MENU
Banner

แสงกับรางวัลโนเบล ตอนที่ 10 | ค.ศ.1918 สำหรับการค้นพบพลังงานที่แผ่ออกมาแบบไม่ต่อเนื่อง

แสงกับรางวัลโนเบล

ในช่วงเวลานั้นนักวิทยาศาสตร์หลายคนได้ให้ความสนใจเรื่องการแผ่รังสีความร้อนและวัตถุดำ โดยพิจารณาระดับชั้นของพลังงานที่แผ่ออกมาแบบต่อเนื่อง จุดเปลี่ยนสำคัญที่มองพลังงานให้เป็นแบบไม่ต่อเนื่อง (Discrete values) หรือ ควอนตา (Quanta) ถือได้ว่าเป็นของใหม่ และผู้บุกเบิกแนวคิดนี้คือ Max Karl Ernst Ludwig Planck ซึ่งเขาเป็นเพื่อนกับ Wilhelm Wien และเข้าใจถึงงานวิจัยที่เพื่อนเขาทำที่ก่อให้เกิดความเข้าใจใหม่ในเรื่องของวัตถุดำ

แสงกับรางวัลโนเบล
ความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานที่ปลดปล่อยออกมากับความยาวคลื่นที่อุณหภูมิต่างๆของวัตถุดำ ( http://www.webexhibits.org/causesofcolor/3.html )

แนวคิดของ Max Planck มีข้อสรุปเบื้องต้นว่าถ้าทฤษฎีทางสนามแม่เหล็กไฟฟ้าถูกต้อง มันเป็นไปไม่ได้เลยที่จะสร้างทฤษฎีการแผ่รังสีความร้อนที่สอดคล้องกับการทดลองจริงโดยปราศจากสมมุติฐานที่เกี่ยวข้องกับการพิจารณาระดับพลังงานให้เป็นแบบไม่ต่อเนื่อง

หลักการดังกล่าวทำให้ Planck พัฒนาสูตร E = hvโดย h เป็นค่าคงที่ของ Planck ความสัมพันธ์นี้ช่วยให้สามารถคำนวณค่าพลังงานที่ต่ำที่สุดที่ปลดปล่อยออกมาที่ความถี่ v พื้นฐานดังกล่าวยังช่วยให้สามารถอธิบายการเรืองแสงแบบฟอสฟอเรสเซนต์ (Phosphorescence) การเรืองแสงแบบฟลูออเรสเซนต์ (Fluorescence) และ ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริค (Photoelectric effect) รวมทั้งช่วยอธิบายถึงความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานและความถี่ของพลังงานที่ได้จากวัตถุดำในเวลาต่อมาได้ด้วย

นอกจากนี้ Niel Bohr ยังได้ใช้หลักการที่ Max Planck ค้นพบมาต่อยอดเพื่อพัฒนาทฤษฎีที่อธิบายถึงที่มาของชุดเส้นสเปกตรัมต่างๆ ที่ปลดปล่อยออกมาจากอะตอมการปลดปล่อยอนุกรมของเส้นสเปกตรัม (Theory of Emission of Serial Lines) และอธิบายถึงผลของอุณหภูมิที่มีต่อความเร็วในแผ่รังสี และ ความร้อนที่ได้

แสงกับรางวัลโนเบล
(ซ้าย) การดูดกลืนพลังงานแสงของอะตอมทำให้อิเล็กตรอนเปลี่ยนระดับชั้นพลังงานไปอยู่ระดับที่สูงขึ้น และ (ขวา) การคายพลังงานของอะตอมทำให้อิเล็กตรอนเปลี่ยนระดับชั้นพลังงานไปสู่ระดับที่ต่ำกว่า (ภาพจาก http://simmonds.wikidot.com/alpha1)
ประวัติย่อ : Max Planck
แสงกับรางวัลโนเบล
Max Planck นักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน ผู้บุกเบิกการศึกษาทฤษฎีควอนตัม

Max Planck เกิดในครอบครัวที่ให้การสนับสนุนในเรื่องของการศึกษาอยู่แล้วจากการที่บิดาเป็นศาสตราจารย์ทางด้านกฎหมายรัฐธรรมนูญที่ University of Kiel เขาเกิดที่เมือง Kiel ประเทศเยอรมันเมื่อวันที่ 23 เมษายน ค.ศ. 1858 ได้รับการศึกษาทั้งที่ University of Munich (อาจารย์คือ Gustav Kirchhoff) และ University of Berlin (อาจารย์คือ Hermann Helmholtz) ในปี ค.ศ. 1879 ได้รับปริญญาเอกจาก University of Munich ในช่วงปี ค.ศ. 1885-1889 เป็นรองศาสตราจารย์ทางด้านทฤษฎีฟิสิกส์ที่ University of Kiel และในปี ค.ศ. 1889 ได้รับตำแหน่งศาสตราจารย์แทน Gustav Kirchhoff ที่ University of Berlin จากการที่เขาชื่นชอบการทำงานและผลงานของ Gustav Kirchhoff จึงทำให้สนใจทางด้านเทอร์โมไดนามิคระหว่างที่มีอาจารย์ท่านนี้ให้คำแนะนำด้วย ในช่วงที่นาซีเรืองอำนาจ เขาประสบกับความยากลำบากในชีวิตเนื่องจากได้ตัดสินใจที่จะอยู่ที่เยอรมันต่อเพื่อขัดขวางนโยบายของรัฐบาลอย่างเปิดเผย ช่วงสัปดาห์สุดท้ายของสงครามบ้านของเขาก็ถูกระเบิดทำลาย

นอกเหนือจากงานวิจัย Max Planck ยังมีความสามารถด้านดนตรีเป็นอย่างมาก โดยเฉพาะการเล่นเปียโน ซึ่งทำให้เขาเคยคิดที่จะประกอบอาชีพทางด้านนี้เลย

แหล่งข้อมูล
  • Nobel Lectures in Physics 1901-1921, World Scientific Publishing, November 1998.
  • http://nobelprize.org, accessed Feb 2019.
  • http://en.wikipedia.org, accessed Feb 2019.
  • ศรัณย์ สัมฤทธิ์เดชขจร, โฟโทนิกส์ มหัศจรรย์แห่งแสง, นานมีบุ๊คพับลิเคชัน, กรุงเทพฯ, กุมภาพันธ์ 2549.

บทความที่เกี่ยวข้อง

แสง รางวัลโนเบล Optics พลังงาน Quanta

วันที่เผยแพร่ 24 พฤษภาคม 2562 13:00