Max Planck: Duitse natuurkundige en grondlegger van de kwantumtheorie

Ontdek Max Planck — Duitse natuurkundige, grondlegger van de kwantumtheorie en Nobelprijswinnaar. Lees zijn baanbrekende ontdekkingen en invloed op de moderne fysica.

Max Karl Ernst Ludwig Planck (23 april 1858 in Kiel - 4 oktober 1947 in Göttingen) was een natuurkundige uit Duitsland. Hij ontdekte de kwantummechanica. Hij won de Nobelprijs voor natuurkunde.

Leven en opleiding

Planck werd geboren in een intellectuele familie en toonde vroeg belangstelling voor wiskunde en natuurkunde. Hij studeerde natuurkunde aan de universiteiten van München en Berlijn en promoveerde in 1879 op onderwerpen rond de tweede hoofdwet van de thermodynamica. Na zijn promotie bouwde hij een academische loopbaan op als docent en hoogleraar, eerst aan universiteiten zoals Kiel en later aan de Universiteit van Berlijn, waar hij een belangrijk centrum van theoretische fysica vormde.

Wetenschappelijk werk en kwantumtheorie

Plancks belangrijkste bijdrage aan de natuurkunde is zijn verklaring van de stralingswet van een zwarte straler (zwartlichaamstraling). In 1900 publiceerde hij een formule die de gemeten stralingsverdeling correct beschreef door aan te nemen dat energie niet continu, maar in kleine pakketjes of «kwanta» wordt uitgewisseld. Daarmee legde hij de basis van wat we nu de kwantumtheorie noemen.

Belangrijke punten van zijn werk:

• Planck’s stralingswet (1900) — gaf voor het eerst een wiskundige beschrijving die overeenkwam met experimenten voor alle golflengten van thermische straling.
• Invoering van het constante h — de constante van Planck (h) koppelt de energie E van een kwantum aan de frequentie ν via de relatie E = h·ν. De constante van Planck heeft een fundamentele betekenis in de kwantummechanica; de vaste waarde is sinds 2019 gedefinieerd als h = 6,62607015×10−34 J·s (exact).
• Hoewel Planck aanvankelijk quantisering als een mathematisch hulpmiddel zag, bleek zijn veronderstelling later de hoeksteen van de moderne kwantumfysica te zijn en belangrijke verdere ontwikkelingen mogelijk te maken (o.a. door Einstein, Bohr, Heisenberg en Schrödinger).

Erkenning en latere carrière

Voor zijn ontdekking van energiekwanta en de formulering van de kwantumhypothese ontving Planck in 1918 de Nobelprijs voor Natuurkunde. Hij bekleedde verschillende invloedrijke posities binnen de Duitse wetenschappelijke wereld en werd erkend als een van de leidende theoretische natuurkundigen van zijn tijd.

Persoonlijk leven en nasleep

Planck maakte in zijn leven ingrijpende persoonlijke en nationale tegenslagen mee: hij leefde door twee wereldoorlogen en onderging grote verliezen binnen zijn familie door oorlog en politiek geweld. Ondanks deze moeilijkheden bleef hij actief in de wetenschap en ijverde hij voor de continuïteit van fundamenteel onderzoek in Duitsland.

Nalatenschap

De naam van Planck leeft voort in verschillende termen en instellingen:

• Planck-constante (h) — een van de basisconstanten van de natuurkunde en essentieel in alle kwantumbeschrijvingen.
• Planck-eenheden — een stelsel van natuurlijke eenheden afgeleid uit fundamentele constanten, vaak gebruikt bij theoretische studies van gravitatie en kwantumfysica.
• Max-Planck-Gesellschaft — de beroemde onderzoeksgemeenschap in Duitsland (opgericht na zijn dood), die is genoemd ter ere van Planck en wereldwijd bekendstaat om fundamenteel wetenschappelijk onderzoek.

Planck wordt algemeen beschouwd als de grondlegger van de kwantumtheorie en zijn werk heeft de moderne natuurkunde diepgaand veranderd. Zoals hij zelf schreef over wetenschappelijke vooruitgang: een nieuwe waarheid wordt vaak niet zozeer geaccepteerd door tegenstanders meteen te overtuigen, maar doordat oudere generaties geleidelijk verdwijnen en een nieuw inzicht de plaats inneemt.

Leven

Planck kwam uit een ouderwetse, intelligente familie. Zijn overgrootvader en grootvader waren beiden theologieprofessor in Göttingen; zijn vader was professor in de rechten in Kiel en München; en zijn oom van vaderskant was rechter.

Planck werd geboren in Kiel, Holstein, als zoon van Johann Julius Wilhelm Planck en zijn tweede vrouw, Emma Patzig. Hij werd gedoopt met de naam Karl Ernst Ludwig Marx Planck; van zijn voornamen werd Marx (een nu niet meer gebruikte variant van Markus of misschien gewoon een vergissing voor Max, wat eigenlijk een afkorting is van Maximiliaan) aangegeven als de primaire naam. Op tienjarige leeftijd ondertekende hij echter met de naam Max en gebruikte dit voor de rest van zijn leven.

Hij was het zesde kind in het gezin, hoewel twee van zijn broers en zussen uit het eerste huwelijk van zijn vader kwamen. Een van zijn vroegste herinneringen was het binnenmarcheren van de Pruisische en Oostenrijkse troepen in Kiel tijdens de Deens-Pruisische oorlog van 1864. In 1867 verhuisde het gezin naar München, en Planck schreef zich in bij het gymnasium Maximilians, waar hij onder de hoede kwam van Hermann Müller, een wiskundige die belangstelling had voor de jeugd en hem zowel astronomie en mechanica als wiskunde leerde. Het was van Müller dat Planck voor het eerst het principe van behoud van energie leerde. Planck studeerde vroeg af, op 17-jarige leeftijd. Zo kwam Planck voor het eerst in contact met de natuurkunde.

 

Max Planck's handtekening op tienjarige leeftijd.  

Zoek op letter