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FilosofíaFísicaBiografía

Planck, Max Karl (1858-1947).

Max Planck.

Físico alemán nacido el 23 de abril de 1858 en Kiel, y muerto el 3 de octubre de 1947 en Göttingen. Está considerado como el fundador de la Física Cuántica. Recibió el Premio Nobel de Física en 1918 por sus aportaciones fundamentales a la Física.

Planck estudió en las Universidades de Munich y Berlín, donde tuvo como profesores a Kirchoff y Helmholtz, otros grandes físicos de la época. Trabajó como profesor primero en Munich, luego en Kiel y, más tarde, en Berlín, hasta 1926, año en que se retiró.

En 1900 publicó su solución al problema de la radiación del cuerpo negro, solución que se basa en la idea de que la energía emitida por un átomo o molécula no puede tomar cualquier valor de un conjunto continuo de valores sino sólo unos valores concretos. Esto significa que los átomos o moléculas emiten energía de forma escalonada, es decir, no emiten un flujo continuo sino fragmentos, cantidades discretas, a las que Planck llamó cuantos, raciones o paquetes de energía.

Éste no fue únicamente el trabajo más importante de Planck sino uno de los más importantes en la historia de la Física, pues dio lugar a toda una rama nueva que fue capaz de explicar muchos fenómenos que no se podían explicar con la Física Clásica. Einstein se basó en las ideas de Planck para poder explicar el efecto fotoeléctrico, la capacidad que tiene la luz de cierta longitud de onda para arrancar electrones de la superficie de algunos metales.

Planck era respetado por sus colegas no sólo por su importantísima contribución a la Física sino también por sus cualidades personales. Durante el gobierno nazi de Alemania consideró que era su deber permanecer en su país, a pesar de enfrentarse a muchos problemas debido a su oposición a la política que Hitler estaba llevando a cabo, en especial en lo que respecta a los judíos, quienes sufrieron terriblemente por culpa de la ascensión al poder de los nazis.

En las últimas semanas de la guerra su casa fue destruida durante un bombardeo y, un año antes, uno de sus hijos había sido ejecutado por participar en un intento fallido de asesinar a Hitler.

Planck, además de uno de los físicos más importantes del siglo pasado, fue un experto pianista y se dice que consideró seriamente la posibilidad de dedicarse a la música como carrera profesional.

Murió en Göttingen poco después de acabada la II Guerra Mundial, el 3 de octubre de 1947.

El problema de la radiación del cuerpo negro

Planck fue el primero en resolver el problema de la radiación del cuerpo negro. El problema de la radiación del cuerpo negro era un problema que había tenido ocupados a los físicos durante todo el s. XIX y que no había podido ser resuelto aplicando lo que se sabía de Física en aquellos tiempos.

Planck resolvió este problema porque fue el primero en utilizar una idea completamente nueva, según la cual los cuerpos no emiten y absorben cualquier cantidad de energía sino sólo ciertas cantidades múltiplos de una energía fundamental. Es decir, según esta idea la energía no se absorbe y se emite como un flujo continuo sino fragmentado. A estos fragmentos o paquetes de energía, Planck les llamó cuantos.

La radiación del cuerpo negro

Los cuerpos emiten energía por el mero hecho de hallarse a cierta temperatura. Un cuerpo a 500 ºC emitirá más energía que otro que se encuentre a 30 ºC. La energía que emiten debido a su temperatura, si la temperatura es lo suficientemente alta, se puede percibir en forma de luz (como en el caso del Sol o de una barra de hierro al rojo vivo), pero normalmente no podemos percibirla de forma alguna pues carecemos de sentidos que sean sensibles a ella. Por ejemplo, el cuerpo humano emite energía por estar entre 36 y 37 ºC pero lo hace en un rango de colores que nuestros ojos no pueden percibir.

Los colores que habitualmente percibimos en los objetos son debidos en la inmensa mayor parte de los casos a la luz que reciben de fuentes luminosas, como el Sol o una bombilla, y que reflejan. Cuando la energía que emite un cuerpo es debido únicamente a su temperatura, no porque refleja la que le llega de otros cuerpos, entonces se dice de él que es un cuerpo negro.

La energía que emite un cuerpo negro no es de un único color, aunque siempre haya uno predominante (por ejemplo, en el caso del Sol es el amarillo; cuando al amanecer o al atardecer lo vemos naranja o rojo es debido a la atmósfera de la Tierra).

Es decir, la energía que emite un cuerpo negro se reparte en diferentes <NOTA Es decir, en diferentes longitudes de onda>colores</NOTA>. El conjunto de todos los colores posibles se llama espectro y uno de los principales problemas de la Física del s. XIX fue determinar cómo se repartía la energía que emitían los cuerpos negros en el abanico de colores posibles del espectro: es decir, cuánta energía le tocaba a cada color.

Grandes físicos de aquel tiempo habían obtenido soluciones erróneas al aplicar lo que se sabía de física a este problema.

Planck lo abordó de una forma completamente nueva y supo dar con la solución correcta, a partir de la cual se podía predecir cuánta energía radiaba un cuerpo en función de su temperatura y en qué color emitía más energía.

De la misma forma que el químico Dalton había propuesto que cualquier objeto material que percibiéramos con nuestros sentidos era en realidad una agrupación de partículas minúsculas, Planck propuso que la energía sólo podía ser absorbida o cedida por los átomos de forma escalonada, es decir, en cantidades discretas y no continuas. A la mínima cantidad de energía que podía ser absorbida o cedida le llamó cuanto de energía- Un cuanto de energía es un paquete de energía que intercambia un átomo con otro, por ejemplo, o un átomo con su entorno. Estos paquetes son cantidades diminutas de energía y es debido únicamente a que hay muchos átomos intercambiando muchos paquetes al mismo tiempo por lo que nos da la impresión de que la luz del día, por ejemplo, es una corriente continua de energía.

Planck tuvo esta idea influido por su amigo Boltzmann y después de muchos años de estudio dedicado a los intercambios de energía entre cuerpos.

Autor

  • Claudia