Physik

Ein detaillierter Blick auf die Quantentheorie von Max Planck

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Die Basis der modernen Physik ist die sogenannte Quantentheorie. Es erklärt das Verhalten von Energie und Materie auf verschiedenen atomaren Ebenen - atomar und subatomar. Die Quantentheorie umfasst die Arbeit der Bereiche der Physik, die allgemein als Quantenphysik und Quantenmechanik bezeichnet werden, und bietet einen interessanten Einblick in die Grundlagen der modernen Physik.

Die Anfänge der Quantentheorie

Die Quantentheorie wurde erstmals 1900 von einem Physiker namens Max Planck der Öffentlichkeit vorgestellt. Er stellte die Theorie der Deutschen Physikalischen Gesellschaft vor, indem er insbesondere die Ergebnisse eines Experiments vorstellte, das er durchgeführt hatte, um die Farbe der Strahlung von leuchtenden Körpern zu untersuchen (nicht menschliche Körper, physische Körper).

Im Experiment stellte er fest, dass er die Antwort auf die ursprüngliche Frage in seinem Experiment finden würde, wenn er annehmen würde, dass Energie in einzelnen Einheiten existiert, die der Materie ähnlich sind. Auf diese Weise an Energie zu denken war neu und ermöglichte eine einfache Quantifizierung der Energie. Diese Energieeinheiten, die er quantifizieren konnte, wurden benannt Quanten von Planck in seinen Schriften über das Experiment und nachfolgende mathematische Gleichungen.

VERBINDUNG: DUNKLE SACHE UND ENERGIE SIND ECHTE ENTDECKUNGEN ENDGÜLTIGE DATEN DER PLANCK-MISSION

Die Gleichung, die die Anfänge der Quantentheorie bildete, zeigte, dass bei bestimmten Temperaturniveaus die Energie, die von einem leuchtenden Körper abgegeben wurde, in verschiedenen Bereichen des Farbspektrums oder der Wellenlänge vorhanden sein würde. Planck stellte sich zunächst vor, dass seine Entdeckung von Quanten die Schaffung einer neuen Theorie in Gang setzen würde, aber was tatsächlich geschah, war, dass sie das Verständnis der Menschheit für die Naturgesetze völlig neu schrieb.

1918 erhielt Planck den Nobelpreis für seine Entdeckung und Erforschung von Quanten. Es ist jedoch wichtig anzumerken, dass während Plancks Forschung die Grundlage der modernen Quantentheorie begann, zehn bis Hunderte anderer Wissenschaftler in den Jahren vor Planck daran arbeiteten, diese Entdeckung genau an dem Punkt zu machen, an dem er es tat. Wenn wir uns die Zeitachse genauer ansehen, können wir sehen, wie sich die Theorie nach der Entdeckung entwickelt hat.

Die Zeitachse der Entwicklung der Quantentheorie

1900: Planck macht die erste Entdeckung bzw. Annahme, dass Energie aus Einheiten besteht, die Quanten genannt werden.

1905: Albert Einstein theoretisiert diese Energie und Strahlung konnte auf die gleiche Weise quantifiziert werden, wie Planck Quanten theoretisiert hatte.

1924: Louis de Broglie schlug zunächst vor, dass es in seiner Theorie der Welle-Teilchen-Dualität keinen Unterschied zwischen Energie und Teilchen gibt, was auch im berühmten Doppelspaltexperiment gezeigt wurde.

1927: Ein Wissenschaftler namens Werner Heisenberg theoretisierte, dass die Messung von zwei komplementären Werten gleichzeitig, wie die Position und Schwung eines gegebenen subatomaren Teilchens wäre unmöglich. Dies steht in starkem Gegensatz zur traditionellen Physik und wurde als die bekannt Unschärferelation.

Nachdem wir uns die Zeitachse der Entwicklung der Quantentheorie genauer angesehen haben, schauen wir uns genauer an, wer genau Max Planck war.

Wer war Max Planck?

Geboren im April 1858, Max Karl Ernst Ludwig Planck (ganz der Name) war ein theoretischer Physiker, der der Urheber der Quantentheorie war, die ihm, wie wir bereits besprochen haben, 1918 den Nobelpreis für Physik verlieh. Zu seinen Lebzeiten leistete er wichtige Beiträge auf dem Gebiet der theoretischen Physik, aber die Quantentheorie bleibt seine größte Leistung.

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Die Quantentheorie von Planck hat unser Verständnis und unsere Konzeptualisierung von Quantenteilchen und -prozessen völlig revolutioniert. Es könnte in der Schwerkraft der Relativitätstheorie von Alber Einstein gleichgesetzt werden, die unser Verständnis von Raum und Zeit verändert hat.

Sowohl die Quantentheorie als auch die Relativitätstheorie veranschaulichen die Grundlagen der gesamten Physik des 20. Jahrhunderts und zwingen die Forscher, ihre Herangehensweise an die Welt um sie herum zu überdenken.

Planck starb 1947 im Alter von 89 Jahren in Deutschland.

Quantentheorie interpretieren

Die Hauptmethoden zur Interpretation der Quantentheorie sind als die bekannt Kopenhagener Interpretation und die Theorie vieler Welten. Die Kopenhagener Theorie schlägt vor, dass ein Teilchen das ist, wofür es gemessen wird. Mit anderen Worten, wenn Sie ein Teilchen als Welle messen, ist es eine Welle. Es heißt jedoch auch, dass Sie nicht davon ausgehen können, dass es bestimmte Eigenschaften hat oder dass es existiert, bis Sie es messen. Es ist eine Art und Weise, darauf zu bestehen, dass die physische Realität erst dann existiert, wenn Sie sie beobachten. Dies führt zur Idee der Überlagerung, was bedeutet, dass sich ein bestimmtes Teilchen oder Objekt während des Zeitraums, in dem wir seine Position nicht kennen oder nicht beobachten, an einer beliebigen Anzahl potenzieller Orte gleichzeitig befinden kann.

Das berühmte Gedankenexperiment von Schrödingers Katze ist das perfekte Beispiel für diese Interpretation der Quantentheorie.

Die Vielwelten-Theorie oder Multiversum-Theorie. Dies besagt, dass sich das Universum in eine Reihe paralleler Universen aufteilt, in denen beide Zustände dieses Objekts existieren, sobald das Potenzial für die Existenz eines Objekts besteht. Diese Theorie ist die Grundlage von Fernsehsendungen wie Rick und Morty oder anderen populären Science-Fiction-Geschichten, aber letztendlich ist sie eine sehr reale Interpretation der Quantentheorie.

Sowohl Stephen Hawking als auch Richard Feynman äußerten, dass sie den Interpretationsstil der Multiversum-Theorie bevorzugten.

Letztendlich haben die Quantentheorie und Plancks Forschung die Arbeit von Physikern und Forschern in den letzten 100 Jahren drastisch beeinflusst. Die Implikationen der Quantentheorie können jedoch ein wenig umwerfend sein und sogar dazu führen, dass Planck sich während seiner Zeit selbst gegen sie sträubt. Die Grundprinzipien der Theorie werden jedoch weiterhin wiederholt und durch anschließende Experimente bewiesen. Die Physik wird im nächsten Jahrhundert in vielerlei Hinsicht noch konkretisiert, aber die von Max Planck gelegte Grundlage der Quantentheorie dürfte hier bleiben.


Schau das Video: Biography of Max planck. Planck constant. quantum physicist (Dezember 2022).