-50 zł na pierwszy box #smartDzieciaki

Sprawdź nasz program naukowy #smartDzieciaki – pierwszy miesiąc subskrypcji z rabatem -50 zł z kodem starter

Nauka przez zabawę

Eksperymenty są zaprojektowane przez naukowców związanych z Polską Akademią Nauk i własnoręcznie testowane przez dzieci.

Dostawa subskrypcji 0 zł!

Zestawy subskrypcyjne w modelu subskrypcji co miesięcznej oraz w pakietach dostarczamy za 0 zł.

SmartBee Club

Katastrofa w nadfiolecie początkiem nowej fizyki

W dziewiętnastym wieku wiele się działo. Przede wszystkim rozwijała się technologia i rósł przemysł. Rewolucja przemysłowa kwitła i następowało wiele zmian społecznych. Również w nauce dokonywano kolejnych odkryć, które miały ogromne znaczenie dla całej cywilizacji. Niestety, w nauce nie wszystko szło dobrze. Nie chodzi tu może o same odkrycia – nowych odkryć było co niemiara – ale o samo podejście wielu uczonych do samej nauki, w szczególności do fizyki.

W drugiej połowie dziewiętnastego wieku wielu fizyków światowej sławy uważało, że zbliża się koniec rozwoju tej dziedziny. Często padały stwierdzenia, że niemal wszystko w fizyce zostało już odkryte i pozostało tylko parę drobnych problemów, które z czasem na pewno zostaną rozwiązane. (Jak już pewnie się domyślacie, grubo się mylono). Jednym z tych problemów było promieniowanie rozgrzanych ciał. Wiedziano oczywiście, że gdy coś jest gorące to świeci, ale dokładne określenie tego jak świeci wymykało się zrozumieniu. Próbowano to wyjaśnić za pomocą znanych praw, które teraz zwiemy fizyką klasyczną, lecz nie dawało to dobrych rezultatów. Żeby nieco lepiej zrozumieć, o co tu chodzi napiszmy, jakie były postępy w badaniach tego zjawiska.

Dziewiętnasty wiek związany był z przemysłem – maszynami, silnikami, wytapianiem stali i szkła. Bardzo ważne było wtedy zagadnienie ciepła. Dlatego zaczęto coraz dokładniej przyglądać się świecącym od ciepła przedmiotom. Najpierw niemiecki fizyk Wilhelm Wien odkrył, że maksymalne natężenie promieniowania elektromagnetycznego (w świetle widzialnym to po prostu „najjaśniejszy kolor”) zależy od temperatury i sformułował równanie, które znamy obecnie jako prawo Wiena. Niedługo później dwóch fizyków Jozef Stefan (Stefan to nazwisko) i Ludwig Boltzmann odkryło, że strumień promieniowania wysyłanego przez ciało w jednej sekundzie zależy od temperatury podniesionej do czwartej potęgi (temperatura razy temperatura razy temperatura razy temperatura). To było już duże osiągnięcie, które po pewnym czasie wywołało poruszenie w świecie naukowym. Do pracy przystąpili inni wybitni fizycy, w tym John Rayleigh oraz matematyk i astronom James Jeansa. Określili oni prawo, które zgodnie z panującymi przekonaniami powinno opisywać, jak dokładnie promieniują rozgrzane ciała. Prawo Rayleigha-Jeansa okazało się jednak błędnie przewidywać rozkład promieniowania, a nawet gorzej – z samej teorii wynikało, że energia wypromieniowywana przez rozgrzane ciało powinna być nieskończona, co oczywiście jest niemożliwe. Rozbieżności najbardziej rzucały się w oczy dla promieniowania o małej długości fali, (niewidocznym dla ludzkiego oka nadfiolecie). Sprzeczność prawa Rayleigha-Jeansa z wcześniejszymi prawami i wynikami eksperymentów nazwano groźnie katastrofą w nadfiolecie.

Zdano sobie sprawę, że zagadnienie promieniowania ciała doskonale czarnego jest znacznie trudniejsze niż się spodziewano i coś w tym wszystkim nie gra. Wielu wybitnych fizyków tamtych czasów zastanawiało się nad tym problemem i próbowało znaleźć błędy w równaniach lub rozumowaniu swoich poprzedników. Jednym z nich był profesor Max Planck. Po pięciu latach pracy teoretycznej wysunął on wniosek, że wypromieniowywana z rozgrzanego ciała energia zachowuje się inaczej niż dotychczas sądzono. Konkretnie chodziło tu o to, że energia ta nie jest ciągła (jak np. ciągły strumień wody), a podzielona na niewielkie porcje (jak np. krople wody). Porcje te Planck nazwał kwantami. Były one niezwykle małe, a jednak kluczowe dla zrozumienia eksperymentów.

Planck znalazł rozwiązanie zagadki ciała doskonale czarnego tuż przed końcem wieku, w grudniu roku tysiąc dziewięćsetnego. Jego odkrycie zrewolucjonizowało fizykę. To właśnie prawo Plancka rozpoczęło erę mechaniki kwantowej. Gdyby nie to odkrycie nie mielibyśmy praktycznie całej współczesnej elektroniki: komputerów, smartfonów, czy satelitów. Jego badania przyczyniły się także do rozwoju innych dziedzin nauki.

Na koniec warto jeszcze wspomnieć o drugim ważnym odkryciu Maxa Plancka. Dotyczy ono nie nauki, a człowieka. Niedługo po opublikowaniu swoich prac do Plancka odezwał się pewien młody fizyk bez znaczącego tytułu i posady na uczelni. Nie zważając na te braki, Planck docenił jego inteligencję i wyniki badań, a następnie pomógł mu wejść do świata wielkiej fizyki. Tym młodym fizykiem był Albert Einstein – jeden z najwybitniejszych umysłów wszech-czasów…

Ta strona używa plików „cookies". Więcej informacji.

Ta strona używa plików „cookies". Informacji zarejestrowanych w plikach "cookies" używamy m.in. w celach reklamowych i statystycznych oraz w celu dostosowania naszych serwisów do indywidualnych potrzeb Użytkowników. Możesz zmienić ustawienia dotyczące "cookies" w swojej przeglądarce internetowej. Jeżeli pozostawisz te ustawienia bez zmian pliki cookies zostaną zapisane w pamięci urządzenia. Zmiana ustawień plików "cookies" może ograniczyć funkcjonalność serwisu.

Zamknij