A. De constante van Planck
Ondanks
dat James Clerk Maxwell (1831-1879) in 1864 een compleet afgeronde theorie over
elektromagnetisme publiceerde, bleek dat hij geen woord aan het verband tussen de
energie van licht en zijn frequentie wijdde. Lord Rayleigh alias John William
Strutt (1842-1919) en James Jeans (1877-1946) poneerde in 1900 een formule voor
de energiedichtheid van de straling als functie van de frequentie. Hieruit
bleek dat alle gloeiende lichamen van de zelfde temperatuur dezelfde kleur
hadden. De formule van Rayleigh-Jeans kwam echter niet onverwacht omdat Wien en
Stefan de eerste aanzetten tot deze formule gaven. De resultaten van deze
formule waren echter wel zeer verontrustend. Integratie over de frequentie zou
leiden tot oneindig hoge energieën. De formule bleek vooral niet te kloppen bij
hogere frequentie zoals in het ultraviolette spectrum.
De
oplossing voor dit probleem werd in dat zelfde jaar nog gevonden door Max
Planck (1858-1947). Hij zag in dat voor het uitzenden van hogere frequenties
meer energie nodig was. Hij leidde een nieuwe stralingsformule af, waarbij hij
veronderstelde dat het stralingsveld niet zomaar elke hoeveelheid energie kon
aannemen, maar was opgebouwd uit discrete eenheden ter grootte:
|
|
E energie
h = 6.626176 (±0,000036)·10-34
Js constante van Planck
f frequentie
De
invoering van deze constante bracht een schok te weeg in wetenschap. Echter
Planck zag zijn constante niet als wereld schokkend, hij beschouwde het meer
als een rekeneenheid, waarvan hij hoopte dat deze in de limietsituatie naar nul
ging. Echter, dit bleek niet het geval, de constante ging naar de waarde
6.63·10-34 Js. Zonder dat het de bedoeling was had Planck een nieuwe
natuurconstante had ingevoerd. Planck heeft echter nooit geloofd in de diepere
betekenis van zijn werk.