Moderne Fysica

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 energieŽn. 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 (Ī0,000036)∑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.