Fysica

Een diepgaande blik op de kwantumtheorie van Max Planck

Een diepgaande blik op de kwantumtheorie van Max Planck


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Aan de basis van de moderne natuurkunde ligt iets dat kwantumtheorie wordt genoemd. Het verklaart het gedrag van energie en materie op verschillende atomaire niveaus - atomair en subatomair. Kwantumtheorie omvat de werking van de gebieden van de fysica die gewoonlijk worden aangeduid als kwantumfysica en kwantummechanica, en het biedt een nogal interessante kijk op de grondslagen van de moderne natuurkunde.

Het begin van de kwantumtheorie

Kwantumtheorie werd voor het eerst aan het grote publiek gepresenteerd in het jaar 1900, door een natuurkundige genaamd Max Planck. Hij presenteerde de theorie aan de German Physical Society, in het bijzonder door de resultaten te presenteren van een experiment dat hij had gedaan met het onderzoeken van de kleur van straling van gloeiende lichamen (niet menselijke lichamen, fysieke lichamen).

In het experiment ontdekte hij dat als hij aannam dat energie bestond in individuele eenheden die vergelijkbaar zijn met materie, hij het antwoord zou vinden op de oorspronkelijke vraag die in zijn experiment werd gesteld. Op deze manier over energie denken was nieuw en maakte het mogelijk de energie gemakkelijk te kwantificeren. Deze energie-eenheden die hij kon kwantificeren, werden genoemd quanta door Planck in zijn geschriften over het experiment en daaropvolgende wiskundige vergelijkingen.

GERELATEERD: DONKERE MATERIE EN ENERGIE ZIJN ECHT ONTHULLEN DEFINITIEVE GEGEVENS VAN DE PLANKMISSIE

De vergelijking die het begin vormde van de kwantumtheorie, toonde aan dat bij bepaalde temperatuurniveaus de energie die door een gloeiend lichaam werd afgegeven, in verschillende gebieden van het kleurenspectrum of golflengte zou bestaan. Planck stelde zich aanvankelijk voor dat zijn ontdekking van quanta de creatie van een nieuwe theorie in gang zou zetten, maar wat uiteindelijk gebeurde, was dat het het begrip van de mensheid van de natuurwetten volledig herschreef.

In 1918 won Planck de Nobelprijs voor zijn ontdekking van en onderzoek naar kwanta. Het is echter belangrijk op te merken dat terwijl Planck's onderzoek de basis van de moderne kwantumtheorie begon, tientallen tot honderden andere wetenschappers werkten in de jaren voorafgaand aan het opzetten van Planck om deze ontdekking te doen, precies op het punt dat hij deed. Als we de tijdlijn van dichterbij bekijken, kunnen we zien hoe de theorie na de ontdekking vorderde.

De tijdlijn van de ontwikkeling van kwantumtheorie

1900: Planck doet de eerste ontdekking, of liever de aanname, dat energie is gemaakt van eenheden die quanta worden genoemd.

1905: Albert Einstein theoretiseert die energie en straling kon op dezelfde manier worden gekwantificeerd als Planck had getheoretiseerd van quanta.

1924: Louis de Broglie stelde eerst voor dat er geen verschil was tussen energie en deeltjes in zijn theorie van de dualiteit van golf en deeltjes, ook aangetoond in het beroemde experiment met dubbele spleet.

1927: Een wetenschapper met de naam Werner Heisenberg theoretiseerde dat het meten van twee complementaire waarden tegelijkertijd, zoals de positie en momentum van een bepaald subatomair deeltje, zou onmogelijk zijn. Dit staat in schril contrast met de traditionele natuurkunde en werd bekend als de onzekerheidsprincipe.

Nu we de tijdlijn van de ontwikkeling van de kwantumtheorie nader hebben bekeken, laten we eens nader bekijken wie Max Planck precies was.

Wie was Max Planck?

Geboren in april 1858, Max Karl Ernst Ludwig Planck (best de naam) was een theoretisch fysicus die de grondlegger was van de kwantumtheorie, die hem, zoals we hebben besproken, in 1918 de Nobelprijs voor de natuurkunde opleverde. Tijdens zijn leven leverde hij belangrijke bijdragen op het gebied van de theoretische fysica, maar de kwantumtheorie blijft zijn grootste prestatie.

GERELATEERD: PLANCK'S CONSTANT IN TV SHOW VREEMDE DINGEN

De kwantumtheorie van Planck zorgde voor een volledige revolutie in ons begrip en conceptie van kwantumdeeltjes en processen. Het zou gelijkgesteld kunnen worden aan de zwaartekracht van de relativiteitstheorie van Alber Einstein die ons begrip van ruimte en tijd veranderde.

Zowel de kwantumtheorie als de relativiteitstheorie zijn voorbeelden van de fundamenten van alle fysica van de 20e eeuw, en dwingen onderzoekers om opnieuw na te denken over hoe ze de wereld om hen heen benaderen.

Planck stierf op 89-jarige leeftijd in 1947 in Duitsland.

Quantumtheorie interpreteren

De belangrijkste methoden voor het interpreteren van de kwantumtheorie staan ​​bekend als de Interpretatie van Kopenhagen en de veel-werelden theorie. De theorie van Kopenhagen stelt voor dat een deeltje is wat het wordt gemeten. Met andere woorden, als je een deeltje meet als een golf, is het een golf. Er staat echter ook in dat u niet kunt aannemen dat het specifieke eigenschappen heeft of dat het bestaat totdat u het meet. Het is een standaard manier om vol te houden dat de fysieke realiteit niet echt bestaat totdat je haar observeert. Dit leidt tot het idee van superpositie, wat betekent dat een bepaald deeltje of object zich op een willekeurig aantal potentiële plaatsen tegelijk kan bevinden gedurende de periode dat we zijn positie niet kennen of niet observeren.

Het beroemde gedachte-experiment van Schrodinger's Cat is het perfecte voorbeeld van deze interpretatie van de kwantumtheorie.

De veel-werelden-theorie of multiversum-theorie. Dit stelt dat zodra het potentieel van een object zich voordoet, het universum opsplitst in een reeks parallelle universums waarin beide toestanden van dat object bestaan. Deze theorie vormt de basis van tv-shows zoals Rick en Morty of andere populaire sciencefictionverhalen, maar aan het eind van de dag is het een heel reële interpretatie van de kwantumtheorie.

Zowel Stephen Hawking als Richard Feynman gaven aan dat ze de voorkeur gaven aan de multiversum-theorie van interpretatie.

Aan het eind van de dag hebben de kwantumtheorie en het onderzoek van Planck de afgelopen 100 jaar een drastische invloed gehad op het werk van natuurkundigen en onderzoekers. De implicaties van de kwantumtheorie kunnen echter een beetje verbijsterend zijn, waardoor Planck er tijdens zijn tijd zelfs tegen opziet. De fundamentele principes van de theorie worden echter nog steeds herhaald en bewezen door latere experimenten. Fysica zal in veel opzichten nog steeds worden uitgewerkt in de volgende eeuw, maar de basis van de kwantumtheorie die door Max Planck is gelegd, zal waarschijnlijk blijven.


Bekijk de video: Calculating frequency and wavelength of a single photon. Using Plancks constant. Johnny Cantrell (December 2022).