Max Planck terkenal tidak fotogenik. Maksudku lihat saja dia. Seperti yang pernah dikatakan oleh seorang penonton kepada saya, dia sepertinya telah menghilangkan humornya. Namun menurut orang-orang yang mengenalnya, Max Planck sebenarnya adalah orang yang menyenangkan, penuh humor lembut, energi luar biasa, dan kebaikan sejati. Seperti yang dikatakan Albert Einstein pada tahun 1918, "Hidup di sebelah Planck adalah suatu kebahagiaan." Jadi siapa Max Planck dan bagaimana serta mengapa dia merevolusi sains? Siap? Ayo pergi
Max Planck lahir sebagai Karl Ernst Ludwig Marx Planck (phew..) di Göttingen, Jerman pada tahun 1858. Dia berasal dari keluarga teolog dan cendekiawan, dan selalu menyukai musik dan sains. Bertahun-tahun kemudian, dia dengan penuh kasih mengingat bagaimana guru sekolah menengahnya mengilhami dia untuk mencintai hukum pertama termodinamika bahwa energi dilestarikan, dengan meminta murid-muridnya membayangkan energi dalam sebuah batu berat yang diangkat ke atas atap yang suatu hari mungkin "dilonggarkan dan dijatuhkan di atasnya". kepala seorang pejalan kaki."
Planck berpikir itu adalah revolusi untuk menemukan bahwa hukum memiliki validitas universal mutlak, independen dari semua agen manusia dan memutuskan bahwa pencarian hukum adalah "pengejaran ilmiah yang paling luhur dalam hidup." Sebagai seorang remaja dia belajar fisika di Universitas Munich di mana dia diberitahu oleh profesornya untuk meninggalkan fisika karena "semua hukum dasar telah ditemukan."
Tapi Planck mengabaikannya dan setelah tiga tahun di Munich, dia pergi ke Universitas Berlin, tempat beberapa ilmuwan top dunia berada. Secara khusus, Planck ingin belajar di bawah bimbingan Hermann Von Helmholtz dan Gustav Kirchhoff. Namun, Planck menemukan bahwa dia menyukai Helmholtz sebagai pribadi tetapi menganggap kuliahnya sangat buruk. Sedemikian rupa sehingga kelas Helmoltz menyusut menjadi hanya tiga siswa, termasuk Planck, yang tampaknya menghindari kesopanan.
Kirchhoff tidak jauh lebih baik dan Planck menyadari bahwa "Satu-satunya cara saya untuk memuaskan dahaga saya akan pengetahuan ilmiah tingkat lanjut adalah dengan membaca sendiri tentang topik yang menarik minat saya." Ini adalah bagaimana dia bertemu dengan karya ilmuwan Jerman lain bernama Rudolf Clausius Sekarang, Clausius telah menemukan ide entropi pada tahun 1854 dan nama "entropi" pada tahun 1865, dan telah mendefinisikan hukum kedua termodinamika menjadi "Entropi dari alam semesta cenderung maksimum."
Planck sama bersemangatnya dengan hukum kedua seperti halnya dengan hukum pertama. Dia bahkan mendapat gelar PhD dalam entropi ketika dia baru berusia 21 tahun pada tahun 1879, meskipun Helmholtz dan Kirchhoff tidak terkesan. Bertahun-tahun kemudian, Planck mengenang, "Helmholtz mungkin bahkan tidak membaca makalah saya. Kirchhoff secara tegas tidak menyetujui isinya." Tidak gentar, Planck mendedikasikan sisa hidupnya untuk mempelajari energi dan entropi. Saat berada di Munich, Max Planck jatuh cinta dengan Marie Merck, adik perempuan dari salah satu temannya.
Planck menunggu sampai dia mendapatkan jabatan profesor sebelum melamar, dan menunggu dan menunggu. Dalam biografinya, dia mengenang, "Saya menunggu selama bertahun-tahun dengan sia-sia untuk diangkat menjadi profesor dan memupuk keinginan untuk memenangkan reputasi di bidang sains. Enam tahun kemudian, dia akhirnya beruntung mendapatkan posisi di Universitas Kiel, mungkin dengan bantuan teman ayahnya.
Pada tahun 1887, dia akhirnya menikah dengan Marie Merck, dimana dia memiliki empat anak secara berurutan - Karl pada tahun 1888, si kembar, Emma dan Greta pada tahun 1889 dan Erwin pada tahun 1893. Planck adalah suami dan ayah yang berbakti dan menikmati menghabiskan waktu bersama keluarganya, pergi pada kenaikan maraton atau bermain musik. Dia menulis kepada seorang teman, "Betapa indahnya mengesampingkan segala sesuatu dan hidup sepenuhnya dalam keluarga."
Mantan murid Planck, Lisa Meitner mengenang, "Planck menyukai kebersamaan Marie yang santai dan rumahnya adalah pusat keramahan seperti itu." Dia menambahkan bahwa bahkan bertahun-tahun kemudian, dia akan bermain permainan tag maraton di halaman bersama murid-muridnya dan anak-anaknya. "Planck berpartisipasi dengan kegembiraan yang benar-benar kekanak-kanakan dan keahlian yang luar biasa. Hampir tidak mungkin untuk tidak ditandai olehnya dan betapa senangnya dia ketika dia menangkap seseorang."
Kira-kira pada waktu yang sama si kembar lahir, Gustav Kirchhoff meninggal dan Planck ditawari posisinya di Universitas Berlin, tempat Planck tinggal selama sisa kariernya. Di Berlin, Planck menjadi tertarik untuk menggunakan entropi, untuk menjelaskan percobaan yang dibuat oleh Gustav Kirchhoff yang sama, tiga puluh tahun sebelumnya, yang disebut radiasi benda hitam.
Planck mengenang, "Sungguh lelucon takdir yang aneh bahwa kurangnya minat rekan-rekan saya dalam entropi sekarang ternyata menjadi keuntungan langsung. Sementara sejumlah fisikawan luar biasa mengerjakan masalah ini, tidak ada yang memperhatikan metode yang diadopsi oleh Saya." Planck membutuhkan waktu enam tahun, tetapi pada tahun 1900, Planck dengan penuh kemenangan membuahkan hasil. Kemudian, seorang rekan kerja Planck memberinya kabar yang meresahkan.
Pada energi yang relatif rendah, persamaan yang baru saja diperoleh Planck dari persamaan fundamental tidak berhasil. Maka, Planck dengan cepat membuat persamaan baru, "yang sejauh yang saya lihat saat ini cocok dengan data pengamatan." Planck senang persamaannya berhasil, tetapi dia tidak senang karena tidak memiliki dukungan teoretis. Jadi dalam tindakan putus asa yang digambarkannya sendiri, dia beralih ke metode Ludwig Boltzmann dalam melihat statistik dengan molekul dan entropi.
Sebelumnya, Planck menolaknya karena dia tidak suka memperlakukan energi sebagai hukum probabilitas, tetapi dia kehabisan pilihan. Jadi, dia memutuskan untuk menghubungkan entropi, S, dengan probabilitas W, dengan logika berikut: Tapi kemudian, Planck punya masalah. Jika energi "dianggap sebagai kuantitas yang dapat dibagi terus menerus, distribusi ini dimungkinkan dalam banyak cara yang tak terhingga."
Untuk alasan itu, Planck membatasi energi yang akan dibuat dalam paket energi kecil dengan energi yang sama dengan h kali frekuensi konstan. Planck sangat senang dengan hasilnya, terutama untuk nilai k, yang saat ini disebut konstanta Boltzmann. Namun, Planck tidak terlalu memikirkan persamaannya di mana dia memasukkan energi cahaya ke dalam paket energi kecil atau mengkuantisasinya.
Mengukur energi, bagi Planck, adalah "asumsi murni formal dan saya tidak terlalu memikirkannya." Namun, dia menghabiskan bertahun-tahun mencoba yang terbaik "untuk menyatukan kuantum dasar tindakan h entah bagaimana ke dalam kerangka teori klasik. Tetapi dalam menghadapi semua upaya semacam itu, konstanta ini menunjukkan dirinya keras kepala", yang merupakan kata yang bagus , tapi saya tidak yakin saya mengucapkannya dengan benar.
Kemudian, pada bulan Maret 1905, Planck adalah editor makalah ilmiah utama Jerman dan dia mendapat makalah dari seorang ilmuwan tak dikenal bernama Albert Einstein. Einstein mengambil asumsi formal Planck tentang cahaya yang terdiri dari paket energi, sebagai pernyataan mendalam tentang sifat cahaya dan menggunakannya untuk menjelaskan berbagai fenomena, termasuk efek fotolistrik.
Anehnya, Planck sama sekali tidak terkesan dengan perkembangan Einstein atas idenya, meskipun ia membiarkannya dipublikasikan. Beberapa bulan kemudian, Planck menerima makalah lain dari Einstein, kali ini tentang relativitas khusus dan Planck terpesona. Faktanya, Planck menjadi orang pertama yang memberikan ceramah umum tentang relativitas khusus, memuji Einstein, tentu saja, mendedikasikan sebagian besar penelitiannya untuk itu dan menjadi orang pertama yang membuktikan bahwa Anda bisa mendapatkan ide relativitas umum dari prinsip-prinsip relativitas umum. tindakan paling sedikit.
Bertahun-tahun kemudian, Einstein mengenang, "Hal ini sebagian besar disebabkan oleh sikap tegas dan ramah Planck yang mendukung teori ini yang menarik perhatian begitu cepat di antara rekan-rekan saya di lapangan." Planck dan Einstein mulai menulis satu sama lain dan Planck mendorong Einstein untuk fokus pada relativitas dan membuang mekanika kuantum, permintaan yang diabaikan Einstein, mengerjakan kedua hal tersebut, serta bekerja enam hari seminggu di Kantor Paten.
Misalnya pada tahun 1907, Einstein menulis delapan makalah, termasuk salah satunya yang menggunakan gagasan Planck tentang unsur energi untuk memahami bagaimana zat padat memancarkan dan menyerap panas, dan makalah pertamanya tentang relativitas umum. Pada bulan Agustus 1909, Planck mengundang Einstein untuk memberikan ceramah umum pertamanya. Planck mungkin berharap Einstein akan berbicara tentang relativitas.
Tetapi sebaliknya, Einstein berbicara tentang mekanika kuantum, sekali lagi mendorong teori cahaya "yang dapat dipahami sebagai semacam peleburan teori gelombang dan partikel." Bertahun-tahun kemudian, seorang anggota hadirin mengenang bahwa, "pembicaraan itu tidak berhasil, karena ketua pertemuan itu adalah Planck dan dia segera mengatakan itu sangat menarik, tetapi dia tidak melakukannya. tidak terlalu setuju dengan itu."
Beberapa bulan setelah pembicaraan pertama Einstein, tragedi menimpa rumah tangga Planck. Istri Planck selama 23 tahun. Marie Planck meninggal karena TBC. Max Planck menguburkan istrinya dan memberi tahu sepupunya bahwa kuburannya adalah tempat, "Kebahagiaanku yang hilang sedang tidur." Planck berusia 51 tahun. Putra tertuanya berusia 21 tahun, si kembar berusia 20 tahun dan bungsunya baru berusia 16 tahun. Hubungannya semakin dekat dengan keluarganya, terutama si bungsu, Erwin.
Tapi kemudian, anak-anaknya kaget ketika satu setengah tahun kemudian dia menikah dengan sepupu mereka, keponakan mantan istrinya yang berusia 28 tahun, Marga von Hoesslin. Marga terus sesekali memanggil suaminya "paman Max", bahkan setelah menikah. Namun hubungan itu tampaknya lebih dari sekadar hubungan platonis, karena Marga melahirkan anak kelimanya, Hermann pada bulan Desember 1914.
Sementara itu pada tahun 1906, seorang ilmuwan Jerman bernama Walther Nernst muncul dengan ide yang mencengangkan saat mencoba membuat pupuk berbasis nitrogen. Nernst memutuskan bahwa dua istilah kimia menjadi identik secara asimtotik pada nol mutlak, yang tampaknya menyiratkan bahwa entropi juga akan secara asimtotik menjadi nol pada suhu nol mutlak, meskipun, Nernst benci berbicara tentang entropi.
Dalam beberapa bulan, teorema ini disebut sebagai hukum ketiga termodinamika. Planck menjadi ahli teori pertama yang mendukung Nernst dalam teorinya dan juga pada tahun 1910, menjadi orang yang mengetahui bahwa gagasan bahwa entropi menjadi nol tidak benar jika benda itu adalah senyawa atau terbuat dari lebih dari satu zat. Ini menulis ulang hukum ketiga menjadi "Entropi benda padat murni atau cairan murni mendekati nol pada 0 Kelvin."
Beberapa tahun kemudian Nernst membuat versi terakhirnya sendiri dari hukum ketiga menjadi, "Tidak mungkin untuk mendinginkan suatu benda hingga nol mutlak." Ilmuwan hingga saat ini masih memperdebatkan bentuk yang tepat dari hukum ini. Ngomong-ngomong, pada musim semi tahun 1910, Nernst membaca makalah Einstein tahun 1907 tentang penggunaan mekanika kuantum untuk mempelajari benda padat dan menyadari bahwa itu dapat digunakan sebagai validasi teoritis teorema panasnya dan dalam beberapa minggu,
Nernst mulai berbicara dengan raja soda kaya bernama Ernst Solvay tentang membuat konferensi tentang masalah kuantum, yang dibintangi Einstein. Nernst kemudian segera mengirimkan surat kepada Max Planck yang merinci seluruh rencana tersebut. Planck sedikit skeptis bahwa waktunya tepat, menulis bahwa, "Konferensi seperti itu akan lebih berhasil jika Anda menunggu sampai lebih banyak materi faktual tersedia."
Namun, Planck menambahkan bahwa, "Apa pun yang dilakukan dalam hal ini, saya akan sangat tertarik karena saya dapat mengatakan tanpa melebih-lebihkan bahwa selama sepuluh tahun, tidak ada sesuatu pun dalam fisika tanpa jeda yang menyerap, menggairahkan, dan menarik saya sebagai kuanta tindakan ini. " Nernst mengabaikan permintaan untuk menunda dan secara pribadi mengatur pertemuan sains internasional pertama yang disebut konferensi Solvay, dimulai pada bulan Oktober 1911.
Baik Planck maupun Nernst tidak tahu bahwa Einstein kurang bersemangat tentang konferensi itu daripada Planck. Lihat, dia telah mencoba menggabungkan kuanta aksi Planck h ke dalam persamaan Maxwell tanpa hasil. Tapi Planck dan Nernst terlalu terkenal untuk ditolak. Jadi, dia mengumpulkan apa yang dia katakan kepada temannya sebagai omong kosong untuk konferensi. Einstein mengira konferensi itu adalah bencana, tetapi peserta lainnya terpesona.
Baik Planck maupun Nernst menyadari bahwa Einstein adalah seorang superstar sains dan mereka dengan cepat memulai dorongan untuk membawanya ke Berlin. Pada bulan Juli 1913, Max Planck dan Walther Nernst secara pribadi melakukan perjalanan ke Zurich untuk menawarkan posisi plum kepada Einstein. Di Universitas Berlin, yang dia terima dengan penuh semangat karena melibatkan lebih sedikit pengajaran sehingga dia bisa dekat dengan sepupunya yang berselingkuh dengannya.
**Bleeehh**
Pokoknya, di Berlin, Einstein dan Planck menjadi teman yang sangat dekat, dan menghabiskan banyak malam bersama bermain musik. Einstein bermain biola, Planck bermain piano. Pada saat yang sama, Juli 1913, Max Planck dan Walther Nernst menawarkan pekerjaan kepada Einstein, seorang pemuda Denmark bernama Niels Bohr mendengar tentang konferensi Solvay. Dan itu mengilhami dia untuk membuat model atom baru menggunakan konstanta h Planck.
Makalah Bohr menghantam komunitas ilmiah, seperti petir. Lihat, orang sudah tahu sejak tahun 1800-an, bahwa gas panas tidak membuat pelangi cahaya, melainkan membuat frekuensi cahaya yang khas dan disebut garis spektral atau spektroskopi. Tampaknya logis bahwa jika cahaya datang dalam paket energi terkuantisasi kecil dan jika gas panas menghasilkan sedikit warna cahaya terkuantisasi, kedua hal itu harus terkait.
Nyatanya, jauh di bulan Februari 1909, Max Planck menulis dalam buku catatannya bahwa dia, "sepenuhnya yakin bahwa masalah garis spektral terkait erat dengan pertanyaan tentang sifat kuantum." Tapi tak seorang pun, termasuk Planck dan Einstein, yang berhasil melakukannya sebelumnya. Apa yang membuat model Bohr sangat berbeda adalah bahwa ia menyatakan bahwa energi yang dihasilkan cahaya tidak memberi tahu Anda apa pun tentang energi elektron itu sendiri, tetapi hanya memberi tahu Anda tentang perubahan energi kuantum saat ia melompat dari satu tingkat energi ke tingkat energi lainnya.
Dengan model baru Bohr, Anda dapat memprediksi garis spektral untuk hidrogen dan ion helium - helium dengan hanya satu elektron. Bahkan itu mencengangkan bagi para ilmuwan. 7 tahun kemudian, Planck menulis, "Bohr menemukan kunci yang telah lama dicari ke gerbang masuk ke negeri ajaib spektroskopi. Dan sekarang setelah jalan dibuka, tiba-tiba banjir pengetahuan baru mengalir ke seluruh bidang, termasuk bidang tetangga di fisika dan kimia."
Mekanika kuantum akan mengubah segalanya, dan Planck menjadi pusatnya - terkadang menginspirasi, dan bahkan membiayai, dan terkadang menahan pekerjaan Heisenberg, Schrodinger, Born, Laue, Meitner, Hahn, dan lainnya. Di tengah semua itu, Planck menderita, dan oh dia menderita, dengan serangkaian tragedi pribadi yang hidup melalui dua perang dunia dan depresi di antara keduanya. Dan cerita itu lain kali tentang penjinak petir.
Pemateri: Prof. Kathy Joseph
Judul Asli: Max Planck Biography with Depth and Humor
Sumber: https://www.youtube.com/@KathyLovesPhysics
Komentar
Posting Komentar