日常生活での量子知識の使用は広大であり、レーザーメスの製造、癌検出およびその他のアプリケーションの革新に見られます。 マックスプランクの量子論、彼の貢献は何だったのか、原子モデルなどについてのすべてをここで発見してください。
¿QueのES？
マックス・プランクは彼の量子論で、現代物理学が今日あるものの基礎を築くことができました。 したがって、かなりの数のデータと数学的概念がそこに収集されます。
彼は古いアイデアと科学的スキームを融合させて、新しい提案をまとめることができました。これにより、一連の考えや質問に対する回答を提供することが可能になりました。 これは実行されていませんでした。
未完成の仮定の複数の非効率性に対する答えを見つけたいという願望を考えると。 したがって、プランクの動機は、古典物理学のこの不安定な振る舞いを解決しようとするときに生じます。
非公式に行われた研究の多くは、科学的にアプローチすることができませんでした。 有効な説明を見つけることができた理論の非存在の産物。
古典物理学の指数は、新しい思考の流れの出現に抵抗しました。 したがって、当時の他の科学者の未来的なビジョンの欠如のために、量子論は減少しました。
黒体
La プランクの理論 または量子論それが説明しようとしているのは 黒体放射.
黒体は感じられないので理論的な目的でしか使えない物体です。 声明は、その体がそれに当たる光とエネルギーを吸収することを確認しています。 これを越えずに。
プランクが説明する現象は、物質と放射線の間に一種の共生関係が存在することを示しています。 このため、物質はそのエネルギーを放射線の供給と交換します。
物質がそのエネルギーを放棄するこのプロセスは、放射線の放出または吸収の形をとることができます。
ウィーンとレイリー・ジーンズの間では、放射線の頻度に関して矛盾がありました。 一方では、ウィーンは、放射周波数が高いときに、彼の低周波故障アプローチが有効であると主張しました。
レイリー・ジーンズは、放射周波数が低い場合、固定周波数は機能しなくなると述べています。
科学的研究によると、周波数は、波が存在する放射線またはその他のイベントを決定する特性であると判断されました。
周波数は、特定の期間に受けることができる振動の量によって識別されます。 したがって、周波数範囲の研究に対するプランクの関心。
プランクの量子論、仮定
最初に言及することは、プランクは、この革新的な理論的アプローチで、古典物理学によってこれまでに確立されたものを破ることです。
仮説は、放射線と物質を含むエネルギーの交換を前提としていますは、一定のイベントによって生成されます。このイベントでは、周波数放射が物質に組み込まれると、一定量のエネルギーを供給することができます。
マックス・プランクが彼の法則を提示するときに意図した提案は、経験的に正しいと見なすことができるモデルまたは方程式に到達する唯一の方法でした。
それは、非常に少量のエネルギーの出力と入力のエネルギー積の交換によるものでした。 エネルギーのこれらの部分は呼ばれます 放射量子.
放射量子方程式
エネルギー量Eから次の方程式、aの特性 放射線の量子 周波数の。 次のように表すことができます。
E = hxf
データであること：
- I：エネルギー。
- H：Planckによって確立された定数です。
- F：は放射の周波数です。
この方程式は、周波数を持つすべての放射線として解釈することができます f、粒子の流れとして機能します。 ながら 量子 タイプE=hxfのエネルギー電荷を転送できます。
このプロセス全体から生成されたエネルギーは、物質の本体によって放射または組み込まれます。
マックスプランクの仮定または仮説は、通常、放射などの波の動きに関連するイベントに、小さな質量の状態を与えます。
この理論が生み出したもうXNUMXつのブレークは、すべてが何かに集中しなければならないという思考のパラダイムを破り、知識と研究の開放性の概念に移行することでした。
原子とその構造のコンフォメーションの研究が促進され、それが宇宙全体の主要なアクターです。
この仮説は、黒体と相互作用する放射線を含むイベントの実験で確認されました。 それに加えて、それは光電プロセスとコンプトン効果の実験によって保護されていました。
歴史を通しての量子論
それはXNUMX世紀の最初の年であり、科学の最も優秀な頭脳が周囲のすべてを研究して理解したという考えを受け入れた時期でした。
多くの科学者の賢明な考えには、原子はすべての有形の基盤の一部であるという概念がありました。 それらの多くにとって、ニュートンの法則はすべてを解決し、説明しました。
しかし、彼らがそれらの閉じた考えを捨てていたとき、彼らはすでに確立された理論に代わるものを見つけることができました。
この事実から、物事の性質の説明がかなり不完全であったことは明らかです。 プランクの量子論の分野での経験により、物理学に多大な貢献がなされました。
以下に、人間の思考における革新の黄金時代の最も顕著な事実を紹介します。
年表
- に関する研究 放射線の体の特徴。 1900年に、量子論の前置詞であるマックスプランクに起因します。
- の正当化 光電効果。 これは、プランクの研究を使用して、1905年にアルバートアインシュタインによって開発されました。
- 陽子で構成された軌道モデルとしての原子の接近。陽子は、外側の軌道を構成する原子核と電子として機能します。 この研究は、1911年にアーネストラザフォードによって実施されました。
- NielsBohrによる原子モデルのプレゼンテーション。 この研究では、アーネストラザフォードによって開発されたすべてのものが考慮されていますが、プランクによって開発された量子論も含まれています。 この事実は1913年に起こり、人間の知識への基本的な貢献として、電子は同じレベルと軌道にのみ存在し、システムの他の部分から切り離されている可能性があります。
- マックスプランクの量子前置詞を検証するための新しい研究。 アーサーコンプトンは、量子論をテストする方法を開発しています。 1923年に、コンプトン効果が確立されました。
- Louis-Victor de Broglieは、1924年に彼の仮説を提示します。その中で、彼は波を構成する各粒子の間に存在する関連性を確立します。
- ヴェルナーハイゼンベルクは1925年に数学システムを開発しました。このシステムを使用すると、量子状態に存在する実験波の計算を行うことができます。
- 1926年にErwinSchrödingerによって仮定された波動方程式。この方程式を使用すると、波についてさらに知ることができました。
- 1927年の第XNUMX回ソルベイ会議。その中心的なテーマは 電子と光子。
- プランクの理論で提起されたすべてのものに関して、アインシュタインとボーアというXNUMXつの科学的著名人の間で論争があったため、これは非常に特別な会議でした。
- 電子の二重性に関するエッセイ。 1928年にオーギュスタンジャンフレネルによって提示されました。このような実験は、粒子にリンクされた波の特性を高めます。
- ジョンフォンノイマンによって1932年に提示された量子論からの議論。
プランクの量子論の使用範囲
量子論の有用性の領域は、原子とその構造のレベルにのみ限定されています。 カーネルの状態に加えて、それが完全に必要な場合。
プランクの量子論が知識と革新の他の分野の一部を形成することは今日非常に一般的です。 エレクトロニクスと同じように。
エレクトロニクスの分野では、この理論を使用して、マイクロプロセッサ、ダイオード、トランジスタ、抵抗器、その他の多くのデバイスなどの電子デバイスを設計しており、この分野の開発に大きな進歩をもたらしました。
それはまた、物理学の分野における重要な進歩を意味し、新しい伝達要素を設計および構築できる可能性がありました。 導体、半導体、超伝導体のように。
医学では、レーザーメス、断層撮影装置、癌治療装置などの新しい医療技術の導入に貢献しました。
これは、暗号化を通じて、ドキュメント保護分野にとって大きな進歩を意味しました。 宇宙がどのように振る舞うかを理解することもまた大きな助けとなりました。
ご覧のとおり、マックスプランクの発見により、より広い範囲の人間の知識をカバーできるようになりました。
答えを与える際の古典理論の障害
古典理論の中心主義的思考のために、彼らは彼らの範囲外であった自然現象への答えを提供することができなかったことを指摘することは重要です。
非常に小さな世界が常に存在し、人類の知識のために公開される必要がありました。 古典理論の失敗は、現象の規模がミクロであるかマクロであるかではありませんでした。 それは彼らがその瞬間に彼らの目の前で彼らに提示された世界を超えて想像することができないことについてでした。
あなたが科学者であり、特定の実験を実行する必要があると少し想像してみてください。 心を広げて、勉強しようとしている現象の割合の変化を受け入れる必要があります。
したがって、たとえば、海洋の動きを参照して、流体力学の研究を行いたい場合。
調査に必要なもの
この海洋現象に介入するすべての要素と変数が含まれるモデルを構築する必要があります。 このモデルを設計する目的は、すべての事実を十分に広く見ることができるようにすることです。
前の状況は、の動きの研究を説明しています メアース と海, 中規模で。 しかし、彼らが望んでいるのが微粒子のレベルで何が起こるかを知ることである場合、他の戦略を適用する必要があります。
研究対象の現象のサイズが小さくなるにつれて、古典的な理論を脇に置き、分子型または量子型の理論を使用する必要があります。
引き続き海洋運動のテーマに焦点を当てます。 しかし今、彼らはもう少し進んで、各水分子で何が起こっているのかを知りたいと思っています。
この場合、そして彼らが現在のアプローチを超えたいと思う程度まで。 より徹底的なアプローチが必要になります。
これらの理由から、多くの現象に答えを与えるという考えでは、古典的な理論を上回っていました。 彼は研究対象を分解する能力を拡大することができませんでした。 そして、物事の核心に行くことができるように。
量子論の基本的な特徴
量子論の仮説から生成された潜在的に革新的な機能は次のとおりです。
- 放射線の小さな性質。
- 波の要素、粒子。
- 物理的測定の現実。
これらの各ポイントは、それぞれが何であるかをよりよく理解できるように開発されます。
放射線の小さな性質
この事実は、マックス・プランクが量子論の仮説で開発したものです。
多くの場合、放射の現象は波のイベントと見なされていました。 で マックスプランクの原子モデル、放射は非常に小さな粒子の動きであったと彼は言いました 量子粒子.
それで、疑問が生じます、放射線はどのようなものですか？ さて、放射線の本質は変動している、または波打っています。 非常に小さな部品を持っているか、または小体であることに加えて。
放射線は、この二重性を持っているため、量子法の範囲内で、取り残せない複数の要素を含みます。
したがって、放射線は、それがさらされる周波数に応じて、変動または小体の特徴を示します。
高周波が存在する場合、放射線は非常に小さな部品に等しい粒子特性を採用します。 これはすべて、光スペクトルのガンマ領域で発生します。 逆に、放射が前の場合、低周波数。 それは、光スペクトルにおいて、波の特性を想定しています。
粒子の波動要素
粒子の波動特性は、ルイ・ド・ブロイによって提案されました。 その中で、光の二重性が確立され、それは波であり、光子と呼ばれる粒子のセットである可能性があります。
この科学者は、実験を通して、電子と中性子のたわみを実証することができました。 粒子の動きに伴う波のタイプがあったと結論付けることができます。
この実験の結果は、二重性に従って、粒子がそれらの状態を交換する能力の証拠を残す可能性があります。 その結果、波と小体の特性を持つことができます。
この現象は、ミクロ環境の特徴だけではありません。 大規模にそれを達成することが可能です。 ただし、この現象に関連する波と長さは非常に小さいため、人間の目には知覚できないため、実際に確認することはできません。
物理的測定の現実
これは、電磁波が間隔を置いて値を持っている物理的な測定値があることを示唆しています。
ボーアが彼のモデルで説明したように。 具体的には、水素原子について説明しました。水素原子では、原子核がはっきりと見え、電子がその軌道で原子核の周りを回転します。
これは、すべての電子が独自の軌道を移動し、エネルギーが最小の電子を占有しようとすることを示しています。これにより、システムの安定性を実現できます。
https://www.youtube.com/watch?v=xIGDkFRqGEQ
量子論を実行する時間
プランクの量子論は、システムがいかに小さいか、そしてそれを構成する要素に多くの重点を置いています。 量子論による検証の対象となるシステムの小ささを前提としていることが重要です。
電力、温度、電流、力のように。 測定する物理単位としてのアクションもあります。 この行動は、私たちが古典論と量子論のどちらの存在下にあるかを立証するための指標です。
量子論における作用の例
ここでそれらを説明します：
水素原子
ボーア模型に記述されていることに従って、水素原子に存在する作用を分析することにした場合。 彼らは、それが電子と陽子で構成されるバランスの取れたシステムであることを理解するでしょう。
その電子はなんとか不確定なグループに位置しますが、軌道レベルで発見され、そのエネルギーは生成されないか、頻繁に生成されます。 したがって、軌道レベルの不連続項。
その同じ電子が別の軌道に上がりたい場合、必要なのはそれが少量の放射線を吸収または放出することだけです。 この量は、レベル間のエネルギーの不平等と同じでなければなりません。
波動関数
波の機能は、電子の状態の上下に存在する位置によって与えられます。 つまり、水素の各電子は、軌道を占有できるようにするために必要または可能である電荷を引き受けます。
電子の状態は、それらが上下に配置されているのを見ることができなくなります。 それらは、システム自体の機能として常に存在します。
それらは波動関数ではなく、電磁波や電磁波などの他の種類の物理的な波にリンクされている品質です。
量子論と確率
本質的に、量子論は完全に確率論的です。 むしろ、それは、イベントがいつ発生するかという意味なしに、正確な時間にイベントが発生する可能性を指します。
多くの科学者は、 ブレーズパスカルによる貢献 、量子論の範囲内。 それが不完全な仮説になり、仮説理論と簡単に交換できるという議論の下で。
アルバート・アインシュタインは、量子論を統合するためには、実元素を取り入れて堅牢にする必要があると提案しました。 彼が呼んだ 隠れた変数、量子論では無視されました。
アインシュタインは、現実のそれらの要素を取り入れて、それを考慮しました。 これらの確率的予測は、決定論的予測に変換されます。
マックスプランクの伝記
彼は、量子論の父と見なされている著名なドイツの科学者でした。 彼は彼の時代の最も影響力のある男性の一人です。
彼は、発見するものが何も残っていないという落胆したアドバイスを持っていたにもかかわらず、物理学の革命家でした。 彼の研究を始める前に、事実が起こった。
彼の子供時代と研究
マックスプランクは1858年にドイツの都市キールで生まれました。彼の両親は著名な知識人でした。 彼の親戚の何人かは教育の分野に関係していた、それは神学の教授であった彼の祖父の場合である。
彼の家族は1867年にミュンヘンへの移住を余儀なくされました。彼が体操学校に在籍していた場所 マキシミリアンズ。 マックス・プランクは幼い頃から、科学に関連する音楽、力学、その他の知識分野に共感していました。
わずかXNUMX歳で、彼は高校での研究を終え、ミュンヘン大学で理論物理学の研究を開始しました。
それから彼は彼の研究を続け、ベルリンのフリードリッヒ・ウィルヘルム大学で、彼はヘルマン・フォン・ヘルムホルツの良い友達になります。 そこから、彼は熱力学の分野で彼の将来の研究のために大きな影響を受けるでしょう。
彼の学部防衛の仕事は1879年に行われました。彼の研究のタイトルは S熱力学の第二法則.
悪名高い発明
長い間、プランクは彼が見過ごされていたいくつかの期間を楽しんだ。 彼がエントロピーまたはシステムの分子障害の分野で調査するために利用したもの。
重要な発見をするのはこの非常に好都合な時期であり、彼は彼の天才として認められました。 これは、1897年に発行された熱力学に関する条約の場合です。
彼は1885年にキール大学の教授になります。 化学物理学と熱システムの継続的な研究は別として。
彼が教授に就任するためにベルリンのフリードリッヒ・ウィルヘルム大学に戻ったのは1889年でした。 彼が引退した1926年まで彼が残った場所。
黒体放射
マックス・プランクはまた、1894年に彼が電気会社委員会の一部であった政府の役職を歩きました。そこで彼は電球を製造する会社が彼らの品質を改善することができる方法を見つける仕事をしました。
その時、プランクは黒体放射の問題の解決策を見つけることを試みるために調査を始めました。 一部の物理学者は、暗い物体によって吸収される放射の大きさがその物体の温度にどのように依存するかを説明するのに苦労したためです。
マックスの天才にもかかわらず、彼は確かにかなり保守的な調査員でした。 それは時々、彼は彼自身の理論に関して疑問を持つようになりました。
矛盾を恐れる彼は、なんとかその放射線の不便さに対する答えを見つけることができました。 そして彼は自分が間違っていて、他の科学者がそれを彼に証明することを望んでいました。
それどころか、完全に間違っていたのは彼でした。 彼の革新的な研究以来、古典物理学を持つ多くの科学者の離婚を生み出しました。
量子力学について話す
別の世紀の到来とともに、科学の別の天才もやって来ます。 これは、プランクの量子論をより強力にサポートするために多大な貢献をしているアルバート・アインシュタインです。
アインシュタインのもうXNUMXつの貢献は、非常に低い温度に加熱されたときに体がどのように奇妙に振る舞うかということでした。
しかし、プランクは相対性理論の進歩を認めていた。 この最後の提案で、彼は同意しませんでした。
1911年、ヴァルターネルンストとともに、プランクは会議を開催しました。 科学の世界で最も著名な人物がそこで出会うでしょう。 ソルベイ会議が誕生しました。
93の宣言
マックスプランクは極端なナショナリストではありませんでしたが。 1914年に、彼は民族主義的な熱狂の運動に加わりました。 そして彼は93の関連するドイツ人の人格のグループに含まれています。 彼らは文書に署名し、ドイツの軍事行動を支援しました。
戦争が終わった後、プランクは物理学の権威と見なされました。 彼はベルリン大学の学部長になり、プロイセン科学アカデミーにも所属していました。
彼はまた、科学研究を継続できるように、投資するリソースを得ることができたドイツ物理学会のメンバーでもありました。
ナチスの権力の間
1933年、ナチスが権力を握ったことで、プランクは彼の静けさと安全が深刻に損なわれているのを見ました。 多くの科学者や他のユダヤ人の友人が解雇されました。
多くの人格が脱出を余儀なくされました。 マックスが政治から離れるきっかけとなった状況。 彼の同僚の多くが受けた嫌がらせに直面して、彼は帰国を余儀なくされたので、長くはありませんでした。
多くの不便にもかかわらず、彼と彼の家族はドイツに留まりました。 しかし、1945年に彼の息子は逮捕され、後に処刑されました。 この事実により、プランクはひどい鬱病に陥り、そこから回復することはできませんでした。
死と相続
この著名な科学者は、1947年89月にドイツのゲッティンゲン市で亡くなりました。 彼の死の時、彼はXNUMX歳でした。 親愛なる妻のマルガ・フォン・ヘスリンを未亡人とヘルマンという名の幼い息子に残しました。
それは科学のための広大な遺産と人類の進歩へのかけがえのない貢献を持っています。
- 彼は1918年にノーベル物理学賞を受賞しました。
- 彼は1926年に王立学会の外国人会員に含まれていました。
- 1909年にコロンビア大学の講師として名誉のゲスト。
- プロイセン科学アカデミーの会員。
- カイザーヴィルヘルム協会の会員。
- ドイツ物理学会に掲載されています。
- マックスプランクメダルを受賞。 自分で作った賞で、1929年に授与されました。
マックスプランク協会が設立されました
この献身的な科学者の記憶を称えることを目的としています。 マックスプランク協会は、ゲッティンゲン市に設立されました。
やがて、マックスプランク協会はカイザーヴィルヘルム協会とそのすべての子会社と合併しました。 現在、科学技術研究の最先端機関として認められています。
2009年に欧州宇宙機関は、プランク探査機を軌道に乗せました。 その目的は、宇宙観測を行うことでした。 赤外線周波数でのマイクロ波放射の影響を分析するため。
この宇宙装置は、打ち上げ年から2013年の間に、宇宙の暗黒物質の密度に関する重要なデータを収集することができました。 それはに関するいくつかの質問を解決するのに貢献しました 宇宙の起源 そしてその進化。
