מקס פלאנק

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
מקס פלאנק
Max Planck
1858 –‏ 1947
Max planck.jpg
תרומות עיקריות
אחד מאבות מכניקת הקוונטים. גילה את קוונט האנרגיה ואת חוק פלאנק לקרינת גוף שחור וקבוע פלאנק קרוי על שמו.

מקס קרל ארנסט לודוויג פלאנקגרמנית: Max Karl Ernst Ludwig Planck‏; 23 באפריל 18584 באוקטובר 1947) היה פיזיקאי גרמני, זוכה פרס נובל לפיזיקה ב-1918 על גילוי קוונט האנרגיה. נחשב לאחד מאבות מכניקת הקוונטים בשל גילוי זה, שבו השתמש כדי להסביר את ספקטרום הקרינה של "גוף שחור".

קורות חייו[עריכת קוד מקור | עריכה]

פלאנק נולד בקיל שבצפון גרמניה, הצעיר מבין שישה ילדים. כשהיה בן 9 עברה משפחתו למינכן. כבר בגיל צעיר התגלה כישרונו למדעים מדויקים, ואחד ממוריו, הרמן מילר, הביע עניין בצעיר ולימד אותו אסטרונומיה, מכניקה ומתמטיקה. הוא סיים את לימודיו בתיכון מוקדם מהרגיל, בגיל 17. פלאנק הצעיר התעניין גם במוזיקה ולמד שירה ונגינה בפסנתר, באורגן ובצ'לו ואף חיבר מספר שירים ואופרות.

בשנת 1874 החל פלאנק ללמוד פיזיקה באוניברסיטת מינכן. בתחילה התמקד במחקר וניסויים בפעפוע של מימן דרך פלטינה מחוממת, אך במהרה עבר לתחום הפיזיקה התאורטית. ב-1877 עבר לברלין על מנת ללמוד אצל הפיזיקאים הרמן פון הלמהולץ וגוסטב קירכהוף והמתמטיקאי קארל ויירשטראס. הוא סיים את עבודת הדוקטורט שלו ב-1879: "על הטענה היסודית השנייה על מכניקה של חום" (בגרמנית: Über den zweiten Hauptsatz der mechanischen Wärmetheorie). הוא חזר למינכן ובשנים 1880 - 1885 עבד כמרצה ובמקביל ערך מחקרים בתרמודינמיקה, ואף העלה, באופן בלתי תלוי, טענות דומות לאלו של ג'וזאיה ויליארד גיבס. לאחר מכן עבר לאוניברסיטת קיל ומונה לפרופסור זוטר לפיזיקה תאורטית. בקיל עסק בעיקר בתאוריות הקשורות לאנטרופיה ובייחוד ביישומיה בכימיה פיזיקלית. כמו כן הציע ביסוס תרמודינמי לתאוריה של סוונטה אוגוסט ארהניוס על הפרדה אלקטרוליטית.

בשנת 1889 מונה לממשיכו של קירכהוף באוניברסיטת ברלין, ושלוש שנים לאחר מכן מונה לפרופסור מן המניין. ב-1907 קיבל הצעה להחליף את לודוויג בולצמן בווינה, אך סירב לה ונשאר בברלין. בברלין הצטרף לקהילת הפיזיקאים המקומית ולזכותו נזקף איחוד קהילות הפיזיקאים המקומיות בגרמניה לגוף אחד, החברה הגרמנית לפיזיקה (Deutsche Physikalische Gesellschaft, DPG), והוא אף כיהן כנשיאה בשנים 1905 - 1909. לאורך השנים הנחה מספר סטודנטים, בהם שני זוכי פרס נובל לפיזיקה, מקס פון לאואה וולתר בותה. פלאנק פרש מעבודתו באוניברסיטת ברלין בשנת 1926 ולמחליפו מונה ארווין שרדינגר.

ב-1886 נישא למרי מרק (Merck), אחות של חברו לספסל הלימודים. לזוג נולדו ארבעה ילדים: קרל (1888), התאומות אמה וגרטה (1889) וארווין (1893). ביתם של הזוג פלאנק היה למוקד חברתי של מדעני ברלין באותה תקופה, ובין חבריהם נמנו אלברט איינשטיין, אוטו האן, ליזה מייטנר ואדולף פון הרנאק. ביולי 1909 נפטרה אשתו ושנתיים מאוחר יותר הוא נישא מחדש למרגה פון הסלין, שילדה את בנו הרמן ב-1911. טרגדיות נוספות פקדו את משפחתו: בנו הבכור, קרל, נהרג במלחמת העולם הראשונה (1916) ובנו ארווין נשבה על ידי צבא צרפת באותה מלחמה; בתו גרטה נפטרה בעת שילדה את בתה הבכורה ב-1917 ואחותה התאומה נפטרה בנסיבות דומות שנתיים מאוחר יותר; ב-1945 הוצא להורג בנו ארווין על ידי הנאצים, על חלקו בניסיון להתנקש בחיי אדולף היטלר שנה קודם לכן.

במהלך מלחמת העולם השנייה הופצצה ברלין קשות והוא עבר עם משפחתו להתגורר באזור כפרי מרוחק יותר. בפברואר 1942 הופצץ ביתו מהאוויר והוא נחרב כליל על רשימותיו המדעיות של פלאנק וחליפות המכתבים ששמר. מאוחר יותר עברה המשפחה לגטינגן, שם נפטר פלאנק בגיל 89.

עבודתו[עריכת קוד מקור | עריכה]

Postscript-viewer-shaded.png ערך מורחב – קרינת גוף שחור

ב-1894 החל פלאנק לעסוק בבעיית קרינת גוף שחור, בעזרת מימון מחברות חשמל שקיוו כי יגלה כיצד ניתן לייעל ולצמצם צריכת אנרגיה בהפקת אור מנורות. הבעיה עצמה הוצגה על ידי קירכהוף ב-1859: כיצד העוצמה של קרינה אלקטרומגנטית הנפלטת מגוף שחור תלויה בתדירות הקרינה ובטמפרטורה של הגוף? פלאנק הציע פתרון לבעיה ב-1899, שבו הסתמך על התוצאות האמפיריות של חוק וין, וקרא לו בשם חוק וין-פלאנק. אולם, מהר מאוד התברר כי תוצאות הניסויים סתרו את החוק. פלאנק התגבר על תסכולו, שינה את גישתו וניסח את הגרסה הראשונה של חוק פלאנק לקרינת גוף שחור, שהסביר את ספקטרום הקרינה של הגוף עבור אורכי גל שונים. הוא הציג את החוק לראשונה ב-19 באוקטובר 1900 בפגישה של ה-DPG, ולבסוף פרסם אותו ב-1901. בגרסה זו עדיין לא השתמש בהסבר הקוונטי ובמכניקה סטטיסטית; רק בנובמבר 1900 הוסיף לחוק את הפרשנות הסטטיסטית של לודוויג בולצמן לחוק השני של התרמודינמיקה. ביסודו של הניסוח החדש, שהוצג אף הוא לראשונה בכנס אחר של ה-DPG, הייתה ההשערה כי האנרגיה האלקטרומגנטית יכולה להיפלט אך ורק במכפלות של היחידה הבסיסית: E = hν, כאשר h הוא קבוע פלאנק ו-ν היא תדירות הקרינה. בנוסף, בעזרת קבוע פלאנק הגדיר מערכת חדשה של יחידות מידה, הנקראות יחידות פלאנק.

בתחילה החשיב פלאנק את הקוונטיזציה (כימות) כ"הנחה פורמלית בלבד" ולא הקדיש לה מחשבה רבה. כיום הנחה זו נחשבת לבסיסה של מכניקת הקוונטים ולהישגו הגדול ביותר של פלאנק (על אף שבולצמן העלה את הרעיון כי מצבי האנרגיה של מערכת פיזיקלית הם בדידים עוד לפניו, במאמר משנת 1877). פירוש מלא יותר להשלכות המרעישות של עבודתו של פלאנק נעשה על ידי אלברט איינשטיין ב-1905, ואף היו שטענו, ובהם הפילוסוף תומאס קון, כי איינשטיין היה צריך לקבל קרדיט גדול ממנו על הגילוי. פלאנק זכה בפרס נובל על גילוי זה ב-1918.

בשנים שלאחר מכן ניסה פלאנק לעמוד על מלוא המשמעות של קוונט האנרגיה. הקהילה המדעית התייחסה אליו בחשדנות, ומדענים שעסקו אף הם בבעיית הקרינה של גוף שחור, ג'ון ויליאם סטראט ריילי, ג'יימס ג'ינס והנדריק לורנץ, סירבו לקבל את ההשלכות של הקבוע שהוסיף פלאנק, וקבעו את ערכו כך שיתאפס ו"יישר קו" עם הפיזיקה הקלאסית.

בשנת הפלאות (1905) פרסם מדען שהיה אלמוני עד אז, אלברט איינשטיין, את ארבעת מאמריו פורצי הדרך. פלאנק היה מהבודדים שזיהו מיד את חשיבותה של התאוריה שהציג איינשטיין על תורת היחסות הפרטית, ועזר להפצתה בגרמניה. אולם השערתו של איינשטיין בדבר האפקט הפוטואלקטרי נדחתה על ידי פלאנק בתחילה; הוא סירב להתנער מהתאוריה המקובלת של מקסוול. ב-1910 הצביע איינשטיין על ההתנהגות החריגה של קיבול חום בטמפרטורות נמוכות במיוחד כדוגמה נוספת לתופעה שאינה מוסברת על ידי הפיזיקה הקלאסית. שנה מאוחר יותר ארגנו פלאנק וולטר נרנסט כנס בבריסל, כדי להבהיר ולפתור את הסתירות שהצטברו בין הפיזיקה הקלאסית והמודלים החדשים שהוצעו. בכנס זה הצליח איינשטיין לשכנע את פלאנק בתקפותן של התאוריות שלו. באותה תקופה קיבל פלאנק מינוי כדיקן אוניברסיטת ברלין, וניצל את השפעתו כדי להשיג לאיינשטיין מינוי במוסד (1914). השניים החלו בשיתוף פעולה פורה ואף הפכו לחברים קרובים.

בסוף שנות ה-20 ניסחו נילס בוהר ותלמידיו ורנר הייזנברג ווולפגנג פאולי את פרשנות קופנהגן, שנדחתה על ידי מדענים רבים לרבות פלאנק, שחשש כי תורת הגלים ומשוואת שרדינגר ידחקו את רגליה של מכניקת הקוונטים.

פוליטיקה[עריכת קוד מקור | עריכה]

בימים לאחר פרוץ מלחמת העולם הראשונה הוא נתן את שמו למנשר התשעים ושלושה שהכחיש את הטענות שגרמניה פתחה המלחמה, הפרה את הנייטרליות ובצעה פשעי מלחמה, ללא שידע את נוסח המנשר, אולם במהרה התחרט על כך. הוא הדגיש את הצדדים החיוביים של המלחמה, כמו האחדות של כל המפלגות בגרמניה והתבטא שהוא גאה להיות גרמני בתקופה כזאת. בתחילת 1915, כאשר וילהלם וין הוציא מנשר שקרא להחרמת כתבי עת בריטיים וטען שהבריטים גנבו גילויים של מדענים גרמניים וערבבו אמת ושקר, הוא סירב לחתום עליו מכיוון שראה בו הצהרה חסרת תועלת, הגם שהסכים עם תוכנו. בהמשך אותה שנה, בהשפעת הנדריק לורנץ, החל פלאנק לשנות את עמדותיו. במרץ 1915 הביע בשיחות פרטיות חרטה על חתימתו על מנשר התשעים ושלושה והסביר שחתם רק מפני שראה במלחמה, מלחמה על הקיום של גרמניה ורצה לשמור על האחדות הגרמנית. בתחילת 1916 הוא כתב ללורנץ מכתב הסבר על מנשר התשעים ושלושה בו כתב שהוא אינו עומד מאחרי כל מעשה של הצבא הגרמני. ביוני 1915 סירב לחתום על קריאה של 1,347 אנשי אקדמיה לסיפוח שטחים במערב ובמזרח לגרמניה. במקום זאת הוא חתם על מנשר נגדי שקרא לגבולות בני הגנה אך לא על ידי סיפוח וכן לרפורמות פנימיות בגרמניה‏[1].

בשנים שלאחר מלחמת העולם הראשונה החזיק פלאנק במספר משרות בכירות במוסדות הפיזיקה של גרמניה: אוניברסיטת ברלין, האקדמיה הפרוסית למדעים, DPS (החברה הגרמנית למדעים) ומכון הקייזר וילהלם (כיום מכון מקס פלאנק). ב-1920 הקים, יחד עם פריץ האבר, קרן שמטרתה לתמוך במחקרים שהתקשו להשיג מימון. תפקידיו הרבים גזלו את מלוא זמנו והוא כמעט ולא עסק במחקר בתקופה זו. הוא אף הצטרף כחבר למפלגת העם הגרמנית, מפלגה לאומית-ליברלית שהקים גוסטב שטרזמן.

כאשר עלו הנאצים לשלטון ב-1933, היה פלאנק כבר בן 74. הוא ראה כיצד חברים ועמיתים יהודים רבים מושפלים ומאבדים את משרותיהם, ואחרים עוזבים את גרמניה. הוא ניסה לשכנע את עמיתיו להישאר במדינה, באמונה כי המשבר הוא זמני ויחלוף במהרה. אוטו האן ניסה לשכנעו לנסח הצהרה נגד היחס למדענים היהודים, אך תשובתו של פלאנק הייתה "אם תצליח למצוא 30 ג'נטלמנים כאלו, יקומו מחר 150 אחרים שיצאו כנגדם, בשל רצונם לתפוס את המשרות שייתפנו". תחת הנהגתו של פלאנק, נמנע מכון הקייזר וילהלם מעימותים עם המפלגה הנאצית, למעט רדיפתו של פריץ האבר: פלאנק אף ניסה לדון בנושא עם היטלר עצמו אך נחל כישלון; האבר נאלץ לברוח מגרמניה ונפטר בגלות. יחד עם זאת, הוא הצליח בסתר להשאיר מספר מדענים יהודים במשרותיהם במוסדות המכון. כאשר עמדה כהונתו כראש המכון להסתיים, ב-1936, הופעלו עליו לחצים על ידי הנאצים שלא להגיש את מועמדותו לכהונה נוספת.

באפריל 1938, במענה לשאלתו של לודוויג גאורג ביברבך בהתייחס לישי שור, מדוע עדיין יש יהודים באקדמיה הגרמנית, כתב פלאנק כמזכיר המכון שהוא יטפל בעניין, אך לאחר כמה ימים הגיש שור את התפטרותו. השערות שונות הועלו לגבי המניע מאחורי מעשה זה של פלאנק, החל בשיתוף פעולה עם הנאצים וכלה ברצון לפטר את שור באופן מכובד‏[2].

מעמדו של פלאנק בגרמניה הנאצית המשיך להידרדר; יוהנס שטארק קרא לפלאנק ולמדענים נוספים להפסיק ללמד את תורותיו של איינשטיין וקרא להם "יהודים לבנים". המוסד הנאצי הממשלתי למדע (Hauptamt Wissenschaft) החל בחקירת מוצאו של פלאנק, אך כל שמצאו היה כי הוא רק "1/16 יהודי". בסוף שנת 1938 איבדה האקדמיה הפרוסית למדעים את עצמאותה, והנאצים השתלטו עליה. פלאנק הביע את מחאתו כשהתפטר מנשיאות המוסד.

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]

הערות שוליים[עריכת קוד מקור | עריכה]


יחידות פלאנק הבסיסיות

אורך פלאנקמסת פלאנקזמן פלאנקמטען פלאנקטמפרטורת פלאנקיחידות נוספות