Este artículo explica qué es la hipótesis de Planck, quién la creó y cuán importante se ha vuelto para el desarrollo de la ciencia moderna. También se muestra el significado de la idea de cuantización para todo el micromundo.
Teléfono inteligente y física cuántica
El mundo moderno que nos rodea es muy diferente en tecnología de todo lo que era familiar hace cien años. Todo esto fue posible solo porque, en los albores del siglo XX, los científicos superaron la barrera y finalmente comprendieron que la materia en la escala más pequeña no es continua. Y esta era se abrió con su asunción por una persona maravillosa: Max Planck.
Biografía de Planck
Una de las constantes físicas, una ecuación cuántica, una comunidad científica en Alemania, un asteroide, un cráter en la Luna, un telescopio espacial llevan su nombre. Su imagen fue grabada en relieve en monedas e impresa en sellos y billetes. ¿Qué clase de persona era Max Planck? Nació a mediados del siglo XIX en el seno de una familia noble alemana de modestos recursos. Entre sus antepasados hubo muchos buenos abogados y ministros de la iglesia. M. Planck recibió una buena educación, pero sus compañeros físicos lo llamaron en broma "autodidacta". El científico obtuvo su conocimiento básico delibros.
La hipótesis de Planck nació de una suposición que hizo teóricamente. En su carrera científica, se adhirió al principio de "la ciencia es lo primero". Durante la Primera Guerra Mundial, Planck trató de mantener lazos con colegas extranjeros de los países que se oponían a Alemania. La llegada de los nazis lo encontró en el puesto de director de una gran comunidad científica, y el científico buscó proteger a sus empleados, ayudó a aquellos que huían del régimen a irse al extranjero. Así que la hipótesis de Planck no fue lo único por lo que fue respetado. Sin embargo, nunca habló abiertamente en contra de Hitler, aparentemente al darse cuenta de que no solo se haría daño a sí mismo, sino que no podría ayudar a quienes lo necesitaban. Desafortunadamente, muchos físicos no aceptaron esta posición de M. Planck y dejaron de mantener correspondencia con él. Tuvo cinco hijos, y solo el menor sobrevivió a su padre. El hijo mayor fue tomado por el Primero, el medio, por la Segunda Guerra Mundial. Ambas hijas no sobrevivieron al parto. Al mismo tiempo, los contemporáneos notaron que solo en casa Planck era él mismo.
Fuentes de cuantos
Desde la escuela, el científico estaba interesado en la segunda ley de la termodinámica. Dice: cualquier proceso va solo con un aumento en el caos y una pérdida de energía o masa. Fue el primero en formularlo así, en términos de entropía, que sólo puede aumentar en un sistema termodinámico. Más tarde, fue este trabajo el que condujo a la formulación de la famosa conjetura de Planck. También fue uno de los que introdujo la tradición de separar matemáticas y física, creando prácticamente una sección teórica de esta última. Antes que éltodas las ciencias naturales estaban mezcladas y los experimentos eran llevados a cabo por individuos en laboratorios que casi no eran diferentes de los alquímicos.
Hipótesis cuántica
Explorando la entropía de las ondas electromagnéticas en términos de osciladores y basándose en datos experimentales obtenidos dos días antes, el 19 de octubre de 1900, Planck presentó a otros científicos una fórmula que más tarde llevaría su nombre. Vinculó la energía, la longitud de onda y la temperatura de radiación (en el caso límite de un cuerpo completamente negro). A lo largo de la noche siguiente, sus colegas, bajo la dirección de Rubens, realizaron experimentos para confirmar esta teoría. ¡Y tenía razón! Sin embargo, para fundamentar teóricamente la hipótesis derivada de esta fórmula y al mismo tiempo evitar dificultades matemáticas como los infinitos, Planck tuvo que admitir que la energía no se emite en un flujo continuo, como se pensaba anteriormente, sino en porciones separadas (E=hν). Este enfoque destruyó todas las ideas existentes sobre un cuerpo sólido. La hipótesis cuántica de Planck revolucionó la física.
Consecuencias de la cuantificación
Al principio, el científico no se dio cuenta de la importancia de su descubrimiento. Durante un tiempo, la fórmula que derivó se usó solo como una forma conveniente de reducir el número de operaciones matemáticas para el cálculo. Al mismo tiempo, tanto Planck como otros científicos utilizaron las ecuaciones continuas de Maxwell. Lo único vergonzoso era la constante h, a la que no se le podía dar un significado físico. Solo más tardeAlbert Einstein y Paul Ehrenfest, al comprender nuevos fenómenos de radiactividad y tratar de encontrar una justificación matemática para los espectros ópticos, se dieron cuenta de la importancia de lo que era la hipótesis de Planck. Dicen que el informe, en el que se presentó por primera vez la fórmula de cuantificación de energía, abrió la era de la nueva física. Einstein fue probablemente el primero en reconocer su comienzo. Así que este es su mérito también.
Lo que se cuantifica
Todos los estados que pueden tomar las partículas elementales son discretos. Un electrón en una trampa solo puede estar en ciertos niveles. La excitación de un átomo, así como el proceso opuesto, la emisión, también ocurre en s altos. Cualquier interacción electromagnética es un intercambio de cuantos de la energía correspondiente. La humanidad frenó la energía del átomo sólo gracias a la comprensión de la discreción de los niveles de energía. Esperamos que ahora los lectores no tengan dudas, cuál es la hipótesis de Planck, y cuál es su influencia en el mundo moderno, y por ende en cada una de las personas.
