,并且不會發生反射或透射) (例如太陽也是一個黑體)它是由不同頻率簡單和諧振動的振蕩器組成,電磁波的吸收和發射不是連續的,而是以最小能量單位ε=hν(能量公式,用于計算電磁波能量),變化作為最基本的單位,使理論計算結果能夠與實驗事實一致。這樣的能量ε稱為能量量子。其中v是輻射電磁波的頻率, h=6.62559*10^-34J?s,為普朗克常數,換句話說,振子的每種可能的狀態以及每種可能狀態之間的能量差必須是hv的整數倍。 如果一個物理量像這樣以某個最小單位增加或減少,則稱該物理量被量子化。 12月14日,普朗克在德國物理學會報告了這一結果,成為量子理論誕生和新物理學革命開始的偉大時刻!
4. 持續悲傷
1909年10月17日,普朗克的妻子因肺結核去世。 1911 年 3 月,普朗克與第二任妻子瑪格麗特·馮·赫斯林結婚,12 月普朗克的第三個兒子赫爾曼出生。 第一次世界大戰期間,普朗克的長子卡爾在凡爾登戰役中陣亡。 1914年,他的次子埃爾文被法國軍隊俘虜。1917年,他的女兒格蕾特在生第一個孩子時去世。 她的丈夫娶了普朗克的另一個女兒艾瑪。 不幸的是,兩年后艾瑪也死于難產。 普朗克平靜地承受著這些打擊,繼續他的研究。
5. 成功與名譽
1918年,普朗克獲得諾貝爾物理學獎。 自 20 年代以來,普朗克成為德國科學界的核心人物。 他的公正、正直和知識使他在德國受到普遍尊重并具有決定性的權威。 納粹政權下,他反對種族滅絕政策,堅持留在德國,盡力保護各國科學家和德國物理學家。
2018年,國際度量衡委員會改用普朗克常數來定義千克。 這是因為,除了質量單位“千克”仍沿用100多年前的物理基準外,其他基本單位均已改用非物理基準。 因此,質量單位“千克”的穩定性和準確性面臨重大挑戰。 國際原型公斤的表面會吸附一些氣體分子和其他肉眼看不見的雜物,長年累月的使用也會對國際原型公斤造成磨損和劃痕。 這些外部因素會導致其質量隨時間發生變化,給質量單位“千克”帶來不確定性。 在不確定性原理中,普朗克常數起著重要的作用。 粒子位置的不確定性×粒子速度的不確定性×粒子質量≥普朗克常數。 因此,以普朗克常數為基礎重新定義“千克”成為當前國際計量界的當務之急之一。
6.將一生奉獻給物理學
1914年10月4日,普朗克在德國下薩克森州哥廷根逝世,享年89歲。他的墓志銘由一行數字和符號組成:h=6.62559*10^-34J?s德國物理學家普朗克說,似乎象征著他的一生致力于物理學。
-結尾-
作者 | 一年級一班趙浩月、孫明康、陳兆茹、王愛玉、付志遠