Max Planck (1858 - 1947)
Nacque
a Kiel nel 1858, morì a Göttingen nel 1947. Prediletto dai suoi maestri, fu
sempre considerato fin dagli studi liceali una mente chiara, logica e
polivalente. Nominato professore di fisica teorica nell’Università di
Berlino, si dedicò, soprattutto perché interessato dalle prime lampade a
incandescenza, allo studio dei problemi termodinamici connessi con
l’irraggiamento. Il 14 dicembre del 1900, con la pubblicazione del suo primo
lavoro sulla teoria quantistica, rappresenta la data di nascita della fisica
moderna. Il concetto di discontinuità, caratterizzato dal cosiddetto quanto
d’azione h, ha mutato infatti la descrizione dei fenomeni
microscopici. Proprio per questa teoria nel 1918 Planck ebbe il premio Nobel.
Rivoluzionario suo malgrado, egli era quasi convinto che il concetto di quanto
fosse solo una “fortunata violenza puramente matematica contro leggi della
fisica classica”. Durante le sue ricerche sulla radiazione emessa dal corpo
nero egli avanzò l'ipotesi che
l'energia venisse irraggiata in quantità discrete che chiamò quanti. Il corpo
nero è un corpo ideale che ha la proprietà di assorbire completamente la
radiazione incidente sulla sua superficie. Sebbene non esista nella realtà un
corpo dotato di tale proprietà, una superficie annerita con nerofumo
costituisce una buona approssimazione del concetto teorico, potendo assorbire
fino al 97% circa della radiazione incidente. Un comportamento simile a quello
del corpo nero può essere anche quello di una cavità comunicante con l'esterno
soltanto attraverso un microscopico foro: in questo caso, la radiazione che
penetra nella cavità subisce un gran numero di riflessioni sulle pareti
interne, prima di poter riemergere dal forellino; è più probabile quindi che
venga completamente assorbita nell’urto contro le pareti interne della cavità,
piuttosto che riuscire a uscire dal forellino da cui è penetrata.
Un
corpo nero, comunque, emette radiazioni elettromagnetiche nella misura in cui è
dotato di energia termica, vale a dire si trova a una determinata temperatura.
La
legge (teoria quantistica) di Planck afferma che l'energia di un singolo quanto
è uguale alla frequenza della radiazione moltiplicata per una costante
universale, nota come costante di Plank:
E = h υ
( h = costante di Plank – υ = frequenza
dell’onda)
Benché
effettivamente rivoluzionaria, la teoria proposta, che era formulata su basi
empiriche e matematiche, fu considerata un'ipotesi ad hoc per spiegare
fenomeni di difficile interpretazione e non ottenne il riconoscimento che
meritava. Il valore dell'ipotesi di Planck fu reso evidente dall'attività di
Einstein che, nell'ambito della spiegazione dell'effetto fotoelettrico, riprese
il concetto di quanto e ne diede una definizione in termini fisici, compiendo
una quantizzazione della luce in fotoni.
La
teoria di Bohr (quantizzazione della materia) sulla struttura atomica fu al
contempo un ulteriore sviluppo e una conferma dell'ipotesi dei quanti, che deve
dunque essere considerata una tappa fondamentale nella storia della fisica
moderna. Essa infatti segnò la crisi della fisica classica e la nascita della
meccanica
Dopo
molte sofferenze spirituali e materiali, Planck trascorse gli ultimi anni di
vita a Göttingen, dove morì quasi novantenne. A conclusione vogliamo ricordare
un passo tratto dalla sua ultima conferenza tenuta alcuni mesi prima della
morte: “Chi è addetto alla costruzione delle scienze troverà la sua gioia e
la sua felicità nell’aver indagato l’indagabile e onorato
l’inosservabile”.