Μετάβαση στο κύριο περιεχόμενο

Βιογραφίες: Max Planck (1858-1947).

Γερμανός θεωρητικός φυσικός με μοναδική θέση στην ιστορία της επιστήμης ως ο άνθρωπος που εισήγαγε για πρώτη φορά –το 1900– την έννοια του φωτεινού κβάντου και μέσω αυτής την περίφημη σταθερά του Πλανκ επί της οποίας στηρίζεται όλο το κβαντικό οικοδόμημα.

Γεννήθηκε στο Κίελο από ευκατάστατη «πανεπιστημιακή» οικογένεια –ο πατέρας του ήταν καθηγητής νομικής ενώ ο παππούς και ο προπάππος του καθηγητές θεολογίας –και αυτή την παράδοση συνέχισε και ο νεαρός Μαξιμιλιανός –ή απλώς Μαξ, όπως ο ίδιος υπέγραφε– στρεφόμενος όμως προς τις φυσικές επιστήμες παρά τις αντίθετες συμβουλές πανεπιστημιακού καθηγητή φυσικής –γνωστού της οικογένειάς του– ότι «τίποτε ενδιαφέρον δεν έμενε πλέον να ανακαλυφθεί σ’ αυτή την επιστήμη»!

Στην πραγματικότητα το μόνο δίλημμα για τον νεαρό Πλανκ ήταν μεταξύ φυσικής και μουσικής, στην οποία φαίνεται να είχε ένα ξεχωριστό χάρισμα. Έπαιζε πιάνο, τσέλο και αρμόνιο ενώ συνέθετε επίσης τραγούδια και όπερες. 

Η μεγάλη του αγάπη στη φυσική ήταν η κλασική θερμοδυναμική ενώ δεν έκρυβε την απέχθειά του προς τη στατιστική μηχανική και την κινητική θεωρία των αερίων που βασιζόταν στην ατομική δομή της ύλης. Ξεκίνησε να ασχολείται με τη θερμική ακτινοβολία των σωμάτων το 1894, όταν οι ηλεκτρικές εταιρείες άρχισαν να ενδιαφέρονται ενεργά για λαμπτήρες μέγιστης απόδοσης σε φως για δεδομένη ισχύ. Πρότεινε τον εμπειρικό τύπο που φέρει το όνομά του το 1899, ενώ λίγο μετά –Οκτώβριος του 1900– ήρθε η ανακοίνωση για την υπόθεση του φωτεινού κβάντου. Ότι δηλαδή η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία –άρα και το φως– δεν έχει τον συνεχή χαρακτήρα που προέβλεπε η κλασική φυσική, αλλά αποτελείται από μικροσκοπικά αδιαίρετα «πακέτα» ενέργειας, ή κβάντα. Αυτά που αποκαλούμε σήμερα φωτόνια. Μια υπόθεση την οποία ο ίδιος ο Πλανκ χαρακτήρισε ως μια «πράξη απελπισίας» αντίθετη με όλες τις μέχρι τότε απόψεις και πεποιθήσεις του για τη φυσική. Γι’ αυτό και αφιέρωσε ένα μεγάλο μέρος από τη μετέπειτα ζωή του για να εξηγήσει το «καταραμένο κβάντο» με καθαρά κλασικούς όρους. Εν τούτοις το κβάντο θα παραμείνει στη φυσική ως μία από τις θεμελιωδέστερες ανακαλύψεις όλων των εποχών. Και ο Πλανκ θα τιμηθεί γι’ αυτό με το βραβείο Νομπέλ του 1918.

Αν και άνθρωπος συντηρητικών αρχών χωρίς ισχυρές πολιτικές πεποιθήσεις, δεν μπόρεσε να μείνει αδιάφορος στην «εισβολή» των ναζί στον ακαδημαϊκό χώρο και ιδιαίτερα στην προσπάθεια ναζιστών συναδέλφων του όπως του Σταρκ (του γνωστού από το ομώνυμο φαινόμενο) να επανιδρύσουν τη φυσική σε φυλετικές βάσεις! Να θεμελιώσουν τη Φυσική των Αρείων! Ο Σταρκ κατηγόρησε τον Πλανκ, τον Ζόμερφελντ και τον Χάιζενμπεργκ ως «λευκούς εβραίους» διότι δίδασκαν τυπικές εβραϊκές θεωρίες όπως τη… θεωρία της σχετικότητας!
Υποκινήθηκε μάλιστα και σχετική έρευνα από το… αρμόδιο «ναζιστικό γραφείο για την επιστήμη» το οποίο μελέτησε σε βάθος την καταγωγή του Πλανκ και απέδειξε ότι ήταν εβραίος κατά το 1/16!

Οι αλλεπάλληλες απώλειες αγαπητών προσώπων ήταν το κύριο χαρακτηριστικό της προσωπικής ζωής του Μαξ Πλανκ.
Ο μεγαλύτερος γιος του σκοτώθηκε στον πρώτο παγκόσμιο πόλεμο, ο δεύτερος πέθανε στα χέρια της Γκεστάπο ανακρινόμενος για συμμετοχή στο αποτυχόν πραξικόπημα κατά του Χίτλερ, ενώ έχασε επίσης πολύ νωρίς τη γυναίκα του και τις δύο κόρες του στη διάρκεια της εγκυμοσύνης τους.

Μετά τον δεύτερο παγκόσμιο πόλεμο η γερμανική κυβέρνηση ίδρυσε προς τιμήν του το Ίδρυμα (ή Εταιρεία) Μαξ Πλανκ το οποίο καλύπτει ένα ευρύ φάσμα επιστημών και θεωρείται ένα από τα σημαντικότερα ερευνητικά ιδρύματα στον κόσμο με 17 βραβεία Νομπέλ στο ενεργητικό του.

Βιβλίο: Μεγάλη επιστήμη ενδιαφέρουσες ζωές.
Συγγραφέας: Στέφανος Λ. Τραχανάς
Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης 2014.




Σχόλια

Δημοφιλείς αναρτήσεις από αυτό το ιστολόγιο

Απλή Αρμονική Ταλάντωση (Α.Α.Τ) Εξισώσεις κίνησης

Περιοδικά ονομάζονται τα φαινόμενα που επαναλαμβάνονται με τον ίδιο τρόπο σε ίσα χρονικά διαστήματα. Π.χ. ομαλή κυκλική κίνηση, κίνηση εκκρεμούς, περιστροφή γης γύρω από τον ήλιο κ.ά.
(Σκέψου μερικά ακόμη…)
Στοιχεία περιοδικής κίνησης Κάθε περιοδική κίνηση χαρακτηρίζεται από τα παρακάτω τρία στοιχειά:
Περίοδος (Τ) ενός περιοδικού φαινομένου ονομάζεται ο χρόνος που απαιτείται για μια πλήρη επανάληψη του φαινομένου ή ο χρόνος που μεσολαβεί μεταξύ δύο διαδοχικών επαναλήψεων του φαινομένου.
Η περίοδος είναι μονόμετρο μέγεθος και η μονάδα μέτρησής της είναι το 1 sec.

Συχνότητα (f) ενός περιοδικού φαινομένου ονομάζεται το φυσικό μέγεθος του οποίου το μέτρο θα δίνεται από το σταθερό πηλίκο του αριθμού Ν των επαναλήψεων του φαινομένου σε κάποιο χρόνο t, προς το χρόνο αυτό.Δηλαδή: Η συχνότητα είναι μονόμετρο μέγεθος και έχει μονάδα μέτρησης το 1 sec-1 ή 1 κύκλος/sec ή 1 Hz (Hertz).



Σχέση μεταξύ περιόδου – συχνότητας Επειδή σε χρόνο t ίσο με μια περίοδο Τ έχουμε μια επανάληψη (Ν=1) του φαινομένου έχουμ…

Ενέργεια Ταλάντωσης

Η ενέργεια της ταλάντωσης Ε (ή ολική ενέργεια) ενός συστήματος που εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση ισούται με την ενέργεια που προσφέραμε αρχικά στο σύστημα για να το θέσουμε σε κίνηση (ταλάντωση). 




Η ενέργεια αυτή θα δίνεται από τη σχέση:  Από την σχέση αυτή προκύπτει ότι το πλάτος Α καθορίζεται από την ενέργεια της ταλάντωσης, δηλαδή από την ενέργεια που προσφέραμε αρχικά στο σύστημα ώστε να αρχίσει να ταλαντώνεται. Σε όλη την διάρκεια της ταλάντωσης η ενέργεια παραμένει σταθερή. Η ενέργεια μιας απλής αρμονικής ταλάντωσης είναι σταθερή και ανάλογη µε το τετράγωνο του πλάτους της.

Απόδειξη της παραπάνω σχέσης. Αν το σώμα βρίσκεται ακίνητο στην θέση ισορροπίας, για να μετακινηθεί σε µια άλλη θέση πρέπει να του ασκηθεί κατάλληλη εξωτερική δύναμη Fεξ . Κατά την μετακίνηση αυτή θα ασκείται στο σώμα και η δύναμη επαναφοράς. 

Για να μετακινηθεί το σώμα στην θέση (x) θα πρέπει το μέτρο της εξωτερικής δύναμης να είναι ίσο µε το μέτρο της δύναμης επαναφοράς και να έχει αντίθετη φορά, σε κάθε χρονι…

Ταλάντωση και Ελατήριο

Ελατήριο ονομάζεται ένα μηχανικό εξάρτημα το οποίο έχει την ικανότητα να αποθηκεύει μηχανική ενέργεια παραμορφώμενο προσωρινά. Συνήθως το σχήμα είναι ελικοειδές, αλλά υπάρχουν και ελατήρια σε σχήμα ράβδου, οι σούστες.
Το κάθε ελατήριο μπορεί να παραμορφωθεί ως προς μία διάστασή του υπό την επίδραση δύναμης. Όταν ασκείται δύναμη σε αυτήν τη διάσταση, το ελατήριο παραμορφώνεται αποθηκεύοντας το έργο της δύναμης.
Ιδανικό ελατήριο Σε ιδανικά θεωρητικά ελατήρια ισχύει απόλυτα ο νόμος του Hook, δε χάνεται ενέργεια στο περιβάλλον και τα ελατήρια μπορούν πάντα να επιστρέψουν στο αρχικό τους μήκος. Επίσης η μάζα του ιδανικού ελατηρίου θεωρείται αμελητέα. [Στην πραγματικότητα χάνεται μικρό ποσό ενέργειας στο περιβάλλον ως θερμική ενέργεια, ενώ η παραμόρφωση μπορεί να γίνει μόνιμη. Κάθε ελατήριο έχει κάποια όρια αντοχής αν τα υπερβούν θα παραμορφωθεί ή θα σπάσει. Επιπλέον, με την επαναλαμβανόμενη χρήση το υλικό χάνει τις ιδιότητές του λόγω μηχανικής κόπωσης και αν δεν αντικατασταθεί θα σπάσει.]

Νόμο…

Απλή Αρμονική Ταλάντωση (Α.Α.Τ) - Συνισταμένη Δύναμη

Από την Α΄ Λυκείου γνωρίζεις τον θεμελιώδη νόμο της Μηχανικής (2ος νόμος του Newton), ΣF=mα. Επίσης, όπως γνωρίζεις για να υπάρχει επιτάχυνση πρέπει να υπάρχει και δύναμη που ασκείται σε κάποιο σώμα. Στην Α.Α.Τ. ισχύει α=-ω2x, ο συνδυασμός αυτών των δυο σχέσεων δίνει τη σχέση: 
ΣF=-m ω2x Από τη σχέση αυτή φαίνεται ότι όταν ένα σώμα εκτελεί απλή αρμονική ταλάντωση η συνολική δύναμη που δέχεται είναι ανάλογη με την απομάκρυνση του σώματος από την Θ.Ι. της τροχιάς του και έχει αντίθετη φορά από αυτήν. Όταν το σώμα περνά από την Θ.Ι. η συνολική δύναμη που δέχεται ισούται με μηδέν. (Για το λόγο αυτό, ονομάζεται θέση ισορροπίας της ταλάντωσης). Επίσης, στις ακραίες θέσεις της ταλάντωσης η ΣF είναι μεγίστη.


Στο βίντεο δες το διάνυσμα της δύναμης επαναφοράς (είναι πάντα προς την θέση ισορροπίας). 



Αν συμβολίσουμε το γινόμενο mω2 με D (που είναι σταθερό για κάθε ταλαντωτή), δηλαδή D = mω2
Τότε θα έχουμε τη σχέση που δίνει τη δύναμη:F = −Dx (Μάθε την απόδειξη)

Η παραπάνω σχέση είναι γνωστή και σαν συν…

Ταλάντωση και πλαστική κρούση

Θυμήσου την ορμή: 
Για ένα σώμα μάζας m που κινείται µε ταχύτητα u η ορμή του p δίνεται από τη σχέση: p=mu

Η ορμή p είναι ένα διανυσματικό μέγεθος το ο­ποίο έχει: μέτρο p = mu,διεύθυνση και φορά ίδια µε τη διεύθυνση και τη φορά της ταχύτητας u,μονάδα μέτρησης στο S.I. το 1 kg ∙ m/s (ισοδύναμη μονάδα είναι το 1 Ν∙s).Η ορμή, ως διανυσματικό μέγεθος, έχει όλες τις ιδιότητες των διανυσμάτων. Έτσι: μπορεί ν' αναλυθεί σε άξονες, δηλαδή σε συ­νιστώσες px και py,μεταβάλλεται αν μεταβληθεί τουλάχιστον ένα από τα στοιχεία της, δηλαδή το μέτρο της, η διεύθυνσή της ή η φορά της.Ο ρυθμός μεταβολής της ορμής (dp/dt) ισούται με την δύναμη ή τη συνισταμένη των δυνάμεων (ΣF) που ασκούνται στο σώμα.

Προσοχή:

Όταν στις ασκήσεις πρέπει να υπολογίσεις την μεταβολή της ορμής τότε θα υπολογίζεις την σχέση:Δp = pτελ – pαρχΕνώ όταν  ζητείται ο ρυθμό μεταβολής της ορμής θα υπολογίζεις τη σχέση: dp/dt ή ΣF. Θυμήσου:
Σύστημα σωμάτων ονομάζουμε κάθε σύνολο σωμάτων, τα οποία απομονώνουμε νοητι…