Benutzer:Rho/Planck

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Folgender Text stammt von meiner Homepage Madeasy und ist copyrightfrei.Rho 21:10, 3. Sep. 2014 (CEST)

Max Planck                     Ein Referat fürs Gymnasium

Gehalten ca 1972 von R.Hoffmann        

In den siebziger Jahren des neunzehnten Jahrhunderts erhielt ein Schüler des Maximiliangymnasiums in München folgende Bemerkung in sein Zeugnis:"Mit Recht der Liebling seiner Lehrer und seiner Mitschüler. Der Jüngste der Klasse und bei aller Kindlichkeit ein sehr klarer, logischer Kopf. Verspricht etwas Rechtes. " Der Lehrer, der das schrieb, hat seinen Schüler gut gekannt.Er wird aber damals nicht geahnt haben, in welchem Ausmaß sich seine Worte erfüllen würden. Der Junge, dem sie galten, hieß Max Planck. Bevor wir seinen Lebensweg in den wichtigsten Stationen nachgehen, möchte ich die Einleitungsworte anführen, die Max Born, einer seiner Schüler, in einer Arbeit über seinen Lehrer schrieb: "In der Entwicklung der Physik gibt es Ereignisse, die weit über den Kreis der Wissenschaft hinaus für das Schicksal der Menschen entscheidend sind. Nicht immer handelt es sich dabei um die Entdeckungen neuer Erscheinungen oder Kräfte, deren technische Anwendung die Macht des Menschen über die Natur vergrößert, sondern um gedankliche Umwälzungen in der Ausdeutung dieser Erscheinungen. Max Plancks Qantentheorie ist ein Beispiel für eine solche Revolution des physikalischen Denkens, die sich ihren Vorgängern würdig anschließt. Im 19. Jahrhundert ruhte die Physik auf zwei Pfeilern: der von Galilei und Newton begründeten Mechanik und der Theorie des magnetischen Feldes, die Maxwell aus Faradays experimentell gewonnenen Vorstellungen entwickelt hatte. Viele Physiker glaubten, dass diese beiden Gedankensysteme der Weisheit letzter Schluss seien." Dieser Ansicht war wohl auch der damalige Professor für Physik an der Universität München, Philipp von Jolly. An ihn hatte sich der 16-jährige Abiturient Planck mit der Frage nach den Aussichten des Physikstudiums gewandt. Er riet ihm nämlich ab mit der Begründung, dass in der Physik im wesentlichen schon alles erforscht sei, es gäbe nur einige Lücken aufzufüllen. Glücklicherweise ließ sich Planck von diesem Rat nicht beeinflussen. Er studierte in München und Berlin Physik. Er kam aus einer alten Familie, die zahlreiche Beamte, Rechtsgelehrte und Wissenschaftler hervorgebracht hatte. Einer seiner Vorfahren war Theologieprofessor in Göttingen, ein anderer war jener berühmte Rechtsgelehrte, der das Deutsche Bürgerliche Gesetzbuch entworfen hat. Sein Vater war ebenfalls ein bekannter Jurist. Aus dieser Tradition solider, verlässlicher, rechtlicher, idealistischer und vornehmer Menschen kam Max Planck und diese Eigenschaften waren auch die Grundzüge seines Charakters. Bei der Berufswahl schwankte er zwischen klassischer Philologie, Musik und Naturwissenschaften. Wie wir schon hörten, siegte das Interesse an der Physik. Aber sein ganzes Leben lang beschäftigte er sich z.B. auch mit Musik. Mit 21 Jahren schrieb er seine Doktordissertation, kurz darauf habilitierte er sich an der Universität München. Er arbeitete damals viel auf dem Gebiet der Thermodynamik. Diese Abhandlungen erschienen dann1897 gesammelt in einem Buch "Vorlesungen über Thermodynamik". Es ist dabei sehr interessant, dass darin jedes Wort so abgewogen umd jede Formulierung so wohlüberlegt ist, dass es fast ohne Änderungen noch heute im Gebrauch geblieben ist. Planck wurde als Professor nach Kiel berufen. Von dort kam er nach dem Tode Kirchhoffs auf dessen Lehrstuhl der theoretischen Physik nach Berlin. So war er nun im Mittelpunkt der damaligen wissenschaftlichen Welt und unter vielen bekannten Namen ist es vor allem seiner, der dieser Periode der Physik ihren Glanz verlieh. Wie kam es nun zu den Haupterkenntnissen, die zur sogenannten "Quantentheorie" führten? Wie andere Physiker vor ihm beschäftigte sich Planck mit der "Wärmestrahlung", also mit der Tatsache, dass erhitzte Körper Strahlen aussenden. Diese haben wie Sonnenstrahlen verschiedene Frequenzen. Ihn beschäftigte vor allem ein Sonderfall, die sogenannte schwarze Strahlung. Man erhitzt einen innen schwarzen Hohlraumkörper, läßt nur durch einen kleinen, nun fast absolut schwarzen Spalt die Strahlung austreten, die man mißt. Man kann nun bei den verschiedenen Temperaturen die Intensitätsverteilung der Wärmestrahlung messen, d.h. jeweils die mengenmäßige Aufteilung auf die einzelnen Wellenlängen, denn die Wärmestrahlung ist ja aus vielen Wellen der verschiedensten Längen aufgebaut. Eine mathematische Grundlage für diese Verteilung war aber nicht zu finden, trotzdem sich die Physiker darum bemühten. Es gab zwar eine Formel, die für das langwellige Ende des Spektrums stimmte, aber sonst versagte diese. Planck stellte nun auf Grund seiner Untersuchungen eine Strahlungsformel auf, die im ganzen Bereich galt. Er hatte jedoch für diese Formel noch keine theoretische Begründung. In der Sitzung der Berliner Physikalischen Gesellschaft am 19. Oktober 1900 gab er sie bekannt. Nun mußte Planck aber eine theoretische Untermauerung für seine Formael finden und in überraschend kurzer Zeit, am 14. Dezember 1900, konnte er die neue Ableitung der Strahlungsformel der Physikalischen Gesellschaft vorlegen. Das ist der Geburtstag der Quantentheorie und damit der Beginn einer neuen Periode der Physik überhaupt. Planck mußte dazu vollkommen neuartige Annahmen über die Wärme- und damit über die Energieausstrahlung machen, die einen grundsätzlichen Bruch mit den bis dahin herrschenden Überzeugungen bedeuteten. Diese Hypothesen können etwa so zusammengefaßt werden: Die Atome eines strahlenden Körpers geben die Strahlungsenergie nicht stetig, sondern nur in Portionen ganz bestimmter Größe ab. Daß gleiche gilt auch für die Aufnahme von Strahlen. Die Abgabe und Aufnahme von Strahlung erfolgt also unstetig. Die einzelnen Portionen bezeichnet man als Energiequanten. Diese Energiequanten besitzen aber nicht alle den gleichen Energiebetrag. Sie haben eine Energie, die sich zur Frequenz der Strahlen proportional verhält, d.h. wächst die Zahl der Wellenschwingungen pro Sekunde, so werden die Quanten energiereicher. Kurzwellige Strahlen sind also energiereicher, langwellige Strahlen energieärmer. Planck faßte daß in einer Formel zusammen :E = h * ny            E = Energie   ny = Wellenlänge. Für die Konstante h , die als Planksche Konstante bezeichnet wird, ergibt sich ein Wert von 6,625*10hoch34 Joule. Mit allen diesen Annahmen war der Grundsatz "Natura non facit saltus", alle Naturvorgänge verlaufen stetig, über den Haufen geworfen. Planck selbst nennt diese theoretische Begründung in einem Brief einen "Akt der Verzweiflung", denn von Natur aus bin ich friedlich und bedenklichen Abenteuern gegenüber abgeneigt." Und man spricht auch von ihm als einem "Revolutionär wider Willen". Und wieder lasse ich seinen Schüler Max Born über diese Zeit berichten. Er schreibt von Planck: "Die Reihe seiner Arbeiten zeugt nicht nur von Scharfsinn und Können, sondern auch von der Stärke seines Charakters, seinem unbeugsamen Willen, seinem unermüdlichen Fleiß und einer erstaunlichen Mischung von Umsicht und Geduld mit größter Kühnheit. Er war von Natur aus und nach der Tradition seiner Familie  konservativ, revolutionären Neuerungen abgeneigt und skeptisch gegen Spekulationen. Aber sein Glaube an die zwingende Kraft des auf Tatsachen gestützten logischen Denkens war so groß, daß er nicht zauderte, eine Behauptung, die aller Tradition entgegenstand, auszusprechen weil er sich überzeugt hatte, daß kein anderer Ausweg möglich war." Planck selbst wußte sehr wohl von der umwälzenden Bedeutung seiner Theorie, aber abgesehen von wenigen Spezialisten nahmen die Physiker damals wenig Notiz von seiner Behauptung. Sie sahen sie höchtens als interessante Arbeitshypothese an. Es war durchaus nicht so, daß die Welt aufgehorcht und das Atomzeitalter begrüßt hätte! Da aber griff Albert Einstein im Jahre 1905 die Quantenidee auf. Einstein, der mit seiner Relativitätstheorie den zweiten Pfeiler für die heutige Physik schuf. Er wurde 1913 auf Betreiben von Planck nach Berlin berufen und durch das Zusammenwirken von Einstein und Planck wurde Berlin fast zwei Jahrzehnte lang der Mittelpunkt der theoretischen Physik der Welt. Die beiden Männer waren Gegensätze in ihrer  Einstellung zum Leben: Planck in der Tradition seiner Familie und seines Landes verwurzelt, Einstein der heimatlose Weltbürger, unberührt von der sozialen Struktur seiner Umgebung. Aber gemeinsam hatten sie die Begeisterung für die Erforschung der Geheimnisse der Natur, die philosophischen Grundsätze der Erkenntnis und der Ethik und die Freude an der Musik. Oft musizierten sie zusammen, Planck am Klavier und Einstein mit seiner Geige. Plancks wissenschaftliche Arbeit fand ihre Anerkennung. Er war Ehrendoktor vieler Universitäten, Ehrenmitglied aller bedeutenden Akademien, Träger des Nobelpreises 1919, vieler anderer Preise, Orden und Medaillien. Ein kleiner Planet wurde sogar nach ihm benannt. Die höchste Auszeichnung, die die deutsche Physik vergibt, die Planck-Medaille, bekam er als erster. Die Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft wurde nach dem Krieg in Max-Planck-Gesellschaft umbenannt. Was Max Planck geschaffen hat ist wie jede wissenschaftliche Leistung nur ein Stein in einem Gewölbe, an dem viele bauen, aber es ist ein tragender Stein, ein Pfeiler, ohne den das Ganze einstürzen würde. Durch seine Gedanken ist die Atomphysik eine exakte Wissenschaft geworden mit eigenen Gesetzen. Die radioaktiven Vorgänge und die Atomspaltung wurden begreiflich und lenkbar. Bis jetzt hörten wir nur von erfolgreicher, fruchtbarer wissenschaftlicher Arbeit. Zum Bild des  ganzen Menschen gehören aber noch andere Seiten. Max Planck hat in seinem Leben viel Leid  erfahren und undankbare Schicksalsschläge hinnehmen müssen. Seine erste Frau starb und von den vier Kindern aus dieser Ehe blieb nur sein Sohn, Erwin, am Leben. Ein Sohn fiel im ersten Weltkrieg in Frankreich, zwei Töchter starben bei der Geburt des ersten Kindes. Aus einer zweiten Ehe stammt ein Sohn Herrmann. Als die Nationalsozialisten an die Macht kamen, setzte sich Planck für seine jüdischen Kollegen ein. Sie konnten aber nicht bleiben, daß einzige war, daß sie ins Ausland gehen konnten. Der zweite Weltkrieg brachte die schwersten Prüfungen. Sein ältester Sohn Erwin hatte Bekannte unter den Verschwörern des 20. Juli und wurde zum Tode verurteilt. Plancks Gnadengesuch an Hitler blieb unbeantwortet. Er hat seinen Sohn nicht mehr gesehen, am 23. Januar wurde das Todesurteil vollstreckt. Max Planck schreibt in dieser Zeit an einen Freund :....."Das Urteil ist, wie ich nur auf indirektem Wege erfahren habe, am 23. vorigen Monats vollstreckt worden, und ich bin damit meines nächsten und besten Freundes beraubt. Mein Schmerz ist nicht mit Worten auszudrücken. Ich ringe um die Kraft, mein zukünftiges Leben durch gewissenhafte Arbeit sinnvoll zu gestalten." Sein Haus bei Berlin wurde durch Bomben vollkommen zerstört, er fand mit seiner Frau Zuflucht bei Magdeburg, kam zwischen die kämpfenden Fronten und wurde schließlich von amerikanischen Truppen nach Göttingen gebracht. Planck trug alle diese Schicksalsschläge mit unbegreiflicher geistiger Stärke. Er war ein tief religiöser Mensch, der Trost im Glauben und Ablenkung in der Natur fand. Er war ein begeisterter Bergsteiger und bestieg noch mit 60 Jahren den Ortler. Bis zu seinem Lebensende blieb er nun in Göttingen. Für seinen 90. Geburtdtag waren große Feiern geplant. Er erlebte sie nicht mehr, er starb im Oktober 1947. Ein halbes Jahr vorher hatte er zum letzten Mal in der Öffentlichkeit gesprochen und seine letzten Worte sind Bekenntnis und Vermächtnis zugleich. Er sagte : "Das Einzige,was wir mit Sicherheit als unser Eigentum beanspruchen dürfen, das höchste Gut, das uns keine Macht der Welt rauben kann und was uns wie kein anderes auf die Dauer zu beglücken vermag, das ist die reine Gesinnung, die ihern Ausdruck findet in gewissenhafter Pflichterfüllung. Und wem es gegönnt ist, an dem Aufbau der exakten Wissenschaft mitzuarbeiten, der wird sein Genügen und sein innerliches Glück finden in dem Bewußtsein, das Erforschliche erforscht zu haben und das Unerforschliche ruhig zu verehren."