Biografia de Max Planck: Científico Creador de la Teoría Cuántica

Biografía de Max Planck
Científico Creador de la Teoría Cuántica

Max Planck (1858-1947) es el autor de la célebre teoría de los quanta o quantos. Planck admitió que la energía está formada por corpúsculos, llamados quanta, del mismo modo que la materia está formada de átomos.

La energía W contenida en cada átomo quantum es, por otra parte, proporcional a su frecuencia N, de donde estableció la fórmula w = h.N, donde h designa la constante de Planck.

La obra de Planck es tan fundamental para el porvenir de la física moderna como, si se nos permite la comparación, lo fue la de Newton.

La personalidad de Max Planck domina además la totalidad de la ciencia moderna. Su larga vida se extiende desde mitades del XIX hasta mediados de nuestro siglo.

Físico y pensador, interesado por múltiples problemas, según Einstein era «un hombre a quien le fue dado dar al mundo una gran idea creadora» que, completando el juicio de dicho autor contenido en Concepciones científicas, morales y sociales, «devino básica en toda la búsqueda de la física del siglo XIX».

Max Planck Cientifico Teoria Cuantica

PLANCK, MAX (1858-1947)
Físico alemán, realizó estudios en las universidades de Berlín y Munich.

Obtuvo el doctorado con una tesis sobre el principio de la termodinámica, en 1879. A partir de 1885, fue profesor en Kiel y de 1889, en Berlín.

Se dedicó al estudio de la física teórica y, en particular, ab problema de la termodinámica.

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BREVE FICHA BIOGRAFICA DEL FISICO:

Planckl Premio Nobel Fisica Por El Efecto Fotoeléctrico

•  Nació el 23 de abril de 1858, en Kiel (Alemania).

• A los nueve años se trasladó junto con su familia a Munich (Alemania), donde recibió educación primaria.

• A los diecisiete años inició los estudios de Física en la Universidad de Munich.

• En 1879, luego de especializarse durante un año en Berlín (Alemania), retornó a Munich y se doctoró en Física y Matemática.

• En 1885 fue nombrado profesor de Física en la Universidad de Kiel.

• Desde 1899 hasta 1928 ocupó el mismo cargo en la Universidad de Berlín.

• En 1900 expuso en la Sociedad Física de Berlín la teoría que le dio fama universal y formula que la energía se radia en unidades pequeñas y separadas, denominadas cuantos. Más tarde, avanzó aun más en el estudio de los cuantos.

Premios y honores

• Entre 1912 y 1938 fue secretario de las secciones de Física y Matemática de la Academia Prusiana de Ciencias.

• En 1918 recibió el premio Nobel de Física por sus trabajos.

• En 1930 se convirtió en presidente de la Sociedad Kaiser Guillermo para el Progreso de la Ciencia, la principal asociación de científicos alemanes de Berlín. En su honor, después de la Segunda Guerra Mundial, dicho centro cambió su nombre por el de Instituto Max Planck.

• Murió el 4 de octubre de 1947, en Gotinga (Alemania).

Antes de que Max Planck descubriera que el átomo absorbía y desprendía energía en pequeñas partículas o cuantos, se creía que aquel radiaba energía de forma continua y uniforme.

Los descubrimientos del físico alemán permitieron el nacimiento de un campo nuevo de la física, conocido como mecánica cuántica, y proporcionaron los cimientos para la investigación en otros de la energía atómica.

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BIOGRAFÍA DE Max Planck (1858-1947)

Max Planck nació en Kiel, la ciudad alemana con puerto en el mar Báltico, el 23 de abril de 1858.

Fue el sexto hijo de una familia acomodada, de la alta burguesía de entonces, en la que abundaban los clérigos y juristas.

El padre de Planck, Wilhelm, había sido profesor de derecho en la universidad de Munich y por estas fechas ocupaba la misma plaza en la de Kiel.

Tuvo, pues, todas las ventajas que proporciona una cuna sin preocupaciones económicas y por añadidura cultivada.

Desde los estudios primarios Max Planck sintió una decidida inclinación por la música, inclinación que en principio compartió con la filología.

Este hecho es muy curioso, a tan corta edad, y evidentemente demuestra que estaba sumido en un ambiente intelectual.

Como veremos, esta temprana inclinación pronto quedó suplantada por el decidido propósito de estudiar física.

Pero la música constituyó una de sus pasiones.

Es más, durante la época de estudiante llegó a ser director de una orquesta juvenil, de unos coros, que alternaba con conciertos de piano; sus biógrafos —Max von Laue, Hart, Hartmann, George, entre otros— señalan que sentía una pasión por los románticos alemanes, especialmente por Schubert, Schumann y Brahms.

La carrera universitaria de Max Planck fue rutilante.

Es uno de los casos sin duda más prodigiosos de la historia de la Ciencia contemporánea.

Graduado como doctor a los veintiún años, inmediatamente pasó a ser profesor adjunto de la universidad de Munich, digamos de paso donde había efectuado los estudios superiores, y a contiuación de la de Kiel.

El trabajo desplegado por Max Planck fue enorme, tanto en el dominio de la investigación como en el de la docencia.

Pero biográficamente no existen datos de interés, como en la mayoría de estos hombres, cuya vida es la inmensa aventura de un silencio.

En Kiel llevó a cabo las teorías que revolucionarían el campo de las ciencias físicas, y por ellas le fue concedido el Premio Nobel en 1919.

Nada cambió en su vida tras la concesión del Nobel.

Siguió viviendo en Kiel hasta que, al producirse la muerte del gran físico Kirchhoff, se trasladó a Berlín para sucederle en su cátedra de física teórica.

Allí permaneció hasta el año 1926, fecha en la que cumplidos sesenta y ocho años decidió solicitar la jubilación universitaria; aunque dicha inactividad la compensó al suceder a Harnack, en 1930, en la dirección del «Institut Kaiser-Wilhelm».

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Planck entró a estudiar física en la Universidad de Munich pero no congenió con su profesor, Philipp von Jolly Von Jolly le dijo que no había en física nada nuevo que descubrir.

Descontento con la universidad, decidió trasladarse a la Universidad de Berlín, donde enseñaban los célebres físicos Hermann von Helmholtz y Gustav Kirchhoff.

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Como Einstein años después, Planck se interesó en temas que no se enseñaban en los cursos; estudió el trabajo de Rudolf Clausius sobre termodinámica en los artículos originales.

Luego de graduarse, Planckescribió una tesis sobre la segunda ley de la termodinámica y la presentó a la Universidad de Munich para obtener el título de doctor.

La tesis fue aprobada y Planck obtuvo su doctorado en física a los 21 años.

Como muchos doctores en física de la época, Planck estaba interesado en una carrera académica.

En esa época en Alemania, si uno quería ser profesor debía comenzar como instructor, o Privatdozent, cargo con responsabilidades docentes pero sin salario.

Los Privatdozent recibían pequeños honorarios de los estudiantes por la administración de exámenes.

Pero se necesitaba otro trabajo para sobrevivir.

Planck fue Privatdozent en Munich de 1880 a 1885.

En 1885 fue promovido a la categoría de profesor asociado, lo que significaba tener finalmente un salario regular por enseñar.

Con ingresos estables, se casó con su novia de la niñez, Marie Merck.

En 1889 se trasladó a la Universidad de Berlín como profesor de tiempo completo, en reemplazo de Kirchhoff, quien se jubilaba.

Planck fue también un pianista dotado; antes de decidirse por la física, había pensado seriamente en una carrera musical.

Se convirtió en uno de los científicos más importantes de su tiempo, y se hizo acreedor en 1918 al premio Nobel de física por su descubrimiento del cuanto de energía.

Planck y Borh

Las dos figuras centrales de la nueva fisica del siglo XX: Bohr y Planck.Las teorías cuánticas de Planck fueron desarrolladas e incluso modificadas por muchos científicos, pero se constituyeron en la base fundamental de toda la física cuántica actual.

Fue uno de los primeros en entender y aceptar Ja teoría de la relatividad, la que divulgó y desarrolló desde su exposición. Así mismo, trabajó con éxito en los campos de la mecánica y la electricidad.

En 1918, recibió el premio Nobel de física en reconocimiento su labor en la cuantificación de la energía.

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• OBRA CIENTÍFICA:

Cuando el siglo XIX llegaba a su fin, muchos físicos se hacían preguntas sobre la tan honrada mecánica de Newton.

En macular, ¿seguía describiendo toda la naturaleza? En su búsqueda, los científicos empezaron a agruparse en dos campos.

Unos buscaba la respuesta estudiando lo que se llamaba "electrodinámica", la relación entre la mecánica y la electricidad. Los otros buscaban en la termodinámica y sus dos leyes básicas.

La primera ley reconocía que la energía ni se crea ni se destruye, sino que siempre se conservaba, y la segunda ley se basaba en la idea de que el calor no pasaría de un cuerpo más frío a uno más caliente.

El estudio de la termodinámica se basaba en suponer que la materia estaba compuesta de partículas.

Sin embargo, esto suponía un problema, ya que los átomos no habían sido descubiertos.

En su lugar, la visión tradicional era que la  atería era continua, no compuesta de discretos bloques de construcción.

A mediados de los 1870, Ludwig Boltzmann había propuesto una explicación termodinámica en la que la energía contenida en un sistema es el resultado colectivo del movimiento de muchas moléculas diminutas.

Creía que la segunda ley sólo era válida en sentido estadístico, sólo funcionaba si le añadían todos los trocitos de energía a todas as pequeñas partículas.

Boltzmann tenía respaldo, pero había muchos que dudaban.

Entre los detractores estaba Max Karl Ernst Ludwig Planck. 

Estaba fascinado con la segunda ley de la Termodinámica, pero rechazaba la versión estadística de Boltzmann porque dudaba de la hipótesis atómica sobre la que descansaba.

En 1882 afirmó falsamente: "a pesar del gran éxito de la teoría atómica en el pasado, finalmente vamos a tener que renunciar a ella, y decidir en favor de la suposición de que la materia es continua".

Durante los años 1890, Planck empezó a ver que la hipótesis atómica tenía el potencial de unificar distintos fenómenos físicos y químicos, pero su propia investigación estaba dirigida a encontrar una solución no atómica.

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En su famosa ley de radiación (1901), asegura que la radiación energética no puede ser emitida en cantidades arbitrarias, sino en ciertos paquetes que él llamó cuantos.

Cada cuanto debe poseer cierta cantidad de energía, que va en aumento mientras la frecuencia oscilatoria de los electrones sea mayor, de modo que para frecuencias muy altas, la emisión de un único cuanto requeriría más energía de la que es posible obtener.

De esta forma, la radiación de altas frecuencias se reduce y el ritmo con que el cuerpo pierde energía es, por consiguiente, finito.

En su teoría cuántica, el físico alemán consigue explicar muy bien la emisión de radiación por cuerpos calientes, y además indica de qué manera se distribuye la energía en el espectro de radiación de cuerpos negros.

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• De los cuerpos negros a los quanta

Planck y sus contemporáneos miraban a las teorías electrodinámicas del físico escocés James Clerk Maxwell para encontrar respuestas, pero fueron un fracaso.

En su lugar, un nuevo entendimiento emergió cuando volvieron su atención hacia la radiación de cuerpos negros.

Un cuerpo negro es un objeto teórico que absorbe toda la radiación que lo golpea.

Dado que no refleja nada, es negro.

Mientras que un cuerpo negro no refleja radiación, sigue radiando calor.

De otro modo, seguiría absorbiendo y su temperatura se elevaría indefinidamente.

La cosa más parecida que existe hoy es el avión espía americano Blackbird, que está cubierto con un pigmento absorbente que intenta absorber toda la radiación.

La primera persona en pensar sobre los cuerpos negros había sido el predecesor de Planck como profesor de física en Berlín, Robert Kirchhoff que afirmó que semejante radiación era de una naturaleza fundamental.

Para los 1890, varios físicos estaban investigando la distribución espectral de la radiación.

En 1896, Wilhelm Wien pronunció una ley de radiación que cuadraba con las observaciones experimentales, pero que, según Planck, era teóricamente débil, así que la rechazó.

En 1899, Planck procuró una nueva versión, que incorporaba algunas de las ideas de Boltzmann, a la que a veces se denomina la ley de Wien-Planck.

Planck estaba satisfecho.

En ese punto sentía que la ley se ajustaba a los datos experimentales y tenía unas bases teóricas sólidas.

Lamentablemente para Planck, se convirtió en una bella teoría destruida por los crudos hechos.

Los experimentos realizados en Berlín mostraron que no funcionaba con la radiación de baja frecuencia.

Después de revisar sus ideas, apareció con un nuevo concepto que incluía un valor para una constante llamada "b" y lo presentó en una reunión en la Sociedad Alemana de Física el 19 de octubre de 1900.

Si embargo, la nueva teoría aún no tenía ninguna noción de partículas o energía cuántica.

A posteriori, podemos ver que la respuesta real estaba justo delante de su cara, pero estaba tan seguro de la continuidad de la materia que no podía verlo.

Dos meses después, y como "un acto de despecho", renunció a la física clásica y abrazó la cuántica.

La gota final había sido un concepto desarrollado por John Rayleigh y James Jeans que se conocería como la teoría de la "catástrofe ultravioleta".

En junio de 1900, Rayleigh indicó que la mecánica clásica, cuando se aplica a los osciladores de cuerpos negros, lleva a una distribución de energía que aumenta en proporción al cuadrado de la frecuencia.

Esto entraba en conflicto con todo lo conocido.

La desesperación de Planck lo llevó a introducir lo que llamó "elementos de energía" o quanta.

En su presentación a la Sociedad Alemana de Física el 14 de Diciembre de 1900, Planck dijo que la energía "está hecha de un número completamente determinado de finitas partes iguales, y para ese propósito usó la constante de la naturaleza h = 6.55 x 10-(erg sec)".

Había nacido la teoría cuántica, aunque llevaría dos o tres décadas más y muchas mentes con talento darse cuenta de las implicaciones de la nueva era.

Composicion Básica de un Atomo

El Atomo Composicion Energia Nuclear Electrones y Protones Particulas –  BIOGRAFÍAS e HISTORIA UNIVERSAL,ARGENTINA y de la CIENCIA

• ►Cronología

1858: Nace en Kiel, Alemania, en una familia académica. Su padre era profesor de derecho constitucional en Kiel, y tanto su abuelo como su bisabuelo fueron profesores de teología en Gottingen

1867: Se muda a Munich, donde va a la escuela

1874: Estudia en Munich con Gustav Kirchhoff. Antes de empezar, discutió el prospecto de investigación física con el profesor de física Philipp von JolLy, quién se supone le dijo que la física era esencialmente una ciencia completa, con pocas posibilidades  de desarrollo. Afortunadamente parece que ignoró los comentarios, antes de mudarse a Berlín para estudiar con Hermann von Helmholtz

1889-1926: Profesor de física, Berlín

1900: Anuncia su Teoría Cuántica

1914-1918: Su hijo mayor muere en la Primera Guerra Mundial

1918: Recibe el Premio Nobel

1926: Elegido miembro Extranjero de la Royal Society

1944: Su hijo menor, Erwin, es ejecutado cuando lo declaran culpable de estar envuelto en un complot para asesinar a Hitler

1947: Muere en Gottingen el 3 de octubre. Después de saber de su muerte, Albert Einstein escribió: "Qué diferente y cuánto mejor sería la humanidad si hubiera más como él... Parece que los personajes buenos de todas las edades y continentes tienen que permanecer aparte del mundo, incapaces de influir en los eventos".

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PARA SABER MAS...:

Durante más de dos siglos la física newtoniana resultó válida para describir todos los fenómenos concernientes a materia y energía.

Después, en el siglo XIX, la teoría electromagnética reveló que la energía podía existir con cierta independencia de la materia, en forma de radiaciones de muy diferentes longitudes de onda y frecuencias.

Al mismo tiempo, el estudio de la termodinámica abordó problemas suscitados  por la energía calorífica y su distribución en sistemas como los gases, cuyas partículas resultaban demasiado pequeñas para ser medidas u observadas.

Era imposible —y afortunadamente innecesario— predecir el comportamiento de cada molécula o de cada átomo, pero las leyes estadísticas de la probabilidad podían aplicarse a grandes conjuntos de partículas, dentro de una reducida muestra o sistema.

En un gas, a determinada temperatura, unas moléculas se mueven muy lentamente y otras con gran celeridad: sin embargo, la energía media de todas las moléculas en movimiento depende exclusivamente de la temperatura y de la presión a que dicho gas esté sometido si el volumen es constante.

Max Planck fue uno de los muchos científicos que trataron de aplicar los principios de la termodinámica a las radiaciones.

Teóricamente, un sistema que contiene radiaciones de diversas frecuencias distribuye su energía del mismo modo que un sistema que contiene moléculas de gas de muy diversas velocidades.

Pero existe una diferencia capital: la velocidad de las moléculas de un gas posee un límite superior irrebasable y, en cambio, la frecuencia de las posibles radiaciones es incomparablemente superior.

El sistema de radiaciones se asemejaría al sistema acústico de un piano con un número ilimitado de cuerdas, cada vez más reducidas.

Al pulsar cualquier nota, el piano resonaría con frecuencias cada vez más elevadas, mientras la energía de la nota original se transmitiría por la escala musical hasta el infinito.

Planck trató de explicar por qué este resultado, previsto teóricamente, no se producía en la práctica.

Al fin tuvo que adoptar unos supuestos totalmente distintos.

En diciembre de 1900 propuso en una conferencia científica que la energía radiante se producía y recibía en lotes discontinuos e indivisibles que denominó cuantos, término procedente del latín (quantum significa «porción»).

La energía de estos cuantos es directamente proporcional a la frecuencia de la radiación.

Es decir, se obtiene multiplicando dicha frecuencia por una cifra que hoy denominamos «constante de Planck».

Planck había descubierto que la energía no podía dividirse hasta el infinito, como hasta entonces se había supuesto.

Existía un «impulso» de energía mínimo, por debajo del cual no se producía intercambio energético alguno.

Para una radiación, cuya frecuencia sea la unidad, se obtiene precisamente el valor de ese cuanto mínimo de energía o constante de Planck.

Se representa por la letra h, y su valor en unidades cegesimales es 6,547 x 10-27 ergios por segundo, cifra realmente insignificante pero que, a escala atómica, posee decisiva importancia.

A partir de 1905, Albert Einstein comenzó a desarrollar las ideas de Planck, mientras éste prosiguió durante muchos años realizando importantes contribuciones en los campos de la termodinámica y de la teoría de los cuantos.

Fuente Consultadas:
Einstein Para Dummies Carlos I. Calle
Las Grandes Ideas Que Formaron Nuestro Mundo Peter Moore - Max Planck

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