Welt der Naturwissenschaften

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PLANCKS KONSTANTE



Vor 150 Jahren, am 23. April 1858, wurde Max Karl Ernst Ludwig Planck in Kiel geboren. Von ihm ist die herrliche Geschichte überliefert, dass ihm sein Lehrer geraten hatte, nicht Physik zu studieren, weil in dieser Wissenschaft bis auf ein paar Kleinigkeiten alles geklärt sei. Trotz dieses Ratschlages ging Planck an die Universitäten München und Berlin, um Physik zu studieren. 1885 wurde er Professor für Physik an der Universität Kiel, von 1888 bis 1928 an der Universität Berlin.

Planck beschäftigte sich unter anderen mit der Schwarzkörperstrahlung. Schwarze Körper werden in der experimentellen Physik durch einen dunklen Hohlraum mit einer kleinen Öffnung dargestellt. Strahlung gelangt in den schwarzen Körper, wird absorbiert und bildet im Inneren ein Wärmegleichgewicht. Die Strahlung von schwarzen Körpern erweckte damals die Neugier der Physiker, weil die Strahlungsverteilung rätselhaft war. Die Schwarzkörperstrahlung hing nicht vom Material son-dern nur von der Temperatur ab. Oberhalb von 600 Grad Celsius beginnt ein schwarzer Körper rot, später weiß zu glühen.

1899 führten die deutschen Physiker Otto Lummer und Ernst Pringsheim sorgfältige Messreihen mit schwarzen Körpern durch und veröffentlichten ihre Ergebnisse. Max Planck untersuchte daraufhin die Energieverteilung mathematisch mit Hilfe von Differenzialgleichungen. Dabei machte er eine erstaunliche Entdeckung: Energie wird nicht kontinuierlich übertragen sondern in winzigen „Paketen“. Das Konzept der Quanten war geboren.

Bei der Weiterentwicklung seiner Theorie fand Planck eine universelle Naturkonstante, die als „Plancksches Wirkungsquantum“ bekannt wurde. Während die Ein-steinformel E = mc2 (Energie ist Masse mal Lichtgeschwindigkeit zum Quadrat) als berühmtestes Gesetz der Physik gilt, kann die weniger bekannte Planckformel E = hf (die Quantenenergie ist die Planck-Konstante mal der Strahlungsfrequenz) den zweiten Platz beanspruchen.

Plancks Entdeckung schien auf den ersten Blick die Wellennatur des Lichtes zu widerlegen, das war aber nicht der Fall. Heute weiß man, dass alle elektromagnetischen Strahlungen (Röntgenstrahlen, Licht, Infrarot, Radiowellen usw.) die Eigenschaften von Wellen und Teilchen in sich vereinen. Dieses Phänomen ist unter dem Begriff „Welle-Teilchen-Dualismus“ bekannt geworden. Plancks Entdeckung bildete die Grundlage für ein neues und äußerst erfolgreiches Gebiet der Physik – die Quantenmechanik.

Planck erhielt viele Ehrungen für seine Arbeit, darunter 1918 den Nobelpreis für Physik. Als Kritiker des nationalsozialistischen Regimes wurde Planck aus allen Ämtern gedrängt, aber nach dem 2. Weltkrieg rehabilitiert.




© 2008 Rudolf Öller, Bregenz

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