Max planck

Biografía de Max Planck

Max
Planck

Max Karl Ernst Ludwig Planck, nació el 23 de Abril de 1858 en Kiev (Alemania), en el
seno de una familia numerosa (es el sexto hijo) perteneciente a la altar burguesía alemana

Su bisabuelo y abuelo paternos fueron profesores de teología, y su padre, Wilhen,, profesor
de derecho en la Universidad de Kiel, y más tarde, en Munich. Su madre, en cambio, procedía
de una familia de pastores

Inicios.
Max Planck realizó sus estudios secundarios en Munich, donde su padre impartía. Es un
buen alumno, sin más. Duda entonces entre dedicarse a las ciencias o a la música. En 1874,
comenzó los estudios de matemáticas y de física en la universidad. Consigue su bachillerato a
los 17 años, y, tres años más tarde, finaliza sus estudios universitarios en Berlin, con
Hermann von Helmholtz y Gustav Kirchhoff como profesores.


En 1878, defiende su tesis de doctorado sobre “el segundo
principio de la termodinámica” y el concepto de entropía, no
convenciendo a sus profesores. Logra su doctorado en 1881,
defendiendo una nueva tesis sobre “los estados de equilibrio de
cuerpos isótropos a diferentes temperaturas”, en la que llega a
los mismos resultados que los obtenidos anteriormente por el
científico americano Josiah Willard Gibbs (cuyos trabajos no
habían salido a la luz).
Año 1878

Hasta 1885 busca un puesto de profesor de física teórica. Logrará el puesto de profesor

adjunto en Kiel en 1885. Tras la muerte de Kirchhoff, y por recomendación de Helmholtz,
ocupa un puesto de profesor adjunto en la Universidad de Humboldt, en Berlín, para ser, más
tarde, profesor titular, durante alrededor de cuarenta años.

Trabajos de Investigacion
En Berlín, aborda trabajos de electrodinámica, electromagnetismo y física estadística.
Inicialmente, rechaza el modelo atomista de los gases, propuesto por Maxwell y Boltzman. A
su juicio, la teoría atómica acabaría derrumbándose en favor de la teoría continuista. Más
tarde, a partir 1890 se rendiría ante dicha teoría atómica.

Por entonces, Lord Kelvin identifica la radiación del cuerpo negro como un interesante
problema a resolver por la Física. La cuestión es abordada por científicos del calibre de Jožef
Stefan, Ludwig Boltzmann, Wilhelm Wien, Otto Richard Lummer, Ernst Pringsheim, Heinrich
Rubens, Ferdinand Kurlbaum, Friedrich Paschen y Lord Rayleigh.


Intentando formular con exactitud el Segundo Principio de la Termodinámica, Planck
se interesa, a partir de 1894, por la radiación electromagnética del cuerpo negro, adoptando
los métodos estadísticos de Boltzman.

En 1899, introduce la CONSTANTE DE PLANCK (h) y la de Boltzmann (k), junto al
concepto de CUANTO. En octubre de 1900, determina la Ley De Reparto Espectral de la
Radiación Térmica del Cuerpo Negro, sin valorar su interpretación física. A finales de 1900,
presenta su descubrimiento a la Sociedad de Física de Berlín, naciendo así LA TEORÍA
CUÁNTICA., en cuyo desarrollo participará poco (sería Einstein el encargado de
consolidarla). Sin embargo, Planck no acabaría de aceptar su propia hipótesis, al tener que

aceptar la discontinuidad de la materia. Más tarde, sería uno de los primeros apoyos que
tuvo Einstein.

En noviembre de 1911 participa en el Primer Congreso Solvay, en Bruselas, en el que
se dieron cita los mayores físicos de la época.


En 1927, a los 69 años de edad, Planck se jubila, aunque, a petición propia y como
caso excepcional, continúa su ejercicio docente.

Honores.
Desde 1894, es miembro de la Academia Prusiana de las Ciencias, en la que, en 1912,
es nombrado secretario permanente del Comité de Física..

Tras dos candidaturas (1907 y 1908), recibe, en 1919, el Premio Nobel de Física del
año anterior, una vez finalizada la 1ª Guerra Mundial.

En 1913 es nombrado rector de la Universidad de Berlín.

En 1927, es galardonado con la Medalla Franklin, por su descubrimiento del cuanto
de energía. Más adelante, en 1929, recibiría la medalla Copley.

Se crea la medalla Max Planck de Física, que le es concedida, conjuntamente a
Einstein, en 1929.

Tras la muerte de von Harnack, Planck es nombrado, un año más tarde, presidente de
la Sociedad KWG (Kaiser Wilhelm Gesellschaft, en honor al Kaiser Guillermo). Finalizada la
Segunda Guerra Mundial, la sociedad pasaría a llamarse Sociédad Max Planck (Max-Planck-
Gesellschaft), una de las mayores instituciones de investigación alemanas.

Al mismo tiempo, escribe tratados de Física Teórica y obras de divulgación, famosas
por su fácil comprensión. Se interesa mucho por la pedagogía. Dirige las tesis de dos Premios,
Max von Laue en 1903 y Walther Bothe en 1914, así como del filósofo Moritz Schlick (1904).

Fallece el 4 de Octubre de 1947 en Göttingen.


Planck fue reconocido por los mayores científicos. Incluso antes de su muerte.
Einstein llegó a decir de él que era “un hombre al que le fue dado aportar al mundo una gran
idea creadora”. Por su parte, Louis de Broglie, afirmó que: “la obra que lleva a cabo es de esas
que aseguran a su autor una gloria inmortal, y que si ningún cataclismo aniquila nuestra
civilización, los físicos de los siglos venideros hablarán siempre de la constante de Planck, y
no dejarán de repetir, con admiración, el nombre de aquel que ha desvelado a los hombres la
existencia de los cuantos”.

Su vida Privada.

Casado en 1887 con Marga, se convierte en padre de familia desde 1888. Instalados
en Grunewald, en las afueras de Berlín., tuvo cuatro hijos, de los que tres murieron durante
la Primera Guerra. Su hijo mayor, Karl, a las puertas de Verdun, en 1916, y sus dos hijas
gemelas en 1917 et 1919, de parto. Erwin, su hijo menor, fue prisionero en Francia; Ya en
1944 fue acusado de tentativa de asesinato de Hitler, siendo ejecutado en febrero de 1945.

Su primera mujer fallece en 1909 y vuelve a casarse con Marga von Hoesslon, prima
de esta.

Planck mantiene desde su juventud su amor por la música.; compone alguna pieza, y
él mismo afina el piano en el que tocaría junto con el violinista Joseph Joachim, o más

tarde, con el propio Albert Einstein.

Tradicional o Progresista?
Planck siempre fue respetuoso con la jerarquía, pero no dudaba en defender sus
convicciones frente a otras opiniones del momento. Dio fé de su patriotismo y de apoyo a la
monarquía antes y durante la Primera Guerra Mundial.


Defendió al universitario Léo Arons, en 1985, cuyo único delito fue pertenecer a un
partido de oposición (y ello, en contra de la opinión del ministro de culto y de educación de
la época). Asimismo, favoreció el acceso a la enseñanza superior a las mujeres, entre las que
destacaría Lise Meitner.

En 1914, firma, junto con ochenta y tres intelectuales alemanes el manifiesto “La
llamada a los países civilizados”, en el que proclamaba su solidaridad con la Armada
Alemana. Repite en varias ocasiones discursos patrióticos, pero modera su actitud a partir de
1925, rechazando el boicot a las publicaciones británicas promovido desde Viena. Piensa en la
situación desastrosa para la ciencia alemana que se produciría tras la guerra en caso de

derrota, y lucha contra todos los intentos de aislamiento.

En el período entre las dos guerras mundiales, participaría activamente en la
reconstrucción de la vida intelectual alemana, llegando a obtener importantes subvenciones,
ya fuesen del estado o de fundaciones privadas. Políticamente, es más bien conservador,
defendiendo el poder existente, y siendo desfavorable al sufragio universal. Se niega, sin
embargo, a hablar de aspectos ajenos al ámbito científico. Se muestra fuertemente a favor de la
investigación básica, oponiéndose a Stark, cuya influencia crecía entre los nazis.

El antisemitismo en auge alcanza a numerosos sabios, entre los cuales se encuentra

Einstein. En 1933, Hitler es Canciller del Reich., ocupando Planck por entonces, puestos clave
en varias instituciones (entre ellas, la sociedad Kaiser Wilhem, con cierto poder financiero).
Piensa en poder moderar la política del Führer por un cierto grado de pragmatismo.

No se opondrá directamente al poder establecido, y abogará por la discreción. En
marzo de 1933, Einstein, de viaje a EEUU, anuncia que no regresará a Alemania (por razones
políticas). Planck, en privado, manifiesta su desacuerdo con esta decisión, creyendo que sus


efectos podrían resultar perjudiciales para los científicos judíos aún residentes en Alemania.
Al parecer, la reunión finalizaría con Hitler gritando.

En mayo de 1933, se entrevista con Adolf Hitler, para tratar de defender a sus colegas
judíos, en favor del interés del país, pero sin éxito. Sus posteriores discursos siguen la misma
línea, mezclando cierta ambigüedad dentro de su oposición:, realiza en diversas ocasiones
elogios sobre la teoría de la relatividad, sin citar a su creador. Los resultados serían positivos
durante los primeros años: impide la nominación de Stark como cabeza de un importante
instituto de investigación, consigue obtener fondos para investigación y mantener junto a él
científicos judíos. Sin embargo, debido a las presiones, la comunidad científica, bajo la

dirección de Planck, deberá alinearse progresivamente con el poder. Es obligado a desfilar en
honor del Führer y a realizar el saludo nazi. En 1938, abandona toda función oficial.
Continúa, sin embargo, con sus conferencias sobre temas sensibles, como “ciencia y religión”,
donde confiesa creer en Dios, pero no en un dios cristiano.

Su casa de Grunewald, es destruida por un bombardeo aéreo el 15 de febrero de 1944,
estando el viviendo en Rogatz,, a orillas del río Elba. Con más de 80 años, será obligado a
huir a causa de los bombardeos aliados. Tras la liberación, se refugia en Göttingen con su
mujer y su sobrina. A petición de los supervivientes, se convierte, durante un tiempo, en el
presidente del Instituto Kaiser-Wilhem, que pasaría a ser el Instituto Max Planck, el 11 de
noviembre de 1946.

Descubrimientos.
En 1900, Max Planck descubre la ley espectral de la radiación del cuerpo negro
(publicada en 1901), intentando conciliar la ley de Rayleigh-Jeans (válida para bajas
frecuencias), con la Ley de Wien, válida para altas frecuencias. Su ecuación se ajusta
perfectamente a todas las frecuencias del espectro electromagnético. De acuerdo con las


predicciones del electromagnetismo clásico, un cuerpo negro ideal en equilibrio térmico debía
emitir energía en todos los rangos de frecuencia; de manera que a mayor frecuencia, mayor
energía. Esto implicaría que las emisiones a altas frecuencias (en el ultravioleta) deben portar
enormes cantidades de energía. Tanto es así, que al calcular la cantidad total de energía
radiada (es decir, la suma de las emisiones en todos los rangos de frecuencia), se apreciaría
que ésta es infinita, hecho que pone en riesgo los postulados de conservación de la energía.

La ley de Rayleigh-Jeans y la de Planck se basan en el teorema de equipartición,
haciendo corresponder un oscilador diferente para cada frecuencia. Rayleigh supuso que todos
los osciladores eran igualmente excitados; su ley predice que los osciladores de muy baja

longitud de onda serán fuertemente excitados, incluso a temperatura ambiente.

Planck, por su parte, deduce su ley mediante un proceso empírico, y la justifica
postulando que la energía emitida (o absorbida) por los osciladores se realiza por medio de
pequeños paquetes de energía. Estos paquetes estarían directamente relacionados con las
frecuencias de los osciladores por medio de la famosa fórmula (expuesta el 14 de diciembre de
1900):

E=h.ν
, donde: h es una constante llamada CONSTANTE DE PLANCK
ν es la frecuencia de la radiación electromagnética

Esta hipótesis permitiría limitar la excitación de los osciladores para longitudes de
onda cortas, ya que no podrían absorber una energía inferior a h.ν.
Siendo ahora sencillo realizar una interpretación en términos de cuantos de luz
(fotones), Planck no propone tal cuantificación. Esta circunstancia aparecería claramente en


su artículo de 1901, en referencias realizadas dentro de un artículo acerca del trabajo
desarrollado a este respecto, y también en su libro “Teoría de la radiación del calor”.
Por entonces, esta relación tan sólo estaba considerada como un artificio matemático.
La idea de cuantificación sería desarrollada por otros científicos, entre ellos Einstein, quien,
estudiando el efecto fotoeléctrico propuso un modelo y una ecuación en los cuales la luz sería
emitida (y absorbida) por medio de paquetes (cuantos de luz, o fotones).
Del mismo modo que Einstein revolucionó nuestro modo de ver el espacio-tiempo a
escala astronómica, Max Planck hizo lo mismo para la escala subatómica. A través de sus
trabajos en termodinámica y sobre el espectro de emisión del cuerpo negro, determinó su
famosísima CONSTANTE DE PLANCK, abriendo en ese momento las puertas de un mundo

hasta entonces insospechado. Era el nacimiento de la Física Cuántica.

Estudio del cuerpo negro.
Tratando de formular con exactitud el Segundo Principio de la Termodinámica, se
interesa desde 1894 por el equilibrio existente entre el flujo continuo de la radiación
electromagnética y el llamado “cuerpo negro”, constituido por osciladores eléctricos capaces de
absorber y emitir energía.
Planck se dio cuenta de que la radiación emitida por el cuerpo negro podía ser
absorbida igualmente, independientemente de la frecuencia. Pretende explicar los espectros
experimentales de intensidad de la radiación del cuerpo negro, pero no lo consigue, al menos

en su totalidad. Decide entonces adoptar los métodos estadísticos de Boltzman.
Al llevar al cuerpo negro hasta cierta temperatura, y alcanzar este una
determinada temperatura, la emisión y la absorción se realiza de manera discontinua, es
decir, mediante cuantos o paquetes de energía. De hecho, tras haber dividido las energías
accesibles a los osciladores en elementos de valor fijo, calcula estadísticamente la entropía. El
problema se resuelve imaginando la energía electromagnética viajando en forma de “granos”,
de modos que la energía sea proporcional a la frecuencia de la radiación. La hipótesis considera


que sólo existen ciertos niveles de energía proporcionales a un valor constante universal, el cuanto energético;
es la llamada CONSTANTE DE PLANCK (h=6´626.10-34 J.s )

Ante la importancia del descubrimiento, Planck inicialmente duda, pensando en las
consecuencias que un impacto de tales dimensiones tendría en la física de la época. El 14 de
diciembre de 1900 anuncia su descubrimiento a la sociedad física de Berlín, sin darse cuenta
de que acaba de iniciar una nueva rama de la física, la FÍSICA CUÁNTICA.

Nace así la teoría de los cuantos, y Planck es el padre. Sin embargo, habría que esperar
hasta 1927 y al “Principio de Incertidumbre” de Heisenberg. Será entonces cuando la

constante se mostrará como la expresión cuantitativa de una limitación fundamental
impuesta a la determinación de pares de variables que definen el estado de un sistema en
física clásica.


Serán, precisamente, los trabajos de Planck los que tomará Einstein para establecer su
Teoría de la Relatividad Especial y su célebre ecuación E=mc², en 1905. Los trabajos de
Einstein (Relatividad Especial y, más tarde Relatividad General), de Neils Böhr (modelo
atómico de 1913) y de Louis de Broglie (elaboración de la Mecánica Ondulatoria) conducirán
a los físicos a considerar que la radiación electromagnética y las órbitas electrónicas
alrededor del núcleo pueden ser cuantificadas por medio de expresiones análogas a las de los
cuantos de energía de Planck .

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