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Teubner-Studienbücher. Physik

Einführung

Gerhard Heber, Gerhard‐Wilhelm Weber

Published Jan 1, 1960• 0 citations
Publisher

Abstract

Als Geburtstag der Quantentheorie muß man den 14. 12. 1900 bezeichnen. An diesem Tage begründete nämlich Max Planck vor der Preußischen Akademie der Wissenschaften in Berlin seine zwei Monate vorher angegebene Formel für die Temperatur- und Frequenzabhängigkeit der Intensität der Wärmestrahlung und führte dabei erstmals die berühmt gewordene Plancksche Quantenhypothese ein.

DOI
10.1007/978-3-322-92738-5_1

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Quantentheoretische Ansätze bis 1925

Ulrich Röseberg

Die Plancksche Quantenhypothese mußte zunächst als ad-hoc Annahme zur Begründung einer im Rahmen bisheriger theoretischer Vorstellungen nicht abzuleitenden, aber empirisch belegten Formel gelten. Daß diese Annahme auch für andere Bereiche der Physik von Belang sein konnte, war kaum anzunehmen, wenn man sich ihre Einführung in die Theorie der Hohlraumstrahlung vergegenwärtigte. Bis 1905 blieb sie daher im wesentlichen eine nicht weiter diskutierte Voraussetzung im Rahmen einer speziellen Arbeit von Planck.

Vieweg+Teubner eBooks•Jan 1, 1978•0 citations

Fallbeispiele

Donald S. L. Cardwell

Am Anfang des 20. Jahrhunderts hatten in der Physik zwei bemerkenswerte Fortschritte stattgefunden, die zusammen einer wissenschaftlichen Revolution gleichkamen. 1901 hatte der deutsche Physiker Max Planck (1858—1947) seine Quantentheorie veröffentlicht. Ihr Ziel war es, die Energieverteilung, die man in der Wärmestrahlung eines heißen „schwarzen“ Körpers1 beobachtete, mit der anerkannten Theorie in Einklang zu bringen, derzufolge die Energie mit kürzer werdenden Wellenlängen unbegrenzt anwachsen sollte. Die Experimente zeigten, daß die abgestrahlte Energiemenge stark von der theoretisch vorhergesagten abwich: Die abgestrahlte Energie erreicht je nach Temperatur bei einer bestimmten Wellenlänge ein Maximum (beträgt die Temperatur z.B. 2500 K, so liegt das Maximum bei einer Wellenlänge von 2 μm) und fällt zu noch kürzeren Wellenlängen hin wieder ab. Planck entdeckte eine Formel, welche die experimentellen Ergebnisse wiedergeben konnte. Diese Formel beruhte auf der von ihm aufgestellten „Quantenhypothese“, die besagt, daß Strahlungsenergie gewissermaßen nur in Paketen gestaffelt emittiert oder absorbiert werden kann, wobei die Größe der Pakete durch das Produkt aus der Frequenz und einer neuen Konstanten h — des Planckschen Wirkungsquantums — gegeben ist. Planck hielt diese Lösung des Problems zunächst nur für einen vorübergehenden Notbehelf, denn eine diskontinuierliche Energieaufnahme oder -abgabe widersprach dem bis dahin geltenden physikalischen Weltbild. Sie wurde aber in völligem Gegensatz zu Plancks Erwartung zu einem Hauptpfeiler der Physik des 20. Jahrhunderts, da sie auch viele andere wichtige Probleme zu lösen vermochte und in ihrer Vorhersagekraft zunehmend besser verstanden wurde.

Vieweg+Teubner eBooks•Jan 1, 1997•0 citations

Einführung

Werner R. Theis

ZusammenfassungDie Quantentheorie ist die umfassende Rahmentheorie für die Beschreibung aller bisherigen physikalischen Erfahrungen. Sie enthält die sogenannte klassische Physik als Teilgebiet. Den Anstoß, die klassische Physik zu erweitern, d. h. gewisse in ihr vorausgesetzte Vorstellungen aufzugeben, gab Max Planck im Jahre 1900 durch seine Interpolation der beiden Formeln für die Hohlraumstrahlung hoher bzw. niedriger Frequenzen. Er begründete danach seine experimentell bestätigte Interpolationsformel durch die von der klassischen Elektrodynamik abweichende Annahme, elektromagnetische Strahlung der Frequenz ω könne nur in Vielfachen der Energiequanten ε = ħω abgegeben werden. ħ ist dabei eine neue fundamentale Konstante der Physik. Sie heißt Plancksches Wirkungsquantum und konnte schon aus den Strahlungsmessungen genähert bestimmt werden. Ihr Wert beträgt.Open image in new window

Vieweg+Teubner eBooks•Jan 1, 1985•0 citations

Einleitung

F. Selleri

Die Debatte über die Grundlagen der Quantentheorie, die auf eine mehr als fünfzigjährige Tradition zurückblickt, war in zwei Perioden besonders intensiv, nämlich unmittelbar nach der Begründung der Quantentheorie und wiederum in den letzten Jahren. An die Frühzeit der Quantenphysik erinnerte Max Born in seiner Rede, die er anläßlich der Verleihung des Nobelpreises im Jahre 1954 hielt. Er beschrieb die tiefgreifende Meinungsverschiedenheit, die die berühmtesten Quantentheoretiker in zwei Lager schied1 : „Wenn ich sagte, die Physiker hätten die damals von uns entwickelte Denkweise angenommen, so war ich nicht ganz korrekt : es gibt ein paar sehr bemerkenswerte Ausnahmen, und zwar gerade unter den Männern, die am meisten zum Aufbau der Quantentheorie beigetragen haben. Planck selbst gehörte zu den Skeptikern bis zu seinem Tode. Einstein, de Broglie und Schrödinger haben nicht aufgehört, das Unbefriedigende der statistischen Interpretation der Quantenmechanik zu betonen.“

Vieweg+Teubner eBooks•Jan 1, 1983•0 citations

Die Entstehung und bisherige Entwicklung der Quantentheorie. Nobel‐Vortrag, gehalten vor der Königlich Schwedischen Akademie der Wissenschaften zu Stockholm am 2. Juni 1920 von Max Planck. 32 Seiten. Verlag von Joh. Ambr. Barth, Leipzig 1920. Preis geh. 4 Mk

Ferencz Jüttner

Zeitschrift für Elektrochemie und angewandte physikalische Chemie•Dec 1, 1921•6 citations

Am siebten Tag des Monats erschien ein neuer Stern

In den Jahren zwischen der Entdeckung der Quanten durch Max Planck, deren Aufnahme in die physikalische Wirklichkeit durch Einstein und der Formulierung des Komplementaritätsprinzips durch Bohr war in der Physik eine eigenartige Situation eingetreten. Die merkwürdige zweigespaltene Natur des Lichtes, so wie Einstein sie sah, schien vielen einfach zu unglaublich, als dass sie hätte wahr sein können.

Birkhäuser Basel eBooks•Nov 26, 2007•0 citations
Als Geburtstag der Quantentheorie muß man den 14. 12. 1900 bezeichnen. An diesem Tage begründete nämlich Max Planck vor der Preußischen Akademie der Wissenschaften in Berlin seine zwei Monate vorher angegebene Formel für die Temperatur- und Frequenzabhängigkeit der Intensität der Wärmestrahlung und führte dabei erstmals die berühmt gewordene Plancksche Quantenhypothese ein.
Die Plancksche Quantenhypothese mußte zunächst als ad-hoc Annahme zur Begründung einer im Rahmen bisheriger theoretischer Vorstellungen nicht abzuleitenden, aber empirisch belegten Formel gelten. Daß diese Annahme auch für andere Bereiche der Physik von Belang sein konnte, war kaum anzunehmen, wenn man sich ihre Einführung in die Theorie der Hohlraumstrahlung vergegenwärtigte. Bis 1905 blieb sie daher im wesentlichen eine nicht weiter diskutierte Voraussetzung im Rahmen einer speziellen Arbeit von Planck.
Am Anfang des 20. Jahrhunderts hatten in der Physik zwei bemerkenswerte Fortschritte stattgefunden, die zusammen einer wissenschaftlichen Revolution gleichkamen. 1901 hatte der deutsche Physiker Max Planck (1858—1947) seine Quantentheorie veröffentlicht. Ihr Ziel war es, die Energieverteilung, die man in der Wärmestrahlung eines heißen „schwarzen“ Körpers1 beobachtete, mit der anerkannten Theorie in Einklang zu bringen, derzufolge die Energie mit kürzer werdenden Wellenlängen unbegrenzt anwachsen sollte. Die Experimente zeigten, daß die abgestrahlte Energiemenge stark von der theoretisch vorhergesagten abwich: Die abgestrahlte Energie erreicht je nach Temperatur bei einer bestimmten Wellenlänge ein Maximum (beträgt die Temperatur z.B. 2500 K, so liegt das Maximum bei einer Wellenlänge von 2 μm) und fällt zu noch kürzeren Wellenlängen hin wieder ab. Planck entdeckte eine Formel, welche die experimentellen Ergebnisse wiedergeben konnte. Diese Formel beruhte auf der von ihm aufgestellten „Quantenhypothese“, die besagt, daß Strahlungsenergie gewissermaßen nur in Paketen gestaffelt emittiert oder absorbiert werden kann, wobei die Größe der Pakete durch das Produkt aus der Frequenz und einer neuen Konstanten h — des Planckschen Wirkungsquantums — gegeben ist. Planck hielt diese Lösung des Problems zunächst nur für einen vorübergehenden Notbehelf, denn eine diskontinuierliche Energieaufnahme oder -abgabe widersprach dem bis dahin geltenden physikalischen Weltbild. Sie wurde aber in völligem Gegensatz zu Plancks Erwartung zu einem Hauptpfeiler der Physik des 20. Jahrhunderts, da sie auch viele andere wichtige Probleme zu lösen vermochte und in ihrer Vorhersagekraft zunehmend besser verstanden wurde.
ZusammenfassungDie Quantentheorie ist die umfassende Rahmentheorie für die Beschreibung aller bisherigen physikalischen Erfahrungen. Sie enthält die sogenannte klassische Physik als Teilgebiet. Den Anstoß, die klassische Physik zu erweitern, d. h. gewisse in ihr vorausgesetzte Vorstellungen aufzugeben, gab Max Planck im Jahre 1900 durch seine Interpolation der beiden Formeln für die Hohlraumstrahlung hoher bzw. niedriger Frequenzen. Er begründete danach seine experimentell bestätigte Interpolationsformel durch die von der klassischen Elektrodynamik abweichende Annahme, elektromagnetische Strahlung der Frequenz ω könne nur in Vielfachen der Energiequanten ε = ħω abgegeben werden. ħ ist dabei eine neue fundamentale Konstante der Physik. Sie heißt Plancksches Wirkungsquantum und konnte schon aus den Strahlungsmessungen genähert bestimmt werden. Ihr Wert beträgt.Open image in new window
Die Debatte über die Grundlagen der Quantentheorie, die auf eine mehr als fünfzigjährige Tradition zurückblickt, war in zwei Perioden besonders intensiv, nämlich unmittelbar nach der Begründung der Quantentheorie und wiederum in den letzten Jahren. An die Frühzeit der Quantenphysik erinnerte Max Born in seiner Rede, die er anläßlich der Verleihung des Nobelpreises im Jahre 1954 hielt. Er beschrieb die tiefgreifende Meinungsverschiedenheit, die die berühmtesten Quantentheoretiker in zwei Lager schied1 : „Wenn ich sagte, die Physiker hätten die damals von uns entwickelte Denkweise angenommen, so war ich nicht ganz korrekt : es gibt ein paar sehr bemerkenswerte Ausnahmen, und zwar gerade unter den Männern, die am meisten zum Aufbau der Quantentheorie beigetragen haben. Planck selbst gehörte zu den Skeptikern bis zu seinem Tode. Einstein, de Broglie und Schrödinger haben nicht aufgehört, das Unbefriedigende der statistischen Interpretation der Quantenmechanik zu betonen.“