Max Planck

Max Karl Ernst Ludwig Planck, adalah seorang fisikawan Jerman yang banyak dilihat sebagai penemu teori kuantum, yang membuatnya memenangkan Penghargaan Nobel dalam Fisika pada tahun 1918.

Planck membuat banyak kontribusi untuk teori fisika, tetapi terkenal pada perannya sebagai pencetus teori kuantum. Teori ini merevolusi pemahaman manusia dari proses atom dan subatom, seperti teori relativitas Albert Einsteinmerevolusi pemahaman ruang dan waktu. Mereka merupakan ilmuwan teori-teori dasar fisika abad ke-20.

Biografi  

Max Karl Ernst Ludwig Planck lahir di Kiel, Schleswig-Holstein, Jerman, 23 April1858, ia berasal dari keluarga intelektual. Ayah buyut dan kakeknya adalah profesor teologi di Göttingen ; ayahnya, Johann Julius Wilhelm Planck adalah seorang profesor hukum di Kiel dan Munich.

Ibunya (istri kedua ayahnya), Emma Patzig. Max Planck adalah anak ke-6 dalam keluarga. Pada tahun 1867 keluarganya pindah ke Munich, dan Planck terdaftar di sekolah Maximilians gimnasium, di sana ia diasuha oleh Hermann Müller, seorang ahli matematika yang mengajarinya astronomi dan mekanik serta matematika. Dari Müllerlah Planck pertama kali belajar prinsip konservasi energi. Planck lulus awal, pada usia 17.

Planck memulai karier fisikanya di Universitas München pada tahun 1874, lulus pada tahun 1879 di Berlin. Dia kembali ke München pada tahun 1880 untuk mengajar di universitas itu, dan pindah ke Kiel pada 1885. Di sana ia menikahi Marie Mack pada tahun 1886. Pada tahun 1889, dia pindah ke Berlin, di mana sejak 1892 dia menduduki jabatan teori fisika.

Pada 1899, dia menemukan sebuah konstanta dasar, yang dinamakan konstanta Planck, dan, sebagai contoh, digunakan untuk menghitung energi foton. Juga pada tahun itu, dia menjelaskan unit Planck yang merupakan unit pengukuran berdasarkan konstanta fisika dasar. Satu tahun kemudian, dia menemukan hukum radiasi panas, yang dinamakan Hukum radiasi badan hitam Planck. Hukum ini menjadi dasar teori kuantum, yang muncul sepuluh tahun kemudian dalam kerja samanya dengan Albert Einstein dan Niels Bohr.

Dari tahun 1905 sampai 1909, Planck menjabat sebagai kepala Perkumpulan Fisikawan Jerman (Deutsche Physikalische Gesellschaft).

Istrinya meninggal pada tahun 1909, dan satu tahun kemudian dia menikahi Marga von Hoesslin. Pada tahun 1913, dia menjadi kepala Universitas Berlin. Untuk dasar dari fisika kuantum, dia diberikan penghargaan Nobel bidan fisika pada tahun 1918. Sejak tahun 1930 sampai 1937, Planck adalah kepala Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften (KWG, Persatuan-Kaisar-Wilhelm untuk peningkatan dalam sains).

Selama Perang Dunia II, Planck mencoba meyakinkan Adolf Hitler untuk mengampuni ilmuwan Yahudi. Anak Planck, Erwin, dihukum mati pada 20 Juli, 1944, karena pengkhianatan dalam hubungan dengan pencobaan pembunuhan Hitler. Setelah kematian Planck pada 4 Oktober 1947 di Göttingen, KWG diubah namanya menjadi Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften (MPG, Persatuan-Max-Planck untuk Peningkatan dalam Sains).

Teori Kuantum Max Planck

Pada tahun 1900 Max Planck mengemukakan teori kuantum. Planck menyimpulkan bahwa atom-atom dan molekul dapat memancarkan atau menyerap energi hanya dalam jumlah tertentu. Jumlah atau paket energi terkecil yang dapat dipancarkan atau diserap oleh atom atau molekul dalam bentuk radiasi elektromagnetik disebut kuantum. Planck menemukan bahwa energi foton (kuantum) berbanding lurus dengan frekuensi cahaya.
Salah satu fakta yang mendukung kebenaran dari teori kuantum Max Planck adalah efek fotolistrik, yang dikemukakan oleh Albert Einsteinpada tahun 1905. Efek fotolistrik adalah keadaan di mana cahaya mampu mengeluarkan elektron dari permukaan beberapa logam (yang paling terlihat adalah logam alkali) (James E. Brady, 1990).

Susunan alat yang dapat menunjukkan efek fotolistrik ada pada gambar 1.1. Elektrode negatif (katode) yang ditempatkan dalam tabung vakum terbuat dari suatu logam murni, misalnya sesium. Cahaya dengan energi yang cukup dapat menyebabkan elektron terlempar dari permukaan logam.

Elektron tersebut akan tertarik ke kutub positif (anode) dan menyebabkan aliran listrik melalui rangkaian tersebut.
Percobaan Efek Fotolistrik Memperlihatkan susunan alat yang menunjukkan efek fotolistrik, Seberkas cahaya yang ditembakkan pada permukaan pelat logam akan menyebabkan logam tersebut melepaskan elektronnya. Elektron tersebut akan tertarik ke kutub positif dan menyebabkan aliran listrik melalui rangkaian tersebut. Sumber: General Chemistry, Principles & Structure, James E. Brady, 5th ed, 1990.

Einstein menerangkan bahwa cahaya terdiri dari partikel-partikel foton yang energinya sebanding dengan frekuensi cahaya. Jika frekuensinya rendah, setiap foton mempunyai jumlah energi yang sangat sedikit dan tidak mampu memukul elektron agar dapat keluar dari permukaan logam. Jika frekuensi (dan energi) bertambah, maka foton memperoleh energi yang cukup untuk melepaskan elektron (James E. Brady, 1990). Hal ini menyebabkan kuat arus juga akan meningkat. Energi foton bergantung pada frekuensinya.




dengan:
h = tetapan Planck (6,626 × 10–34 J dt)
c = kecepatan cahaya dalam vakum (3 × 108 m det–1)
λ = panjang gelombang (m)