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微觀經濟學的創始人

基基-普朗克

普朗克卡爾·恩斯特·路德維希·普朗克,1858-1947姓名:馬克斯·普朗克職務:教授。

德國物理學家,量子物理學的先驅和奠基人,1918諾貝爾物理學獎獲得者。

普朗克的偉大成就是創立了量子論,這是物理學史上的壹大變革。從此,經典物理學壹統天下的局面結束了。

1900年,普朗克拋棄了能量連續的傳統經典物理學概念,推導出了黑體輻射的經驗公式,完全符合實驗。從理論上推導這個公式,必須假設物質輻射的能量是不連續的,只能是某個最小能量的整數倍。普朗克將這種最小的能量單位稱為“能量量子”。普朗克的假設解決了黑體輻射的理論難題。普朗克進壹步提出了能量量子與頻率成正比的觀點,引入了普朗克常數h,量子理論成為現代理論和實驗中不可或缺的基礎理論。普朗克因建立量子理論而獲得諾貝爾物理學獎。

首先,簡單介紹壹下生活

1858 4月23日出生於基爾。65438年到0867年,他的父親,民法教授J.W .馮·普朗克,受慕尼黑大學邀請去教書,於是全家搬到了慕尼黑。普朗克在慕尼黑度過了青春,1874進入慕尼黑大學。1877到1878,我去柏林大學聽了數學家K. Wilstrass和物理學家H.von Helmholtz和G. R. Kirchhoff的講座。普朗克晚年回憶這段經歷時說,這兩位物理學家的性格和學術態度對他影響很深,但他們的講課吸引不了他。在柏林期間,普朗克認真自學了r .克勞修斯的主要著作《力學熱理論》,這使他下定決心要找到壹個像熱力學定律壹樣的普遍規律。65438年至0879年,普朗克在慕尼黑大學獲得博士學位,之後在慕尼黑大學和基爾大學任教。1888年基爾霍夫去世後,柏林大學任命他為基爾霍夫的繼任者(前副教授,1892年後任教授)兼理論物理研究所所長。1900年,他將能量量子引入黑體輻射的研究。因為這個發現對物理學發展的貢獻,他獲得了1918諾貝爾物理學獎。

從20世紀20年代開始,普朗克成為德國科學界的中心人物,與當時德國國內外的著名物理學家關系密切。1918年當選皇家學會會員,1930年至1937年任威廉皇帝協會會長。那段時期,柏林、哥廷根、慕尼黑、萊比錫等大學成為世界科學的中心,這與普朗克、w .能斯特、a .索末菲等人的努力是分不開的。納粹奪取德國政權後,他們以壹個科學家對科學和祖國的熱情與納粹作鬥爭,為科學的尊嚴而戰。1947 10 10月4日死於哥廷根。

第二,科學成就

1.普朗克早期的研究領域主要是熱力學。他的博士論文是關於熱力學第二定律的。此後,他用熱力學的觀點研究了物質聚集態的變化和氣體與溶液的理論。

2.提出了能量子的概念。

普朗克在物理學上最重要的成就是提出了著名的普朗克輻射公式,創立了能量量子的概念。

19年底,當人們用經典物理解釋黑體輻射實驗時,出現了著名的所謂“紫外線災難”。雖然瑞利、詹金斯(1877-1946)和維恩(1864-1928)分別提出了兩個公式試圖找出黑體輻射的規律,但與實驗相比,瑞利-詹金斯公式只在低頻範圍內適用,而維恩公式只在高頻範圍內適用。普朗克從1896開始系統研究熱輻射。經過幾年的努力,他終於推導出了壹個與實驗相符的公式。他於1900年10月下旬在《德國物理學會通報》上發表了題為《論維恩光譜方程的完善》的三頁論文,首次提出了黑體輻射公式。65438+65438年2月4日,在德國物理學會的例會上,普朗克做了壹個關於正態譜中能量分布的報告。在這份報告中,他激動地闡述了他最驚人的發現。他說,為了在理論上得到正確的輻射公式,必須假設物質輻射(或吸收)的能量不是連續的,而是壹個接壹個的,只能是某個最小值的整數倍。這個最小值叫做能量量子,輻射頻率就是ν ε=hν的能量最小值。其中H,普朗克當時稱之為基本作用量子,現在稱之為普朗克常數。普朗克常數是現代物理學中最重要的物理常數,標誌著物理學從“經典的幼蟲”變成了“現代的蝴蝶”。1906年,普朗克在《熱輻射講座》壹書中系統總結了自己的工作,為開辟探索微觀物質運動規律的新途徑提供了重要基礎。

三。書籍和報紙

熱力學第二定律1879

關於Wien譜方程1900的完善

關於正態譜1900的能量分布。

熱輻射講義1906

正態光譜1900的能量分布規律理論

四。獎項和榮譽

1918年,普朗克獲得了物理學的最高榮譽獎——諾貝爾物理學獎。

1926年,普朗克當選為英國皇家學會最高榮譽會員,美國選舉他為物理學會名譽主席。1930年,普朗克當選為德國科學研究的最高機構——英國皇家科學促進會主席。

第三,軼事

1.啟蒙老師

普朗克走上研究自然科學的道路,在很大程度上要歸功於壹位名叫繆勒的中學老師。普朗克在童年時熱愛音樂和文學。後來,他聽繆勒講了壹個感人的故事:壹個建築工人花了很大力氣把磚搬到屋頂上,但工匠做的功並沒有消失,而是變成了儲存的能量;壹旦磚塊因風化而松動,砸到別人頭上或東西上,能量又會釋放出來...能量守恒定律的故事給普朗克留下了難忘的印象,這不僅使他的愛好轉向了自然科學,也成為他今後研究工作的基礎之壹。

2.普朗克行星

普朗克進入科學殿堂後,無論遇到什麽困難,他獻身於科學的決心從未動搖。他的家庭發生了很多不幸:妻子死於1909,兒子死於1916的壹戰,兩個女兒分別死於1917和1919的難產。然而,普朗克總是通過努力和無私的工作來抑制自己的感情和悲傷,並為科學做出了壹項項重要貢獻。

他壹生發表了215篇研究論文,出版了7本書,其中包括1959年寫的《物理學中的哲學》。

在普朗克80壽辰的慶祝會上,人們送給他壹顆小行星,並將其命名為普朗克行星。1946雖然身體虛弱,但他還是非常高興地參加了皇家學會紀念牛頓的聚會。

墓碑號上刻著他的名字和h的值。

普朗克謙虛嚴謹。在4月德國物理學會慶祝他60歲生日的紀念大會上,1918,普朗克回答說:“想象壹個礦工,他竭盡全力去勘探珍貴的礦石。有壹次,他發現了壹個天然的金礦礦脈,經過進壹步的研究,他發現它是無價的,比以前認為的價值高出無數倍。如果他自己沒有發現這個寶藏,毫無疑問,他的同事會很快很幸運地發現它。”這當然是普朗克的謙虛。洛倫茨在評論普朗克關於能量量子的大膽假設時所說的話,揭示了問題的本質。他說:“我們不能忘記,只有那些努力工作和深入思考的人才能獲得這種靈感的好運。”

1947 10 10月3日,普朗克在哥廷根逝世,享年89歲。為了紀念這位偉大的物理學家,德國政府將威廉皇家研究所改名為普朗克研究所。

戰爭的余燼還活著,但他收到了壹個敵對國家的善意邀請;戰爭摧毀了他的家庭和努力,但這位80歲的老人沒有被摧毀。1946年,英國皇家學會在倫敦舉行了牛頓誕辰300周年紀念大會,因為戰爭推遲了三年。在客人登記簿上,寫下了這樣壹個特殊的字符:

普朗克其實來自剛剛戰敗的德國。當時,人們還遠未從德國二戰的炮火和鮮血中恢復過來。他們對慘無人道的德國法西斯心有余悸,沒有人願意和這個給世界帶來深重災難的國家發生關系。但普朗克作為德國科學的代言人,此時是受了德國戰爭之苦的英國人邀請的。為什麽?究其原因,不僅是他偉大的科學成就,更是他偉大的人格。在戰時,他對希特勒政府的不合作態度,他自己在戰時的悲慘經歷,他在逆境中面對生活的勇氣,讓人們對這位88歲的老人充滿了崇敬。

普朗克經歷了兩次世界大戰。在戰爭中,他失去了兩個兒子和兩個女兒,他的家,他壹生收藏的書籍以及記錄他壹生奮鬥足跡的手稿和日記,都在1944年盟軍轟炸柏林時化為灰燼。這樣的打擊對於任何壹個鐵血的人來說都是難以承受的,但垂死的老人勇敢地承受了這壹切。這是壹種怎樣的毅力!

那麽,是什麽讓他有如此強烈的意誌呢?是信仰。是他對宗教的信仰,也是他對科學真理的信仰。

他壹生信仰上帝,但科學和自然卻是他心中的另壹個上帝。

普朗克的宗教信仰有很深的家庭根源。他的祖父和曾祖父都是哥廷根大學的神學教授。雖然父親改變家風,成為基爾大學和慕尼黑大學的法學教授,但他也信仰宗教。母親也出生在壹個牧師家庭。彌漫在家庭中的濃厚宗教氛圍,讓上帝早早在普朗克心中生根發芽。他在小學時是壹個忠誠的路德教徒,在中學時經常因他的宗教和行為而獲獎。長大後,他從未懷疑過有組織的宗教的價值。從1920年到1947年去世,他是綠林教區的長老。

但與他的宗教信仰相比,他更相信科學而不是自然。1937年5月,在波羅的海諸省題為《宗教與科學》的演講結束時,普朗克提出了壹個響亮的口號:“走向上帝!”這個口號的意義可以用愛丁頓的話來解釋:“現代物理學遠沒有讓我們遠離上帝,而是不可避免地讓我們更接近上帝。”普朗克壹生對科學真理的追求是壹個“走向上帝”的過程,也就是說,普朗克心目中至高無上的上帝其實就是物質世界、自然和科學真理。

普朗克壹生熱愛行走和登山,這其實是他對萬物之主大自然的崇拜。84歲時,他爬上了壹座3000米高的山。他恪守導師亥姆霍茲的壹句名言:“行走是自然科學家的神聖職責。”而他對科學的貢獻,就是他對上帝最好的犧牲。

他只能透過窗戶上的冰花看鄰居家的孩子玩耍,這也成了他走向物理之路的第壹步。

籠罩在普朗克家庭上空的沈重而莊嚴的宗教氣氛,給普朗克帶來了童年時代被壓抑的快樂。他不能像很多孩子壹樣調皮搗蛋,但他可以從書本、音樂、走路、思考中獲得快樂。正是在思考中,他向物理邁出了第壹步。

七歲那年的壹天,正在看書的小普朗克突然聽到窗外傳來孩子們的哭聲和笑聲。他跑到窗前,打開了窗戶。有幾個孩子在打雪仗。普朗克不禁贊嘆孩子們無拘無束的歡樂。他關上窗戶,跑向父親的房間,但當他看到父親臉上的嚴肅時,他不得不把自己說過的話咽回去。但是坐下來重新閱讀的普朗克卻看不進去。他忍不住又來到窗前,但是玻璃被什麽東西擋住了,外面的景色什麽都看不到。他不得不回過頭來,落在他面前的窗戶上。這時,他發現了美麗的壹幕:窗戶玻璃上結滿了冰花。它們有的像草,有的像小樹,有的像小狗……哇!太美了。但是誰畫的呢?小普朗克陷入了沈思。這個問題有點超出他的想象。他想了很久,還是沒想明白。

吃飯時,父親發現小普朗克壹直沒註意吃飯,就問他怎麽回事。小普朗克鼓起勇氣說出了自己的問題。聽完兒子的提問,壹向嚴肅的父親臉上露出了難得的笑容。他耐心地向兒子解釋,冰花是壹種常見的物理現象。晚飯後,他給兒子找了壹本物理入門書,告訴他有什麽不懂的可以隨時問他。父親的好意讓普朗克受寵若驚,他把這種好感變成了學習的動力。從那時起,他開始對物理感興趣。

對他來說,成為科學家比成為藝術家更有價值。

普朗克對物理的興趣是從他進入中學開始發展的。當談到能量守恒原理時,他的老師繆勒給他們講了壹個故事,壹個砌磚工人努力將壹塊重磚擡到屋頂上。繆勒說:砌磚工人在搬運磚塊時所做的工作並沒有消失,而是完好無損地保存了下來,也許保存了很多年,直到也許有壹天,磚塊松動了,掉在了下面某個人的頭上。繆勒講得繪聲繪色,使能量守恒原理“像壹個拯救的福音”響徹普朗克的心靈。從那以後,這個原理就深深地紮根在普朗克的腦海裏,它成為了普朗克以後科學研究的基礎。

1874年,普朗克中學畢業。然而,在選擇自己未來努力的方向時,他猶豫了,因為除了物理,他對音樂也有著超乎尋常的興趣。他在音樂方面的天賦甚至比他對物理的興趣來得更早,他很小的時候就已經作為壹名職業音樂家演奏鋼琴和風琴了。他喜歡舒伯特的搖籃曲,美麗的磨坊姑娘,勃拉姆斯的小提琴協奏曲,巴赫的《馬太受難記》等等。對於家教嚴格,循規蹈矩,壹絲不茍的普朗克來說,音樂是他唯壹可以放縱感情,讓思想不受任何約束的地方。德意誌民族是壹個外表嚴謹,但追求內心自由和思想解放的民族。普朗克是典型的德國人,他渴望在音樂的殿堂裏馳騁。但經過激烈的思想鬥爭,他選擇了物理。至於音樂,可以是愛好。因為他認為當科學家應該比當藝術家更有價值。

上大學後,普朗克逐漸將自己對物理學的興趣鎖定在純理論領域,即理論物理。他的物理老師朱莉對此感到不解,因為他認為物理學已經是壹門高度發達、近乎完美的科學。也許某個角落裏有壹粒灰塵或者壹個小氣泡,可以研究分類。但作為壹個完整的體系,已經建立得足夠牢固,經典理論物理已經接近非常完美的水平。喬裏的觀點代表了當時科學界對物理學的普遍誤解,但普朗克不是那種輕易改變主意的人。走上物理乃至理論物理的道路,是他認真思考的結果,他不會讓任何事情阻擋他前進的腳步。

如果妳相信妳能為此負責,不要讓任何事情阻止妳前進。

因為仰慕亥姆霍茲和基爾霍夫的名字,普朗克在最後壹年轉到了柏林大學。但普朗克對兩位老師糟糕的講課感到失望。但是,他並沒有灰心,而是靠自學來滿足自己的求知欲。他不僅自學了兩位老師的課程,還自學了克勞修斯的熱力學。正是從克勞修斯的熱力學理論開始,他開始研究熱輻射。

在研究中,柏林大學維恩教授在1894年提出的“維恩公式”和英國物理學家在1900年提出的“瑞利公式”引起了他的註意。他嘗試了經典物理學的所有理論和方法,試圖提出壹個新的公式來代替這兩個矛盾的公式,但是失敗了。為了尋求科學真理,他決定采取孤註壹擲的行動——跳出經典物理學,從新的角度考慮問題。1900 10 19、普朗克在德國物理學會的壹次會議上提出了他的新公式,這就是著名的“普朗克公式”。65438+2月65438+4月,他在物理學會的另壹次會議上提出了這個公式的理論基礎,即著名的“能量量子假說”。在這個假說中,普朗克放棄了物質運動絕對連續的傳統概念,提出輻射過程不是連續的,而是在壹個最小重量的小“包”中被輻射或吸收。這種小包裝不能再分成更小的包裝,就像賣水果糖壹樣,至少只能壹塊壹塊的賣,而不能分成壹半或者更小的幾塊。這個最小能量單位被稱為“能量子”。這壹天後來被認為是量子理論的“生日”。由於量子的概念隨後成為理解原子殼層和原子核所有性質的關鍵,這壹天也被視為原子物理學的生日和自然科學新時代的開始。當然,提出能量量子假說的普朗克也被認為是“量子論的創始人”。

普朗克在談到自己成名後如何成為科學家的時候,曾經說過:“要有信仰。”其實普朗克所說的信仰,就是對科學和研究的執著熱愛,對科學真理的不懈追求。

值得壹提的是,信念使人成功,但信念壹旦成為固執的行動,也會阻礙壹個人的進步。普朗克根深蒂固的保守意識壹度使他提出了開創性的理論並得到他人的發展,但他固執地想把在經典物理舊框架之外提出的新理論重新納入經典物理的舊框架。