普朗克物理学-马克斯·普朗克的代表作一览 (普朗克物理学成就)

马克斯·普朗克（Max Planck）出生于德国荷尔施泰因（Kiel，现属于德国），来自一个人才辈出的家族，从小就接受良好的教育。他成为了德国著名的物理学家和思想家，与爱因斯坦齐名，被认为是20世纪最重要的两位物理学家之一。

马克斯·普朗克（Max Karl Ernst Ludwig Planck）在物理学领域做出了重要的贡献，被誉为量子力学的重要创始人之一。他因为发现了能量量子化而使物理学迈出了重要一步，并于1918年荣获诺贝尔物理学奖。1874年，普朗克进入慕尼黑大学攻读数学，后转为物理学专业。他于1879年在柏林大学获得博士学位。普朗克曾担任德国威廉皇家学会的会长（1930年至1937年），该学会后来以普朗克的名字更名为马克斯·普朗克学会。普朗克一直致力于研究热力学第二定律，并在此领域发表了许多重要本文。

大约从1894年开始，普朗克开始研究黑体辐射问题，提出了普朗克辐射定律，并在推导过程中引入了能量量子的概念和后来被称为普朗克常数的常数h。这两个概念成为了微观物理学中最基本的概念和极为重要的普适常数。1900年12月14日，在德国物理学会上，普朗克报告了这一成果，宣布了量子理论的诞生和新物理学革命的开始。1926年10月1日，普朗克退休，其继任者是薛定谔。1947年10月4日，普朗克去世，享年89岁。

普朗克的代表作品有很多，包括《普通热化学概论》、《热力学讲义》、《能量守恒原理》、《热辐射理论》、《理论物理学导论》、《热学理论》、《物理学本文与讲演集》、《物理学的哲学》、《论维恩光谱方程的完善》、《论正常光谱中的能量分布》等。

马克斯·普朗克的主要著作

Max Planck:Über den zweiten Hauptsatz der Mechanischen Wä（博士论文《关于热力学第二定律》1879年）WärmetheorieMax Planck:Vorlesungen über Thermodynamik.（《热辐射讲义》1906年）《论维恩光谱方程的完善》（1900年 ）《论正常光谱中的能量分布》（1900年 ）《关于正常光谱的能量分布定律的理论》（1900年 ）普朗克一生著述甚多，有《普通热化学概论》(1893)、《热力学讲义》(1897)、《能量守恒原理》(第二版1908)、《热辐射理论》(1914)、《理论物理学导论》(共5卷1916～1930)、《热学理论》(1932)、《物理学论文与讲演集》(共3卷，1958)、《物理学的哲学》(1959)等 。

马克斯·普朗克的主要成就

普朗克早期的研究领域主要是热力学。 他的博士论文就是《论热力学的第二定律》。 此后，他从热力学的观点对物质的聚集态的变化、气体与溶液理论等进行了研究。 普朗克在物理学上最主要的成就是提出著名的普朗克辐射公式，创立能量子概念。 19世纪末，人们用经典物理学解释黑体辐射实验的时候，出现了著名的所谓“紫外灾难”。 虽然瑞利、金斯（1877－1946）和维恩（1864－1928）分别提出了两个公式，企图弄清黑体辐射的规律，但是和实验相比，瑞利-金斯公式只在低频范围符合，而维恩公式只在高频范围符合。 普朗克从1896年开始对热辐射进行了系统的研究。 他经过几年艰苦努力，终于导出了一个和实验相符的公式。 他于1900年10月下旬在《德国物理学会通报》上发表一篇只有三页纸的论文，题目是《论维恩光谱方程的完善》，第一次提出了黑体辐射公式。 12月14日，在德国物理学会的例会上，普朗克作了《论正常光谱中的能量分布》的报告。 在这个报告中，他激动地阐述了自己最惊人的发现。 他说，为了从理论上得出正确的辐射公式，必须假定物质辐射（或吸收）的能量不是连续地、而是一份一份地进行的，只能取某个最小数值的整数倍。 这个最小数值就叫能量子，辐射频率是ν的能量的最小数值ε=hν。 其中h，普朗克当时把它叫做基本作用量子，物理常数，它标志着物理学从“经典幼虫”变成“现代蝴蝶”。 1906年普朗克在《热辐射讲义》一书中，系统地总结了他的工作，为开辟探索微观物质运动规律新途径提供了重要的基础。 1918年，普朗克得到了物理学的最高荣誉奖－－诺贝尔物理学奖。 1926年，普朗克被推举为英国皇家学会的最高级名誉会员，美国选他为物理学会的名誉会长。 1930年，普朗克被德国科学研究的最高机构威廉皇家促进科学协会选为会长。 普朗克的墓在哥庭根市公墓内，其标志是一块简单的矩形石碑，上面只刻着他的名字，下角写着:尔格·秒。 他的墓志铭就是一行字：h=6.63×10^-34J·S，这也是对他毕生最大贡献：提出量子假说的肯定。 量子化在宏观领域中，一切物理量的变化都可看作连续的。 例如，一个物体所带的电荷是e的极大倍数。 所以一个一个电子的跳跃式增减可视为是连续的变化。 但在微观领域中的离子，所带电荷只有一个或几个e，那么，一个一个电子的变化就不能看作是连续的了。 普朗克在1900年提出了“量子化”的概念。 像这样以某种最小单位作跳跃式增减的，就成这个物理量是量子化的。 普朗克最大贡献是在1900年提出了能量量子化，其主要内容：黑体是由以不同频率作简谐振动的振子组成的，其中电磁波的吸收和发射不是连续的，而是以一种最小的能量单位ε=hν，为最基本单位而变化着的，理论计算结果才能跟实验事实相符，这样的一份能量ε，叫作能量子。 其中v是辐射电磁波的频率，h=6.*10^-34Js，即普朗克常数。 也就是说，振子的每一个可能的状态以及各个可能状态之间的能量差必定是hv的整数倍。 受他的启发，爱因斯坦于1905年提出，在空间传播的光也不是连续的，而是一份一份的，每一份叫一个光量子，简称光子，光子的能量E跟跟光的频率v成正比，即E=hv。 这个学说以后就叫光量子假说。 光子说还认为每一个光子的能量只决定于光子的频率，例如蓝光的频率比红光高，所以蓝光的光子的能量比红光子的能量大，同样颜色的光，强弱的不同则反映了单位时间内射到单位面积的光子数的多少。 普朗克黑体辐射定律 ：大约是在1894年，普朗克开始把心力全部放在研究黑体辐射的问题上，他曾经委托过电力公司制造能消耗最少能量，但能产生最多光能的灯泡，这一问题也曾在1859年被基尔霍夫所提出：黑体在热力学平衡下的电磁辐射功率与辐射频率和黑体温度的关系。 帝国物理技术学院（Physikalisch-Technischer Reichsanstalt）对这个问题进行了实验研究，但是经典物理学的瑞利-金斯定律无法解释高频率下的测量结果，但这定律却也创造了日后的紫外灾难，威廉·维恩给出了维恩位移定律，可以正确反映高频率下的结果，但却又无法符合低频率下的结果。 这些定律之所以能发起有一小部分是普朗克的贡献，但大多数的教科书却都没有提到他。 普朗克在1899年就率先提出解决此问题的方法，叫做“基础无序原理”（principle of elementary disorder），并把瑞利-金斯定律和维恩位移定律这两条定律使用一种熵列式进行内插，由此发现了普朗克辐射定律，可以很好地描述测量结果，不久后，人们发现他的这项新理论是没有实验证据的，这也让普朗克他在当时感到稍稍的无奈。 可是他并没有因此而气馁，反而修正了自己的方式，最后成功的推衍出著名的第一版普朗克黑体辐射定律，此定律是在描述由实验观察来的黑体辐射光谱呈现良好的状态，这一定律于1900年10月19日在德国物理学会上首次提出。 也因为普朗克黑体辐射定律是第一个不包括能源量化以及统计力学的推论，因为他本人不喜欢这个理论。 不久后的1900年12月14日，普朗克得出了辐射定律的理论推论，其中他使用了此前曾被他所否定的奥地利物理学家路德维希·玻尔兹曼的统计力学，热力学第二定律的每个纯统计学观点都让普朗克感到厌恶。 普朗克于会议上提出了能量量子化的假说： 其中E是能量，是频率，并引入了一个重要的物理常数h——普朗克常数，能量只能以不可分的能量元素（即量子）的形式向外辐射。 这样的假说调和了经典物理学理论研究热辐射规律时遇到的矛盾。 基于这样的假设，他并给出了黑体辐射的普朗克公式，圆满地解释了实验现象。 这个成就揭开旧量子论与量子力学的序幕，因此12月14日成为了量子日，以作纪念。 普朗克也因此获得1918年诺贝尔物理学奖。 尽管在后来的时间里，普朗克一直试图将自己的理论纳入经典物理学的框架之下，但他仍被视为近代物理学的开拓者之一。 不过在当时，这一假说与玻尔兹曼的理论相比，可谓无足轻重。 “一个纯公式的假说，我其实并没有为此思考很多。 （德语原文：eine rein formale Annahme, ich dachte mir eigentlich nicht viel dabei.）” 如今这个与经典物理学相悖的假说被作为是量子物理学诞生的标志，和普朗克最大的科学成就。 但是需要提及的是，玻尔兹曼于先前的大约1877年已经将一个物理学系统的能量级可以是不连续的作为其理论研究的前提条件。 在接下来的时间里，普朗克试图找到能量子的意义，但是毫无结果，他曾写道： “我的那些试图将普朗克常数归入经典理论的尝试是徒劳的，却花费了我多年的时间和精力。 （德语原文：Meine vergeblichen Versuche, das Wirkungsquantum irgendwie der klassischen Theorie einzugliedern, erstreckten sich auf eine Reihe von Jahren und kosteten mich viel Arbeit.）” 其他物理学家如瑞利、James Jeans（1877年—1946年）和亨德里克·洛伦兹在几年后仍将普朗克常数设为零，以便其不与经典物理学相悖，但是普朗克十分清楚，普朗克常数是一个不等于零的确切的数值。 “Jeans的固执令我很费解，他就像是理论学界里的黑格尔，他本不该是这样的，观点与事实不相符时却越是要坚持。 ”（德语原文：Jeans Hartnäckigkeit ist mir unverständlich – er ist das Beispiel eines Theoretikers, wie er nicht sein soll, dasselbe, was Hegel in der Philosophie war. Um so schlimmer für die Tatsachen, wenn sie nicht stimmen.）

伟大科学家普朗克简介 普朗克有哪些研究成果

一、生平简介普朗克，M.（Max Planck 1858～1947）近代伟大的德国物理学家，量子论的奠基人。 1858年4月23日生于基尔。 1867年，其父民法学教授普朗克应慕尼黑大学的聘请任教，从而举家迁往慕尼黑。 普朗克在慕尼黑度过了少年时期，1874年入慕尼黑大学。 1877～1878年间，去柏林大学听过数学家K.外尔斯特拉斯和物理学家亥姆霍兹和G.R.基尔霍夫的讲课。 普朗克晚年回忆这段经历时说，这两位物理学家的人品和治学态度对他有深刻影响，但他们的讲课却不能吸引他。 在柏林期间，普朗克认真自学了R.克劳修斯的主要著作《力学的热理论》，使他立志去寻找象热力学定律那样具有普遍性的规律。 1879年普朗克在慕尼黑大学得博士学位后，先后在慕尼黑大学和基尔大学任教。 1888年基尔霍夫逝世后，柏林大学任命他为基尔霍夫的继任人（先任副教授，1892年后任教授）和理论物理学研究所主任。 1900年，他在黑体辐射研究中引入能量量子。 由于这一发现对物理学的发展作出的贡献，他获得1918年诺贝尔物理学奖。 自20世纪20年代以来，普朗克成了德国科学界的中心人物，与当时德国以及国外的知名物理学家都有着密切联系。 1918年被选为英国皇家学会会员，1930～1937年他担任威廉皇帝协会会长。 在那时期，柏林、哥廷根、慕尼黑、莱比锡等大学成为世界科学的中心，是同普朗克、W.能斯脱、A.索末菲等人的努力分不开的。 在纳粹攫取德国政权后，以一个科学家对科学、对祖国的满腔热情与纳粹分子展开了，为捍卫科学的尊严而斗争。 1947年10月4日在哥廷根逝世。 二、科学成就1.普朗克早期的研究领域主要是热力学。 他的博士论文就是《论热力学的第二定律》。 此后，他从热力学的观点对物质的聚集态的变化、气体与溶液理论等进行了研究。 2.提出能量子概念普朗克在物理学上最主要的成就是提出著名的普朗克辐射公式，创立能量子概念。 19世纪末，人们用经典物理学解释黑体辐射实验的时候，出现了著名的所谓“紫外灾难”。 虽然瑞利、金斯（1877—1946）和维恩（1864—1928）分别提出了两个公式，企图弄清黑体辐射的规律，但是和实验相比，瑞利-金斯公式只在低频范围符合，而维恩公式只在高频范围符合。 普朗克从1896年开始对热辐射进行了系统的研究。 他经过几年艰苦努力，终于导出了一个和实验相符的公式。 他于1900年10月下旬在《德国物理学会通报》上发表一篇只有三页纸的论文，题目是《论维恩光谱方程的完善》，第一次提出了黑体辐射公式。 12月14日，在德国物理学会的例会上，普朗克作了《论正常光谱中的能量分布》的报告。 在这个报告中，他激动地阐述了自己最惊人的发现。 他说，为了从理论上得出正确的辐射公式，必须假定物质辐射（或吸收）的能量不是连续地、而是一份一份地进行的，只能取某个最小数值的整数倍。 这个最小数值就叫能量子，辐射频率是ν的能量的最小数值ε=hν。 其中h，普朗克当时把它叫做基本作用量子，现在叫做普朗克常数。 普朗克常数是现代物理学中最重要的物理常数，它标志着物理学从“经典幼虫”变成“现代蝴蝶”。 1906年普朗克在《热辐射讲义》一书中，系统地总结了他的工作，为开辟探索微观物质运动规律新途径提供了重要的基础。 三、趣闻轶事1.启蒙老师普朗克走上研究自然科学的道路，在很大程度上应该归功于一个名叫缪勒的中学老师。 普朗克童年时期爱好音乐，又爱好文学。 后来他听了缪勒讲的一个动人故事：一个建筑工匠花了很大的力气把砖搬到屋顶上，工匠做的功并没有消失，而是变成能量贮存下来了；一旦砖块因为风化松动掉下来，砸在别人头上或者东西上面，能量又会被释放出来，……这个能量守恒定律的故事给普朗克留下了终生难忘的印象，不但使他的爱好转向自然科学，而且成为他以后研究工作的基础之一。 2.“普朗克行星”普朗克进入科学殿堂以后，无论遇到什么困难，都没有动摇过他献身于科学的决心。 他的家庭相继发生过许多不幸：1909年妻子去世，1916年儿子在第一次世界大战中战死，1917年和1919年两个女儿先后都死于难产，1944年长子被希特勒处死。 但是普朗克总是用奋发忘我的工作抑制自己的感情和悲痛，为科学做出了一个又一个重要的贡献。 他一生发表了215篇研究论文和7部著作，其中包括1959年所著的《物理学中的哲学》一书。 在普朗克诞辰80周年的庆祝会上，人们“赠给”他一个小行星，并命名为“普朗克行星”。 1946年他虽然体弱，但却非常高兴地出席了皇家学会的纪念牛顿的集会。 3.墓碑号刻着他的名和h的值普朗克为人谦虚，作风严谨。 在1918年4月德国物理学会庆贺他60寿辰的纪念会上，普朗克致答词说：“试想有一位矿工，他竭尽全力地进行贵重矿石的勘探，有一次他找到了天然金矿脉，而且在进一步研究中发现它是无价之宝，比先前可能设想的还要贵重无数倍。 假如不是他自己碰上这个宝藏，那么无疑地，他的同事也会很快地、幸运地碰上它的。 ”这当然是普朗克的谦虚。 洛仑兹在评论普朗克关于能量子这个大胆假设的时候所说的话，才道出了问题的本质。 他说：“我们一定不要忘记，这样灵感观念的好运气，只有那些刻苦工作和深入思考的人才能得到。 ”1947年10月3日，普朗克在哥廷根病逝，终年89岁。 德国政府为了纪念这位伟大的物理学家，把威廉皇家研究所改名叫普朗克研究所。 普朗克的墓在哥庭根市公墓内，其标志是一块简单的矩形石碑，上面只刻着他的名字，下角写着： h=6.62×10－27尔格·秒。 有几点不明确或者欠妥1 Planck在客观上也是事实上最早引入了量子的概念，但其主观初衷正好相反，他是在维护经典物理，只是用量子在调和实验与理论的矛盾，这点他自己都不否认，也许这才是他值得尊敬的地方，真正在主观上刻意引入量子的是老爱，用途？解释光电效应2 说道物理学中最重要的常数，只说h未免少了一个c？这样才能4分物理3 说道对抗纳粹，有2类人，1类，老爱，费米，伦敦兄弟（London,Fritz; Heinz），Born,Max，他们直接离开了当时的纳粹德国或者意大利，第2类，Sommerfeld，Planck，Hahn，von Laue，Heisenberg都反对当时Stark提出的所谓亚利安物理学，（Stark是有一定学术造诣的，也是个彻头彻尾的纳粹，赶跑了老爱，当上了威廉皇家研究所的头，二战后还被关了10个月），其实若不是Hahn和Heisenberg是反对纳粹，而消极怠工，最先造出原子弹的很可能是德国，历史恐怕也不会有现在这么简单，战后，Goettingen18著名科学家联名反对联邦德国发展核武器，所以德国至今没有核武，不得不与法国走到一起。