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Max Karl Ernst Ludwig Planck
23 de abril de 1858 – Schleswig-Holstein - Alemanha
4 de outubro de 1947 – Göttingem - Alemanha
Planck
nasceu em uma família universitária, seu
pai Julius Wilhem Planck era professor de Direito Constitucional
na universidade de Kiel e seus avós foram professores
de teologia em Göttingen. Sua mãe, Emma Patzig,
era a segunda esposa de seu pai. Seus pais eram relativamente
velhos quando Planck nasceu, seu pai tinha 41 anos enquanto
sua mãe 37. Ele cresceu e adquiriu os valores da
família de honestidade, religiosidade e generosidade.
Planck começou os estudos fundamentais em Kiel.
Na primavera de 1867 sua família se moveu para
Monique quando seu pai foi indicado para professor, foi
nesta cidade que Max Planck cursou o ensino médio,
no famoso “Maximilian Gymnasium”. Ele foi
um bom aluno, mas não brilhante. Todo ano ganhava
prêmios de catequismo e boa conduta da escola, Nunca
teve grandes interesses por matemática ou física,
até que o professor Hermann Muller o fez pensar
mais nesses assuntos, conta-se que Planck ficou impressionado
com a natureza absoluta da lei de conservação
da energia.
Em julho de 1874, aos 16 anos, terminou o ensino médio
com distinção, tendo vários destaques,
mas em especial a área de música (tocava
piano e órgão), Planck não tinha
uma idéia clara do que iria estudar na universidade,
chegou a conversar com um músico sobre sua dúvida,
o qual disse-lhe para fazer alguma outra carreira (diferente
de música) se ele tinha essa dúvida.
Planck entrou na universidade de Monique ao final de 1874,
foi ensinado pelos professores Philipp von Jolly e Wilhelm
Beetz em física e Ludwig Seidel e Gustav Bauer
em matemática, tinha muitas conversas com Philipp
sobre a física, que lhe disse que naquela época
a física era essencialmente uma ciência completa,
com poucos desenvolvimentos em vista. Mesmo assim Planck
seguiu sua carreira de físico. Pelas próprias
palavras dele:
“O mundo lá for a é algo independente
do homem, algo absoluto, e a busca pelas leis que se aplicam
a esse absoluto me parecem o mais sublime desejo cientifico
da vida”.
Nessa época os estudantes da Alemanha costumavam
se mudar e conhecer outras universidades, com Planck não
foi diferente, ele foi para a universidade de Berlin em
1877 onde foi ensinado por nada mais nada menos que Wejerstrass,
Helmholtz e Kirchhoff. Ele escreveu uma vez que admirava
bastante Kirchhoff mas o achava frio e monótono
como professor. Uma importante etapa na sua educação
em Berlin veio através de estudos independentes
dos artigos de Rudolf Clausius sobre termodinâmica.
Mais uma vez a natureza absoluta da segunda lei da termodinâmica
o impressionou.
Planck voltou para Monique e recebeu seu doutorado em
julho de 1879, aos 21 anos, com uma tese sobre a segunda
lei da termodinâmica, pela qual recebeu a titulação
acadêmica de “summa cum laude”.
Em maio de 1885 Planck foi indicado a professor extraordinário
de física teórica em Kiel, onde permaneceu
por 4 anos. Foi nessa época que se casou com Marie
Merck, a filha de um banqueiro de Monique. Ele continuou
a trabalhar em termodinâmica onde publicou três
artigos de enorme importância para a física.
Após a morte de Kirchhoff em outubro de 1887 a
universidade de Berlin estava à procura de um cientista
renomado para ocupar seu lugar e trabalhar ao lado de
Helmholtz. Eles tentaram com Boltzmann, mas este não
estava interessado, o mesmo ocorreu com Hertz. Em 1888
o próprio Helmholtz indicou fortemente o nome de
Planck, com enormes elogios aos seus artigos e suas idéias
originais em termodinâmica.
Planck assumiu o posto como professor de física
teórica e se tornou diretor desse instituto, onde
permaneceu até 1927. Planck continuou também
seu interesse por música, onde se conta que freqüentemente
dava concertos em sua própria casa.
Enquanto estava em Berlin, Planck fez seu trabalho mais
brilhante e ministrou as mais incríveis palestras.
Ele continuava a estudar termodinâmica, em particular
examinando a distribuição de energia de
acordo com o comprimento de onda emitida por uma cavidade
térmica (a famosa radiação do corpo
negro). Combinando as fórmulas de Wien e Rayleigh,
Planck anunciou em 1900 a sua famosa fórmula de
radiação do corpo negro. Dois meses depois
ele fez uma dedução teórica completa
da fórmula renunciando as idéias clássicas
e introduzindo os quanta de energia.
Conta-se que Planck tinha uma grande habilidade matemática,
e ao mostrar pela primeira vez a equação
que descrevia a curva de intensidade de luz emitida por
um corpo negro em função do comprimento
de onda da radiação, o que ele na verdade
fez foi montar uma equação que englobava
as duas equações conhecidas na época
(Wien e Rayleigh), que só funcionavam em partes
distintas do espectro eletromagnético. Somente
2 meses depois foi que ele deduziu a fórmula por
base em física teórica, mas para isso teve
que introduzir o conceito de quantização
da energia, dando origem ao que se chama hoje de Física
Quântica.
Ao fazer isso ele teve que abandonar o caráter
absoluto da segunda lei da termodinâmica e adotar
a interpretação estatística de Boltzman.
Planck relata a sua aflição no texto a seguir:
“... o procedimento como um todo foi um ato
de desespero porque uma explicação teórica
tinha que ser encontrada a qualquer preço, não
importando quão alto esse preço fosse...”
Pela descoberta da lei que explicava o radiação
do corpo negro e a introdução da quantização
da energia Planck recebeu o prêmio Nobel da física
em 1918. No seu discurso ao receber o prêmio ele
conta um pouco como foi essa incrível descoberta:
“… por muitos anos meu objetivo era resolver
o problema da distribuição de energia no
espectro normal de radiação do calor. Depois
de Gustav Kirchhoff ter mostrado que os estados do radiação
do calor emitidos em uma cavidade de corpo negro a uma
temperatura constante era totalmente independente da natureza
do material, uma função universal foi demonstrada
cuja dependência era apenas na temperatura e no
comprimento de onda da radiação eletromagnética,
mas não em qualquer propriedade do material. A
descoberta dessa função formidável
desencadeou uma conexão entre energia e temperatura
o que é, de fato, o maior problema da termodinâmica
e também em toda a física molecular...
...Eu estava ocupado… desde o dia em que eu estabeleci
a nova fórmula para a radiação, com
a interpretação física dessa equação,
e esse problema me levou automaticamente a considerar
a conexão entre entropia e probabilidade, isto
é, todas as idéias de Boltzman; depois de
algumas semanas dos mais árduos trabalhos da minha
vida a luz apareceu no fim do túnel, e uma nova
e inconcebível perspectiva se abriu na minha frente...
...Porque uma constante na lei de radiação
(depois conhecida como a constante de Planck: h) representava
a multiplicação de energia pelo tempo...
eu descrevi isso como o quanta elementar da ação...
Após muito estudos e muito relutar, fui forçado
a dá-lo um papel de grande importância para
a física, e aqui estava algo completamente novo,
nunca falado antes, o que nos levava a rever toda a nossa
maneira de pensar no mundo físico, o que experimentalmente
se mostrou correto...”
A sua teoria recebeu grande resistência no
começo, mas após o trabalho bem sucedido
de Niels Bohr em 1913 sobre as raias espectrais do hidrogênio,
tomando como base as idéias de Planck. Mesmo assim
ele conta que mesmo tendo criado a teoria, nem ele entendia
direito o que estava acontecendo:
“Eu tentei imediatamente encaixar o quanta de
ação de alguma forma no formalismo da mecânica
clássica, mas isso se mostrou impossível,
essa tentativa consumiu meus esforços por vários
anos...”
Planck, que tinha 42 anos quando fez o anúncio
da sua teoria teve uma pequena participação
no desenvolvimento subseqüente da teoria quântica.
O próximo grande passo foi dado por Einstein em
1905 ao usar a quantização da luz em partículas
por ele denominadas fótons para explicar o efeito
fotoelétrico (veja os detalhes na biografia de
Einstein). O grande matemático Poincaré
em seguida provou matematicamente que a hipótese
dos quanta era realmente necessária para se explicar
a fórmula de Planck da radiação emitida
pelo corpo negro. Em seguida vieram Niels Bohr, Paul Dirac,
Schrödinger dentre outros.
Planck permaneceu na Alemanha durante a segunda Guerra
mundial, o que deve ter sido momentos de enorme dificuldade.
Entretanto, permanecer em Berlin após o término
da guerra era muito perigoso. Ele se mudou para Rogätz,
perto de Magdeburg, em 1943. Sua casa em Berlin foi destruída
pelo fogo após um ataque aéreo a cidade
em fevereiro de 1944. Perder sua casa e bens materiais
foi ruim, mas perder todos os seus cadernos de anotações
científicas foi uma tragédia para ele e
para toda a ciência.
Planck tinha 87 anos ao término da segunda guerra
mundial e foi levado a Göttingen pelos aliados. Incrivelmente,
apesar da sua idade, ele foi capaz de reconstruir a ciência
alemã e se tornou presidente do “Kaiser Wilhelm
Gesellschaft” no biênio 1945-1946.
Planck é hoje lembrado como o pai da mecânica
quântica, suas idéias revolucionarias sobre
a quantização da energia mudaram o mundo
para sempre. Ele morreu logo após esse período,
em 1947 na cidade de Göttingen.
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