Макс Планк

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 9 бет
Таңдаулыға:

Макс Планк
(1858-1947)
Макс Карл Эрнст Людвиг Планк 1858 жылдың 24 апрелінде Киль қаласында
туды. Планктың тегі ескі Пруссия дворяндарынан еді. Планктың арғы атасынан
бастап, оның әкесі, нағашы ағаларына дейін профессор болған. Геттинген
университетінде атасы теологиядан, нағашысы неміс азаматтық правосынан
сабақ берген. Ал Планктың әкесі әуелі Киль университетінде, содан соң
Мюнхен университетінде заң профессоры болған.
Планктың семьясы Мюнхенге көшіп келгенде болашақ ұлы ғалым 9 жасқа толған
еді. Оның математикалық дарыны өте ерте байқалады. Ол мектепте оқып жүрген
кездерінің өздінде-ақ ауырып қалған математика мұғалімдерінің орнына сабақ
беріп жүрген. Классикалық максимилиан гимназиясында оқу жақсы жолға
қойылған еді. Өзінің өлерінен аз-ақ бұрын жазылған Ғылыми өмірбаянында
Макс Планк алғашқы оқытушысы Герман Мюллерді жылы лебізбен еске түсіреді.
Ол қарапайым мысалдармен физикалық теориялардың терең мәнісін жете
түсіндіре білетін. Макс Планктың есінде әсіресе энергияның сақталу заңының
орындалуына келтірілген бір мысал мәңгі сақталып қалған. Осы сүйікті
ұстазының ықпалымен Макс Планк бар өмірін математика мен физиканы зерттеуге
арнады. Осындай қадам жасау оған оңайлыққа түскен жоқ, өйткені ол
математика мен физикадан гөрі жан-тәнімен музыканы сүйетін. Музыканың Макс
Планктың өмірінде қандай орын алатынын айтып жеткізу қиын. Ол музыкалы
Мюнхенде өсті. Планктың музыкаға деген табиғи дарыны, қабілеттігі бар еді.
Ол ер балалар хорында сопрано партияларын орындайтын, өзі музыка жазатын
және әр түрлі аспаптарда да ойнай білетін. Студент кезінде ол акдемиялық
хордың хормейстері болды, студенттік шіркеуде құдайға сиыну кезінде органда
ойнады, музыка әуесқойлары мен суретшілердің оркестрінде дирижер болды.
Осыдан аз кейін ол гармония мен контрапункттен сабақ алды. Оның
фортепьянода ойнау шеберлігі де өсе түсті. Сондықтан да Планктың пианист
болсам ба деп ойлауы заңды нәрсе еді. Кейінгі кезде Планк тамаша пианист
және классикалық музыканың білгіріболып саналатын-ды. Ол тіптен Берлин
университетінде музыка теориясынан лекция да оқыды. Ал оның баспадан шыққан
жұмысы Бахқа еліктеуден туған Темперираланған қалыпты гамма еді. Бірақ
өмірге деген көзқарасы, сана-сезімі қалыптаса келе физикаға деген құмарлығы
басым болып шықты.
Планк үш жыл бойы Мюнхен университетінде профессор Филип фон Жоллидың
басшылығымен физикамен шұғылданды. Профессор Жолли фотоматрия, космос
қысымы және гравитациялық тұрақтыны анықтау жөніндегі жұмыстарымен белгілі
адам еді. Ізденгіш және талапты жасты Мюнхен университетіндегі көптеген
нәрселер қанағаттандырмады. Олардың ішіндегі ең бастылары – оқытушылар еді.
Жолли және басқаларын Планк әрқашанда жылы лебізбен еске түсіріп, олардан
көп нәрсені үйрендім дейтін. Осы айтқанына ол әрдайым, бірақ олар ғылым
жағынан өресі тар жандар еді, деген әділ бағасын қоса айтатын. Білім
көтеруді Берлинде аяқтауым керек деп түйді ол ақыры.
Берлинде өткізген бір жылдың Планк үшін өте үлкен маңызы болды. Планк
ғылымның Гельмгольц және Кирхгофф секілді корифейлерімен істес болды,
олардың лекцияларын тыңдап тамаша еңбектерімен танысты.
Бонн физигі Рудольф Клаузиустың термодинамикадан жазған еңбектерімен
танысқаннан кейін Планк термодинамикамен тереңірек шұғылдана бастады.
Әсіресе, ол Клаузиустың еңбегінде берілген термодинамиканың бірінші және
екінші бастамаларының дәл тұжырымдамаларын өте қатты бағалайтын, өйткені
олар алғаш рет очылай анық және өзара шектеліп берілген еді. Осыдан кейін
жылудың қызған денеден салқынырақ денеге берілуі салмақты денені жоғарыдан
төмен түсіргенмен бірдей деген түсінік бар болатын және осындай түбірімен
қате көзқарасты аластату өте қиынға соғатын. Клаузиус термодинаммиканың
екінші бастамасын жылу өздігінен салқын денеден қызған денеге өтпейді
деген өзінің гипотезасына сүйеніп дәлелдеді. Бірақ ол гипотеза осындай
түрде түсініксіз еді, өйткені гипотеза салқын денеден қызған денеге жылу
тікелей өтпейді деумен қатар, салқын денеден қызған денеге жылуды берген
кезде қоршаған ортада осы процессті өтейтін өзгеріс болуы тиіс дегенді де
көрсетеді. Планкке бұл гипотезаның тұжырымдамасы түсініксіз болып көрінді,
сондықтан ол оған жылу өткізу процесін ешуақытта да қайтымда етуге
болмайды деген түсінікті әрі қарапайым тұжырымдама береді. Ал бұл
Клаузиустың тұжырымдамасында айтылған ойды қайталағанмен, ешқандай
түсініктемені керек етпейді. Ешуақытта да қайтымды етуге болмайтын процесті
Планк табиғи процесс деп атайды. Планктың термодинамикамен шұғылдануы 17
жылға созылып, ақыры кванттар гипотезасына әкеп соқты.
1878 жылы университетті бітірген Макс Планк Мюнхенге қайтып оралды.
Жоғары оқу орнында сабақ беру үшін ол арнаулы емтихан тапсырды, ал жыл
өткен соң докторлық диссертация қорғады. Осыдан бірнеше ай өткен соң жас
ғалым Мюнхен университетінің физика кафедрасының доценті болды.
Планк өзінің докторлық диссертациясын термодинамиканың екінші бастамасын
негіздеуге арнады. Процестердің қайтымды-қайтымсыздығы тек процестің басқы
және ақырғы күйлерінің қасиеттеріне ғана тәуелді болады, қайтымсыз
процестер деп кері қарай бола бола алмайтын процестерді айту өрескел қате
болып табылады. Процестердің қайтымды қайтымсыз болуы тек алғашқы және
ақырғы күйлерге байланысты болып, процестің қалай өтетіндігіне
тәуелсіздігін энтропия түсінігін кіргізу арқылы сипаттауға болады. Егер
Клаузиустың энтропиясын пайдалансақ, онда термодинамиканың екінші
бастамасын кез келген табиғи процесстер кезінде оған қатысушы денелердің
энтропияларының қосындысы өседі деп анықтауға болады. Планктың докторлық
диссертациясында айтылған осы ойлары ғылыми жұртшылық үшін байқаусыз өтті.
Университеттегі мұғалімдердің ол туралы ешқандай түсінігі де жоқ еді, олар
диссертацияны оқымай-ақ өткізіп жіберіпті. Осы мәселеге жақын тұрған
физиктердің де назары бұл жұмысқа ауа қойған жоқ. Гельмгольц тіпті
оқымағанға ұқсайды, ал Кирхгофф болса, ол диссертацияның мазмұнына жалпы
қарсы еді, өйткені оның ойынша өлшеуге болатын, яғни тек қана қайтымды
процестер кезінде ғана анықталатын энтропия түсінігін қайтымсыз процестерге
тіптен қолдануға болмайды деп санады.
Осындай талас пікірлерге қарамастан, Планк бұл мәселенің маңызының үлкен
екендігіне терең сенді және энергиямен қатар физикалық күйдің негізгі
сипаттамасы болатын энтропияны зерттеуді одан әрі жалғастырды. Энтропияның
жоғарғы шегі тепе-теңдік күйдің сипаттамасы болғандықтан, энтропияны білу
физикалық және химиялық тепе-теңдіктің барлық заңдарын анықтауға мүмкіндік
берді. Осы ойларын ол әуелі заттардың агрегат күйіне, сонан соң заттардың
қоспасына қолданып, тәуір нәтижелерге келді. Бірақ, кейін белгілі
болғандай, бұл бағытта жұмыс істеген американ теоретигі Джозайя Уиллард
Гиббс жоғарыда Планк алған нәтижелерге ертерек жетіп қойған болып шықты.
Мюнхен университетінің приват доценті болған Планк профессорлық орынды
ұзақ күтті, өйткені теориялық физика әлі өз алдына жеке ғылым болып бөлініп
шықпаған-ды, ал Планк болса ғылым тарапындағы тұрғысынан алғанда тұңғыш
нағыз 100 проценттік теоретик еді.
Ақыры Планк бұл мақсатына алты жылдан кейін жетті. Ол Киль университетіне
экстраординарлық профессор болып шақырылды. Планк өзінің балалық шағы өткен
көрікті де сүйікті Киліне қайтып оралды. 1887 жылы ол Мюнхен банкирінің
қызы, өзінің балалық шақтағы досы Мария Меркке үйленді.
Киль университеті Германия университеттерінің ең тәуірлерінің бірі еді.
Планк жұмысқа үлкен ықыласпен кірісті. Ол лекциялар оқумен қатар, өзінің
теориялық жұмыстарына – термодинамиканың екінші бастамасы, энтропия
принципі – жылудың салқын денеден қызған денеге өз бетімен беріле
алмайтындығы тақырыптарына – қайта оралды. Термодинамиканың энтропия
принципімен байланысты саласы – Планктың сүйікті жұмысына айналды. Қайтымды
және қайтымсыз жылу процестерінің мәселесі туралы ол шаршап-шалдықпастан
ойланатын-ды. Ол термодинамикада өзімді үйде отырғандай сезінетінмін
дейтін. Планк алдына термодинамиканың екінші бастамасының негіздемесін
табуды және термодинамиканы физика мен химияның арнаулы мәселелерін шешуге
қолдануды мақсат етіп қойды. 1887 жылы Планк әлсіз ерітінділер теориясын
ашты. Бірақ кейін белгілі болғандай, осылардың барлығын да Планктен он
жылдай бұрын американ теоретигі Гиббс кеңірек ашып дәлелдеген болып шықты.
Планк айтыстан бас тартып, кімнің дұрыс, кімнің бұрыс екендігін өздерің-ақ
анықтарсыздар деген оймен өзінің термодинамиканың екінші бастамалары
бойынша жазылған жұмыстарын Энтропияның өсу принципі туралы деген атпен
басып шығарды. Планктың бұл еңбегін Эйнштейн Планктың алғашқы үлкен ғылыми
жетістігі деп атаған еді. Осы жылы Планктың Энергияның сақталу принципі
деген монографиясы шықты. Кирхгофтың қайтыс болуына байланысты Берлин
университтетінде осыдан аз ғана бұрын ашылған теориялық физика кафедрасы
босап қалды. Гельмгольц кафедраны басқаруға екі кандидатураны: Герц пен
Планкты ұсынды. Герц у-шуы көп үлкен қалаға келуден бас тартып, Бондағы
кафедраға баруға келісті. Сонан соң Гельмгольц кафедраға Планкты шақыруды
талап етті.
Бұл 1889 жыл еді. Бес жыдан соң Пруссия ғылым академиясына мүше болып
сайланды. Ал 1902 жылы ол Академияның міндетті секретары болды. Планк
Берлин университетінде 40 жылдан астам уақыт қызмет істеді.
Кезінде студент Планк пен проферссор фон Жоллидің арасында өте қызықты
әңгіме болған еді. Өзінің өмірін теориялық физикаға арнамақ болған Планк
профессордан осы туралы не ойлайтындығын сұрады. Жоллидің ойынша,
энергияның сақталу заңының ашылуымен физиканың одан әрі дамуы аяқталған
еді. Сондықтан ол жігітім, сіз неліктен өз өміріңізге кесел жасамақсыз?
Теориялық физика бітті ғой, дифференциялдық теңдеулер шешілген, тек кейбір
дербес жағдайларды қарстыру ғана қалды... Осындай болашағы жоқ іспен
айналысуға тұрар ма екен? деген. Ол кезде тек Жолли ғана емес жұрттың көбі
солай ойлайтын-ды. Тіпті кемеңгер Дж. Дж. Томсон да жаңа ғасырдың туу
қарсаңында сөйлеген сөзінде, радиоактивтіліктің, рентген сәлелерінің
ашылуымен және өзі ашқан электроннан кейін ғылым тұйық гаваньға келіп
кірді, негізгі мәселелердің бірі шешілді, тек кейбір ұсақ-түйек мәселерді
анықтау ғана қалды деген.
ХІХ ғасырдың аяғы мазасыздандыратындай ой туғызбаған-ды. Лабораторияларда
ғалымдар толық тыныштықта, асықпай өз істерімен шұғылданып жатты. Жақындап
қалған дауылдың ешқандай белгісі жоқ еді. Физика негізінің күйреу-қирауының
тіптен жақындап қалғанын да ешкім сезбеді. Тек Дж. Дж. Томсон ғана әлі
шешілмеген екі мәселеге – ашық аспандағы қарайған кішкене екі бұлтқа назар
аударған болатын. Оның біреуі сәле шығару теориясындағы қисынға келмеушілік
пен Майкельсонның тәжірибесі еді. Бұл кіші-гірім бұлттар ешкімді елекзіте
қойған жоқ. Көп ұзамай осы кішігірім бұлттардан күркіреген жай түсті.
Сөйтіпсәуле шығару теориясындағы шытырманды шешу үстінде Макс Планк
кванттар гипотезасына келді. Осы мәселемен шұғылдана бастаған кезде өзінің
термодинамикадағы жасалған еңбектерінің арқасында Планк белгілі ғалым еді.
Демалыс уақыттарын Планк саяхатпен өткізетін. Ол өзінің ұстазы Гельмгольц
тәрізді альпинизммен шұғылданатын. Жұрттың айтуына қарағанда, физиканың ең
биік шыңдарына көтерілер алдында Планк өз өміріндегі ең биік тау шыңына
көтеріліпті. Сол жерде сол кезде оның басына жақсы ой келген көрінеді. Үйге
қайтып оралған соң ол жұмысқа бас-қасымен сүңгіп кеткен. Әуелі жартылай
эмпирикалық түрдегі абсолют қара дененің сәуле шығаруының спектрын түгел
қамтитын энергияның таралуының универсалдық өрнегін тапты. Табылған өрнек
тәжірибемен дәл түсті. Сонан соң Планк өзі тапқан өрнекке нақты физикалық
мән беруге тырысты, басқа сөзбен айтқанда, өзі тапқан өрнекті теория
жағынан негіздегісі келді. Бірнеше аптпға созылған қауырт жұмыстан кейін
түнек сейіліп, таң шапағаты елес бере бастады, күңгірт жатқан мәселелерге
сәуле түсті.
Плпнктың гипотезасының мәнісі мынада еді: Атомдар мен малекулалардың
сәуле шығаруы және сәулені жұтуы, бұрын ойлап келгендей, үздіксіз емес,
үздік-үздік дискретті түрде немесе үлес-үлес кванттар түрінде болып
отырады. Кванттардың энергиясын, салмағын және оның мөлшерін өлшеуге болады
деп көрсетті Планк. Сонымен қатар Планк физикаға әсер квантын да
кіргізді, ал Планк тұрақтысы қазір h деп аталады. Планк гипотезасы
бойынша, электрондар мен атомдар энергияны hν шамасында шығарып, сол шамада
жұтып отырады, мұндағы ν – тербеліс жиілігі (толқын жиілігі). Өзінің осы
гипотезасын Планк Берлиннің физикалық қоғамында шағын аудитория алдында
Қалыпты спектрдегі энергияның таралу теориясына деген тақырыппен баяндап
шықты. Бұл 1900 жылдың 14 декабрі еді.
Жаңа ғасырдың алғашқы жылы жаңа физика тарихының ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.