Zoek bronnen: “Max Planck – – nieuws * kranten * boeken * scholar * JSTOR (December 2020) (leer hoe en wanneer dit sjabloonbericht te verwijderen)
Planck kwam uit een traditionele, intellectuele familie. Zijn overgrootvader en grootvader van vaderskant waren beiden theologieprofessoren in Göttingen; zijn vader was hoogleraar rechten aan de Universiteit van Kiel en München., Een van zijn ooms was ook rechter.= = biografie = = Planck werd in 1858 geboren in Kiel, Holstein, als zoon van Johann Julius Wilhelm Planck en zijn tweede vrouw Emma Patzig. Hij werd gedoopt met de naam Karl Ernst Ludwig Marx Planck; van zijn voornamen werd Marx (een inmiddels verouderde variant van Markus of misschien gewoon een fout voor Max, wat eigenlijk een afkorting is voor Maximiliaan) aangeduid als de “appellation name”. Echter, op de leeftijd van tien hij tekende met de naam Max en gebruikte deze voor de rest van zijn leven.,hij was het zesde kind in het gezin, hoewel twee van zijn broers en zussen uit het eerste huwelijk van zijn vader kwamen. Een van zijn vroegste herinneringen was het marcheren van Pruisische en Oostenrijkse troepen naar Kiel tijdens de tweede Sleeswijk-oorlog in 1864. In 1867 verhuisde het gezin naar München, en Planck schreef zich in aan de Maximilians gymnasium school, waar hij onder de voogdij kwam van Hermann Müller, een wiskundige die geïnteresseerd was in de jeugd, en leerde hem astronomie en mechanica, evenals wiskunde., Het was van Müller dat Planck voor het eerst het principe van energiebesparing leerde. Planck studeerde vroeg af, op 17-jarige leeftijd. Zo kwam Planck voor het eerst in contact met de natuurkunde.
Planck was begaafd als het om muziek ging. Hij volgde zanglessen en speelde piano, orgel en cello, en componeerde liederen en opera ‘ s. In plaats van muziek koos hij echter voor natuurkunde.,
Planck as a young man, 1878
De Natuurkundeprofessor Philipp von Jolly uit München adviseerde Planck om niet in de natuurkunde te gaan en zei: “op dit gebied is bijna alles al ontdekt, en alles wat overblijft is een paar gaten te vullen.”Planck antwoordde dat hij geen nieuwe dingen wilde ontdekken, maar alleen de bekende grondbeginselen van het veld wilde begrijpen, en zo begon zijn studie in 1874 aan de Universiteit van München., Onder Jolly ‘ s supervisie voerde Planck de enige experimenten uit zijn wetenschappelijke carrière uit, waarbij hij de diffusie van waterstof door verhit platina bestudeerde, maar overgebracht naar de theoretische fysica.in 1877 ging hij naar de Friedrich Wilhelms Universiteit in Berlijn voor een jaar studie bij natuurkundigen Hermann von Helmholtz en Gustav Kirchhoff en wiskundige Karl Weierstrass. Hij schreef dat Helmholtz nooit helemaal voorbereid was, langzaam sprak, zich eindeloos vergiste en zijn luisteraars verveelde, terwijl Kirchhoff in zorgvuldig voorbereide lezingen sprak die droog en eentonig waren., Al snel raakte hij bevriend met Helmholtz. Daar ondernam hij een programma van voornamelijk zelfstudie van Clausius ‘ geschriften, wat hem ertoe bracht om thermodynamica als zijn vakgebied te kiezen.in oktober 1878 slaagde Planck voor zijn examens en in februari 1879 verdedigde hij zijn proefschrift Über den zweiten Hauptsatz der mechanischen Wärmetheorie (over de tweede wet van de thermodynamica). Hij doceerde kort wiskunde en natuurkunde aan zijn voormalige school in München.in 1880 had Planck de twee hoogste academische graden in Europa behaald., De eerste was een doctoraat nadat hij zijn paper waarin zijn onderzoek en theorie van de thermodynamica. Daarna presenteerde hij zijn proefschrift Gleichgewichtszustände isotroper Körper in verschiedenenen Temperaturen, wat hem een habilitatie opleverde.na de afronding van zijn habilitation thesis werd Planck in München een onbetaald Privatdozent (Duitse academische rang vergelijkbaar met docent/universitair docent), in afwachting van een academische positie., Hoewel hij aanvankelijk werd genegeerd door de academische gemeenschap, bevorderde hij zijn werk op het gebied van de warmtetheorie en ontdekte de een na de ander hetzelfde thermodynamisch formalisme als Gibbs zonder het te beseffen. Clausius ‘ ideeën over entropie speelden een centrale rol in zijn werk.in april 1885 benoemde de Universiteit van Kiel Planck tot universitair hoofddocent in de theoretische natuurkunde. Verdere werkzaamheden met betrekking tot entropie en de behandeling ervan, met name zoals toegepast in de fysische chemie, volgden. Hij publiceerde zijn verhandeling over thermodynamica in 1897., Hij stelde een thermodynamische basis voor Svante Arrhenius ‘ theorie van elektrolytische dissociatie voor.in 1889 werd hij benoemd tot opvolger van Kirchhoffs positie aan de Friedrich-Wilhelms-Universität in Berlijn – vermoedelijk dankzij Helmholtz ‘ voorspraak – en in 1892 werd hij hoogleraar. In 1907 kreeg Planck Boltzmanns positie in Wenen aangeboden, maar weigerde het om in Berlijn te blijven. In 1909 werd hij als hoogleraar aan de Universiteit van Berlijn uitgenodigd om Ernest Kempton Adams te worden als docent theoretische natuurkunde aan de Columbia-Universiteit in New York., Een reeks van zijn lezingen werd vertaald en gepubliceerd door Professor A. P. Wills van Columbia University. Hij trok zich op 10 januari 1926 terug uit Berlijn en werd opgevolgd door Erwin Schrödinger.in maart 1887 trouwde Planck met Marie Merck (1861-1909), de zus van een schoolvriend, en verhuisde met haar naar een onderverblijf in Kiel. Ze kregen vier kinderen: Karl (1888-1916), de tweeling Emma (1889-1919) en Grete (1889-1917), en Erwin (1893-1945).na het appartement in Berlijn woonde de familie Planck in een villa in Berlijn-Grunewald, Wangenheimstrasse 21., Verschillende andere professoren van de Universiteit van Berlijn woonden in de buurt, waaronder theoloog Adolf von Harnack, die een goede vriend van Planck werd. Al snel werd het Huis van Planck een sociaal en cultureel centrum. Tal van bekende wetenschappers, zoals Albert Einstein, Otto Hahn en Lise Meitner waren frequente bezoekers. In het Huis van Helmholtz was de traditie van het gezamenlijk uitvoeren van muziek al gevestigd.na een aantal gelukkige jaren overleed Marie Planck in juli 1909, mogelijk aan tuberculose., In Maart 1911 trouwde Planck met zijn tweede vrouw, Marga von Hoesslin (1882-1948); in December werd zijn vijfde kind Hermann geboren.tijdens de Eerste Wereldoorlog werd Planck ‘ s tweede zoon Erwin gevangen genomen door de Fransen in 1914, terwijl zijn oudste zoon Karl sneuvelde in Verdun. Grete stierf in 1917 bij de geboorte van haar eerste kind. Haar zus stierf op dezelfde manier twee jaar later, na te zijn getrouwd Grete ‘ s weduwnaar. Beide kleindochters overleefden en werden vernoemd naar hun moeders. Planck onderging deze verliezen stoïcijns.,in januari 1945 werd Erwin, met wie hij een hechte band had, ter dood veroordeeld door het Nazi Volksgerichtshof vanwege zijn deelname aan de mislukte aanslag op Hitler in juli 1944. Erwin werd op 23 januari 1945 geëxecuteerd.als hoogleraar aan de Friedrich-Wilhelms-Universität in Berlijn sloot Planck zich aan bij de plaatselijke Natuurkundige Vereniging., Later schreef hij over deze tijd: “In die dagen was ik in wezen de enige theoretische fysicus daar, vanwaar dingen waren niet zo gemakkelijk voor mij, omdat ik begon te vermelden entropie, maar dit was niet helemaal in de mode, omdat het werd beschouwd als een wiskundige spook”. Dankzij zijn initiatief fuseerden de verschillende lokale fysische genootschappen van Duitsland in 1898 tot de Duitse fysische Genootschap (Deutsche Physikalische Gesellschaft, DPG); van 1905 tot 1909 was Planck de voorzitter.,
Plaque at the Humboldt University Of Berlin: “Max Planck, discoverer of the elementary quantum of action h, doceerde in this building from 1889 to 1928.”
Planck begon een zes-semester cursus van lezingen over theoretische natuurkunde, “dry, somewhat onpersoonlijk” volgens Lise Meitner, “using no notes, never making mistakes, never hapering; the best lecturer I ever heard” volgens een Engelse deelnemer, James R. Partington, die vervolgt: “There were always many standing around the room., Omdat de collegezaal goed verwarmd en vrij dicht was, vielen sommige luisteraars af en toe op de vloer, maar dit verstoorde de lezing niet., De ” Planck heeft niet tot een echte “school”; het aantal van zijn studenten was slechts ongeveer 20, waaronder:
- 1897 Max Abraham (1875-1922)
- 1903 Max von Laue (1879-1960)
- 1904 Moritz Schlick (1882-1936)
- 1906 Walther Meissner (1882-1974)
- 1907 Fritz Reiche (1883-1960)
- 1912 Walter Schottky (1886-1976)
- 1914 Walther Bothe (1891-1957)
Zwart-lichaam radiationEdit
In 1894, Planck richtte hij zijn aandacht op het probleem van het zwarte lichaam straling., Het probleem werd door Kirchhoff in 1859 gesteld: “hoe hangt de intensiteit van de elektromagnetische straling die door een zwart lichaam (een perfecte absorber, ook bekend als een holte radiator) wordt uitgezonden af van de frequentie van de straling (dat wil zeggen, de kleur van het licht) en de temperatuur van het lichaam?”. De vraag was experimenteel onderzocht, maar geen theoretische behandeling overeen met experimentele waarden. Wilhelm Wien stelde Wien ‘ s wet voor, die het gedrag bij hoge frequenties correct voorspelde, maar bij lage frequenties mislukte., De Rayleigh-Jeans-wet, een andere benadering van het probleem, ging akkoord met experimentele resultaten bij lage frequenties, maar creëerde wat later bekend stond als de “ultraviolette catastrofe” bij hoge frequenties. In tegenstelling tot veel studieboeken was dit echter geen motivatie voor Planck.Planck ‘ s eerste voorgestelde oplossing voor het probleem in 1899 volgde op wat Planck het “principe van elementaire wanorde” noemde, waardoor hij de wet van Wien kon afleiden uit een aantal veronderstellingen over de entropie van een ideale oscillator., Al snel bleek dat experimenteel bewijs de nieuwe wet helemaal niet bevestigde, tot frustratie van Planck. Planck herzag zijn benadering en leidde de eerste versie van de beroemde Planck black-body radiation law af, die het experimenteel waargenomen black-body spectrum goed beschreef. Het werd voor het eerst voorgesteld tijdens een vergadering van de DPG op 19 oktober 1900 en gepubliceerd in 1901. Deze eerste afleiding omvatte geen energiekwantisatie, en maakte geen gebruik van statistische mechanica, waar hij een afkeer van had., In november 1900 herzag Planck deze eerste benadering, gebaseerd op Boltzmanns statistische interpretatie van de tweede wet van de thermodynamica als een manier om een meer fundamenteel begrip te krijgen van de principes achter zijn stralingswet. Daar Planck diep wantrouwig was over de filosofische en fysieke implicaties van een dergelijke interpretatie van Boltzmanns benadering, was zijn beroep daarop, zoals hij later zei, “een daad van wanhoop … Ik was bereid om een van mijn eerdere overtuigingen over natuurkunde op te offeren”.,de centrale aanname achter zijn nieuwe afleiding, die op 14 December 1900 aan de DPG werd gepresenteerd, was de veronderstelling, nu bekend als het Planck-postulaat, dat elektromagnetische energie alleen in gekwantiseerde vorm kon worden uitgezonden, met andere woorden, de energie kon alleen een veelvoud van een elementaire eenheid zijn:
E = H\nu}
waar h de constante van Planck is, ook bekend als Planck ‘ s actionkwantum (al geïntroduceerd in 1899), en ν de frequentie van de straling is. Merk op dat de hier besproken elementaire eenheden van energie worden vertegenwoordigd door hv en niet alleen door ν., Natuurkundigen noemen deze nu quanta fotonen, en een foton van frequentie ν zal zijn eigen specifieke en unieke energie hebben. De totale energie bij die frequentie is dan gelijk aan hv vermenigvuldigd met het aantal fotonen bij die frequentie.
Planck in 1918, het jaar dat hij de Nobelprijs voor de natuurkunde ontving voor zijn werk over de kwantumtheorie
in eerste instantie was Planck van mening dat kwantisatie slechts “een zuiver formele aanname” was … eigenlijk heb ik er niet veel over nagedacht …,”; tegenwoordig wordt deze veronderstelling, onverenigbaar met de klassieke natuurkunde, beschouwd als de geboorte van de kwantumfysica en de grootste intellectuele prestatie van Planck ‘ s carrière (Ludwig Boltzmann had in een theoretisch artikel in 1877 de mogelijkheid besproken dat de energietoestanden van een fysisch systeem discreet zouden kunnen zijn). De ontdekking van Planck ‘ s constante stelde hem in staat om een nieuwe universele verzameling van fysische eenheden (zoals de lengte van Planck en de massa van Planck) te definiëren, allemaal gebaseerd op fundamentele fysische constanten waarop een groot deel van de kwantumtheorie is gebaseerd., Als erkenning voor Planck ‘ s fundamentele bijdrage aan een nieuwe tak van de natuurkunde, kreeg hij de Nobelprijs voor de Natuurkunde voor 1918 (hij ontving de prijs eigenlijk in 1919).vervolgens probeerde Planck de Betekenis van energiekwanta te begrijpen, maar dat lukte niet. “Mijn onvermoeibare pogingen om de actiekwantum op de een of andere manier te reïntegreren in de klassieke theorie duurden meerdere jaren en veroorzaakten me veel problemen.,”Zelfs enkele jaren later stelden andere natuurkundigen zoals Rayleigh, jeans en Lorentz Planck’ s constante op nul om zich aan te passen aan de klassieke natuurkunde, maar Planck wist goed dat deze constante een precieze niet-nulwaarde had. “Ik ben niet in staat om de koppigheid van Jeans te begrijpen – hij is een voorbeeld van een theoreticus zoals nooit zou moeten bestaan, hetzelfde als Hegel was voor de filosofie. Des te erger voor de feiten als ze niet passen.Max Born schreef over Planck: “hij was van nature een conservatieve geest; hij had niets van de revolutionair en was zeer sceptisch over speculaties., Toch was zijn geloof in de dwingende kracht van logisch redeneren op basis van feiten zo sterk dat hij niet terugdeinsde om het meest revolutionaire idee aan te kondigen dat de fysica ooit heeft geschokt.”
Einstein and the theory of relativityEdit
in 1905 werden de drie epochale artikelen van Albert Einstein gepubliceerd in het tijdschrift Annalen der Physik. Planck was een van de weinigen die onmiddellijk de Betekenis van de speciale relativiteitstheorie erkende. Dankzij zijn invloed werd deze theorie al snel algemeen aanvaard in Duitsland., Planck droeg ook aanzienlijk bij aan de uitbreiding van de speciale relativiteitstheorie. Zo herschreef hij de theorie in termen van klassieke actie.Einsteins hypothese van lichtkwanta (fotonen), gebaseerd op Heinrich Hertz ‘ ontdekking uit 1887 (en verder onderzoek door Philipp Lenard) van het foto-elektrische effect, werd aanvankelijk afgewezen door Planck. Hij was niet bereid om Maxwell ‘ s theorie van de elektrodynamica volledig te verwerpen., “De theorie van het licht zou niet decennia, maar eeuwen terug worden gegooid, in het tijdperk waarin Christiaan Huygens durfde te vechten tegen de machtige emissietheorie van Isaac Newton …in 1910 wees Einstein op het afwijkende gedrag van specifieke warmte bij lage temperaturen als een ander voorbeeld van een fenomeen dat de verklaring van de klassieke fysica tart. Planck en Nernst organiseerden de eerste Solvay-conferentie (Brussel 1911) om het toenemende aantal tegenstrijdigheden op te helderen. Op deze bijeenkomst was Einstein in staat Planck te overtuigen.,ondertussen was Planck benoemd tot decaan van de Berlijnse universiteit, waardoor het voor hem mogelijk was om Einstein naar Berlijn te roepen en een nieuw hoogleraarschap voor hem op te richten (1914). Al snel werden de twee wetenschappers goede vrienden en ontmoetten elkaar regelmatig om samen muziek te spelen.,aan het begin van de Eerste Wereldoorlog onderschrijft Planck de algemene opwinding van het publiek en schrijft: “naast veel dat verschrikkelijk is, is er ook veel dat onverwacht groot en mooi is: de vlotte oplossing van de moeilijkste binnenlandse politieke problemen door de Vereniging van alle partijen (en) … het verheerlijken van alles wat goed en nobel is.toch zag Planck af van de extremen van het nationalisme., In 1915, toen Italië op het punt stond zich aan te sluiten bij de geallieerde mogendheden, stemde hij met succes voor een wetenschappelijk artikel uit Italië, dat een prijs ontving van de Pruisische Academie van Wetenschappen, waar Planck een van de vier permanente presidenten was.Planck tekende ook het beruchte “manifest of the 93 intellectuals”, een pamflet van polemische oorlogspropaganda (terwijl Einstein een strikt pacifistische houding behield die bijna leidde tot zijn gevangenschap, alleen gespaard dankzij zijn Zwitserse staatsburgerschap).,na de oorlog en de Weimar RepublicEdit in de turbulente naoorlogse jaren gaf Planck, nu de hoogste autoriteit van de Duitse natuurkunde, de slogan “persevere and continue working” uit aan zijn collega ‘ s.in oktober 1920 richtten hij samen met Fritz Haber de Notgemeinschaft der Deutschen Wissenschaft (noodorganisatie van de Duitse wetenschap) op, met als doel het verlenen van financiële steun aan wetenschappelijk onderzoek. Een aanzienlijk deel van het geld dat de organisatie zou verdelen werd in het buitenland opgehaald.,Planck bekleedde ook leidinggevende posities aan de Universiteit van Berlijn, de Pruisische Academie van Wetenschappen, de Duitse fysische vereniging en de Kaiser Wilhelm vereniging (die in 1948 de Max Planck vereniging werd). In die tijd waren de economische omstandigheden in Duitsland zodanig dat hij nauwelijks in staat was om onderzoek te doen. In 1926 werd Planck buitenlands lid van de Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen.,tijdens het interbellum werd Planck lid van de Deutsche Volk-Partei (Duitse Volkspartij), De Partij van Nobelprijswinnaar Gustav Stresemann, die streefde naar liberale doelen voor binnenlands beleid en eerder revisionistische doelen voor politiek over de hele wereld.Planck was het niet eens met de invoering van het algemeen kiesrecht en stelde later dat de nazi-dictatuur het gevolg was van “de opkomst van de heerschappij van de menigten”.
Quantum mechanicsEdit
van links naar rechts: W. Nernst, A. Einstein, M., Planck, R. A. Millikan en von Laue tijdens een diner gegeven door von Laue in Berlijn op 11 November 1931 hadden Bohr, Heisenberg en Pauli eind jaren twintig de Kopenhagen interpretatie van de kwantummechanica uitgewerkt, maar dit werd verworpen door Planck en Schrödinger, Laue en Einstein. Planck verwachtte dat golfmechanica snel de kwantumtheorie—zijn eigen kind—overbodig zou maken. Dit zou echter niet het geval zijn. Verder werk alleen gecementeerde kwantumtheorie, zelfs tegen zijn en Einsteins filosofische afkeer., Planck beleefde de waarheid van zijn eigen eerdere observatie uit zijn strijd met de oudere opvattingen in zijn jongere jaren: “een nieuwe wetenschappelijke waarheid triomfeert niet door zijn tegenstanders te overtuigen en ze het licht te laten zien, maar eerder omdat zijn tegenstanders uiteindelijk sterven, en een nieuwe generatie groeit op die ermee vertrouwd is.”
Nazi dictatuur en de Tweede Wereld WarEdit
toen de nazi ‘ s aan de macht kwamen in 1933, was Planck 74. Hij zag veel Joodse vrienden en collega ‘ s uit hun posities worden gezet en vernederd, en honderden wetenschappers emigreren uit Nazi-Duitsland., Opnieuw probeerde hij” door te zetten en verder te werken ” en vroeg wetenschappers die emigratie overwegen om in Duitsland te blijven. Toch hielp hij zijn neef, de econoom Hermann Kranold, om na zijn arrestatie naar Londen te emigreren. Hij hoopt dat de crisis snel zal afnemen en dat de politieke situatie zal verbeteren.,Otto Hahn vroeg Planck om bekende Duitse hoogleraren te verzamelen om een openbare proclamatie uit te brengen tegen de behandeling van Joodse hoogleraren, maar Planck antwoordde: “Als je vandaag 30 van zulke heren kunt verzamelen, dan zullen er morgen 150 anderen komen en er tegen spreken, omdat ze graag de posities van de anderen willen overnemen.”Onder Planck’ s leiding vermeed de Kaiser Wilhelm Society (KWG) een open conflict met het naziregime, behalve met betrekking tot de Joodse Fritz Haber., Planck probeerde de kwestie te bespreken met de onlangs benoemde Kanselier van Duitsland Adolf Hitler, maar was niet succesvol, als Hitler “de Joden zijn allemaal communisten, en dit zijn mijn vijanden. In 1934 stierf Haber in ballingschap.een jaar later organiseerde Planck, sinds 1930 voorzitter van de KWG, in een ietwat provocerende stijl een officiële herdenkingsbijeenkomst voor Haber. Hij slaagde er ook in om in het geheim een aantal Joodse wetenschappers in staat te stellen om jarenlang in Instituten van de KWG te blijven werken., In 1936 eindigde zijn termijn als president van de KWG, en de Nazi-regering zette hem onder druk om af te zien van het zoeken naar een andere termijn.toen het politieke klimaat in Duitsland steeds vijandiger werd, viel Johannes Stark, prominent exponent van Deutsche Physik (“Duitse fysica”, ook wel “Arische fysica” genoemd) Planck, Sommerfeld en Heisenberg aan omdat ze de theorieën van Einstein bleven onderwijzen en hen “witte Joden”noemden. Het Hauptamt Wissenschaft begon een onderzoek naar Planck ’s afkomst, met de bewering dat hij” 1/16 Joods “was, maar Planck ontkende het zelf.,
Max Planck ‘ s graf in Göttingen
in 1938 vierde Planck zijn 80e verjaardag. De DPG hield een viering, waarbij de Max-Planck medal (opgericht als de hoogste medaille door de DPG in 1928) werd toegekend aan de Franse natuurkundige Louis De Broglie. Eind 1938 verloor de Pruisische Academie haar resterende onafhankelijkheid en werd overgenomen door de nazi ‘ s (Gleichschaltung). Planck protesteerde tegen zijn ontslag als president., Hij bleef regelmatig reizen en hield tal van openbare lezingen, zoals zijn lezing over religie en Wetenschap, en vijf jaar later was hij voldoende fit om 3000 meter hoge toppen in de Alpen te beklimmen.tijdens de Tweede Wereldoorlog dwong het toenemende aantal geallieerde bombardementen op Berlijn Planck en zijn vrouw om de stad tijdelijk te verlaten en op het platteland te wonen. In 1942 schreef hij: “in mij is een vurig verlangen gegroeid om deze crisis door te zetten en lang genoeg te leven om getuige te zijn van het keerpunt, het begin van een nieuwe opkomst., In februari 1944 werd zijn huis in Berlijn volledig verwoest door een luchtaanval, waarbij al zijn wetenschappelijke gegevens en correspondentie werden vernietigd. Zijn terugtocht op het platteland werd bedreigd door de snelle opmars van de geallieerde legers van beide kanten.in 1944 werd Planck ‘ s zoon Erwin gearresteerd door de Gestapo na de aanslag op Hitler in het complot van 20 juli. Hij werd in oktober 1944 door de volksrechtbank ter dood veroordeeld. Erwin werd opgehangen in de Berlijnse Plötzensee gevangenis in januari 1945. De dood van zijn zoon vernietigde veel van Planck ‘ s wil om te leven., Na het einde van de oorlog werden Planck, zijn tweede vrouw en zijn zoon door haar naar een familielid in Göttingen gebracht, waar Planck op 4 oktober 1947 overleed. Zijn graf bevindt zich op het oude Stadtfriedhof in Göttingen.