Основатель квантовой теории: 23 апреля 1858 г. родился Макс Планк ─ создатель квантовой теории

23 апреля 1858 г. родился Макс Планк ─ создатель квантовой теории

23.04.2021 10:30

3889

Добавить в закладки

Фото:https://www.obzor.lt/

163 года назад родился немецкий физик-теоретик, основоположник квантовой физики Макс Планк.

Ученый занимался излучением абсолютно черного тела, однако получаемые им экспериментальные данные не соответствовали представлениям классической физики того времени. Это послужило толчком к открытию новой физики, а именно квантовой теории.

Формула, выведенная Планком, позволяла правильно рассчитать кривые излучения, но для этого физику пришлось допустить, что испускающие лучи атомы отдают энергию не сплошным потоком, а маленькими неделимыми порциями, которые ученый назвал «квантами энергии».

Примечательно, что в конце XIX века, до открытия квантовой теории, ученые заявляли о том, что в физике уже не осталось места для новых открытий, и Максу Планку — будущему пионеру квантовой механики — советовали не заниматься физикой, так как «почти все уже открыто».

Но Планк продолжал свои исследования по излучению абсолютно черного тела и задавался вопросом: почему у него именно такой спектр излучения. Новая теория, придуманная Планком, радикально расходилась с бытовавшими тогда представлениями о природе электромагнитных волн, ведь все волновые процессы считались абсолютно непрерывными. 

«Мои тщетные попытки как-то ввести квант действия в классическую теорию продолжались в течение ряда лет и стоили мне немалых трудов», – писал Планк. Ученый приложил немало усилий, пытаясь согласовать свои результаты с классической физикой. Эйнштейн высмеивал эти усилия: осуждая мнение Планка о том, что свет только испускается квантами, но поглощается непрерывно, создатель теории относительности выразился афористично: «В столовой всегда, а в уборной иногда?».

Открытие Планка можно считать рождением принципиально новой, квантовой теории. Планк  определил последующее направление развития физики на XX век и далее. Сам же ученый писал, что и не помышлял о создании новой науки, а лишь хотел подробнее исследовать излучение абсолютно черного тела, но его работы дали неожиданный результат.

Нобелевский лауреат Макс Планк был известен как прекрасный лектор, способный заинтересовать физикой любого слушателя. На основе своих лекций ученый составил пятитомный курс «Введение в теоретическую физику».

Физик скончался 4 октября 1947 г. в Германии в возрасте 89 лет.

Подготовлено на основе информации из открытых источников.

Фото на главной странице сайта: George Grantham Bain — http://memory.loc.gov/service/pnp/ggbain/06400/06493v.jpg, Общественное достояние, https://commons.wikimedia.org/

Автор Янина Хужина

излучение абсолютно черного тела квантовая теория квантовая физика кванты макс планк

Информация предоставлена Информационным агентством “Научная Россия”. Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.

НАУКА ДЕТЯМ

Яды моллюсков рода Vexillum будут полезны для создания обезболивающих препаратов

14:00 / Биология, Медицина

Ученые Пермского Политеха нашли способ повысить надежность оборудования для добычи нефти

12:00 / Новые технологии

Ученые поздравляют с новым, 2023 годом!

10:30 / Наука и общество

Заместитель директора «Интерфакса» Вячеслав Терехов получил звание «Заслуженный журналист РФ»

10:07 / Наука и общество

Глава Минобрнауки В. Фальков в интервью «России 24» подвел итоги уходящего года и рассказал о планах на 2023 год

19:20 / Наука и общество, Образование

Получено инфракрасное изображение спутника Юпитера Ио

18:00 / Астрономия

Ученые разрабатывают спутниковую систему мониторинга качества воды внутренних водоемов

17:30 / Экология

В Санкт-Петербурге появилась световая проекция в честь российских покорителей полярных широт

16:30 / Наука и общество

Придумывая новое. Феномен креативности

16:00 / Наука и общество, Психология, Чтение

Алгоритм ученых Пермского Политеха позволит автоматизировать изготовление деталей для машин и ракет

15:30 / Новые технологии

Памяти великого ученого. Наука в глобальном мире. “Очевиднное – невероятное” эфир 10.05.2008

04.03.2019

Памяти великого ученого. Нанотехнологии. “Очевидное – невероятное” эфир 3.08.2002

04. 03.2019

Вспоминая Сергея Петровича Капицу

14.02.2017

История новогодних праздников

01.08.2014

Смотреть все

История квантовой теории 📙 – Физика

1. Зарождение квантовой теории
2. Нюансы проявления квантовой теории
3. Теория Шредингера

Возникновение квантовой теории кардинально изменило представление практически всех учёных на существующий мир и его структуру. До появления квантовой теории считалось, что всё в мире предопределено и предсказуемо, а квантовая теория разрушила устоявшиеся каноны, и заставило учёных задуматься о случайности совершающихся в мире явлений.

В рождении и формировании квантовой теории приняли участие большое количество известных ученых, но значительный вклад внесли следующие знаменитости:

• Макс Карл Эрнст Людвиг Планк (23.04.1858–04.10.1947) – физик-теоретик из Германии, основоположник квантовой физики. Нобелевский лауреат премии по физике за 1918 год.
• Альберт Эйнштейн (14.03.1879–18.04.1955) – физик-теоретик, один из основателей современной теоретической физики. Нобелевский лауреат премии по физике за 1921 год, общественный деятель-гуманист.
• Эрвин Рудольф Йозеф Александр Шрёдингер (12.08.1887–04.01.1961) – физик-теоретик из Австрии, один из создателей квантовой механики. Нобелевский лауреат премии по физике за 1933 год.
• Луи Виктор Пьер Раймон, 7-й герцог Брольи (15.08.1892–19.03.1987) – физик-теоретик из Франции, один из основоположников квантовой механики. Нобелевский лауреат премии по физике 1929 года.
• Поль Адриен Морис Дирак (08.08.1902–20.10.1984) – физик-теоретик из Англии, один из создателей квантовой механики, нобелевский лауреат премии по физике за 1933 год.
• Нильс Хенрик Давид Бор (07.10.1885–18.11.1962) – физик-теоретик и общественный деятель из Дании, один из создателей современной физики, нобелевский лауреат премии по физике за 1922 год.
• Вольфганг Эрнст Паули (25. 04.1900–15.12.1958) – физик-теоретик из Швейцарии, работавший в области физики элементарных частиц и квантовой механики, нобелевский лауреат премии по физике 1945 года.

• Вернер Карл Гейзенберг (05.12.1901–01.02.1976) – физик-теоретик из Германии, один из создателей квантовой механики. Нобелевский лауреат премии по физике за 1932 год.
• Макс Борн (11.12.1882–05.01.1970) – физик-теоретик и математик из Германии, один из создателей квантовой механики, нобелевский лауреат премии по физике за 1954 год.
• Людвиг Больцман (20.02.1844–05.09.1906) – физик-теоретик из Австрии, основатель статистической механики и молекулярно-кинетической теории.
• Эрнест Резерфорд, 1-й барон Резерфорд Нельсонский (30.08.1871–19.10.1937) – британский физик новозеландского происхождения. Известен как «отец» ядерной физики, нобелевский лауреат премии по химии за 1908 год.

Зарождением квантовой теории произошло в 1901 год. В этом году немецким физиком-теоретиком Максом Планком была предложена теория соответствия излучения тела и его температуры. Также, как и его предшественники, Макс Планк предположил соображение об излучении, которое испускается атомными осцилляторами, считая в это же время, что энергия имеет место в формате небольших по объёму прерывистых порций, до этого определённых Альбертом Эйнштейном квантами.

Энергия, которая излучается любым квантом, пропорциональна излучающейся частоте. Невзирая на общие одобрительные отзывы в окружении учёных-физиков, формулы, которые были выведены Максом Планком, и изложенные им предположения, имели некоторые сомнительные стороны длительный срок из-за разногласий с традиционной физикой. В квантовую теорию ввели понятия дискретных физических величин, которые способны трансформироваться только скачкообразно.

У Макса Планка получилось включить свежие понимания в физику, осуществив, подобным образом, революцию в научном окружении. В 1905 году Альберт Эйнштейн использовал квантовую теорию при определении некоторого количества сторон фотоэлектрического эффекта. Смысл определения Эйнштейна заключался в излучении поверхностью металла электронов во время попадания на нее ультрафиолетового излучения.

Вместе с этим, Альбертом Эйнштейном была зарегистрирована удивительная особенность, заключающаяся в демонстрации прерывистых свойств светом при излучении и поглощении. Нильс Бор по истечению 8 лет удачно распространил квантовую теорию на атом с пояснением частоты издаваемых атомами волн, обусловливаемых в электрическом разряде или в пламени. Вместе с тем возникает излучение дозы энергии, но только в ситуации трансформации между стационарными орбитами.

Эрнест Резерфорд, выразил достаточную концентрированность массы атома в центральном ядре с положительным электрическим зарядом, и обрамленном в то же время электронами, заряженными отрицательно, на сравнительно огромном отдалении от него. Данное расположение делает атом электрически нейтральным.

В соответствии с версией Бора, электроны могут находиться исключительно на определённых прерывистых орбитах, соответствующих различным энергетическим уровням. В то же время, согласно теории Макса Планка, частота является пропорциональна энергии фотона. Излучение фотона сопровождается передвижением электронов между орбитами.

Таким образом, модель атома Бора сопутствовала формированию связи между типами спектральных линий, которые характерны для характеризующегося параметрами излучения и атомным составом вещества. Но, невзирая на начальные достижения, данная модель в ближайшее будущее начала требовать модификации, для того, чтобы избавиться от некоторых различий в теоретических и практических нюансах.

К тому же, в тот момент квантовая теория пока что не могла предложить подтвержденный вариант последовательного разрешения множества квантовых вопросов. Однако ещё в то время оказывалась вероятной беспомощность традиционной физики определить действия электрона, когда, ускоряясь он не опускается на ядро и лишается энергии в ситуации излучения электрических волн.

В 1924 году обнаружены новые нюансы в проявлении квантовой теории.

Это было осуществлено с помощью, предложенной Луи де Бройлем гипотезы о волновом свойстве материи:

1. Исходя из предположений де Бройля, электроны, при удачной обстановке, ведут себя аналогично волнам. В микросистемах, благодаря этому, начала исчезать граница между классическими определениями действий частиц и волн.
2. Луи де Бройля сформулировал предположение, что отвечающая частице частота напрямую относится к её энергии, также, как в ситуации с фотоном. Одновременно с этим, выведенная французским физиком, математическая формула представлялась в формате эквивалентного отношения длины волны, скорости импульса и веса частицы.

Реальность наличия электронных волн было доказано исследовательским путём в 1927 году Клинтоном Джозефом Дэвиссоном вместе с Лестером Халбертом Джермером и Джорджем Паджетом Томсоном. Данное исследование благоприятствовало изобретению в 1933 году электронного микроскопа.

Эрвином Шрёдингером была предпринята попытка использовать волновое представление электронов относительно организации методической квантовой теории, которая не взаимосвязана с недостаточной моделью атома Бора. Данным образом Шрёдингер хотел пододвинуть квантовую теорию к традиционной физике, накопившей приличное количество образцов математического представления действий волн. Первая попытка, свершилась учёным в 1925 году. Она оказалась неблагоприятной.

Скорости электронов в концепции Шрёдингера приближались к скорости света. А это требовало вовлечение теории относительности Альберта Эйнштейна относительно учёта значительного возрастания веса электрона в ситуации огромных скоростей.

Одной из причин неудачного эксперимента оказалось то, что Шрёдингер не учитывал отличительного свойства электрона, предусматривавшего умение электрона вращаться вокруг собственной оси, как юла. Следующий эксперимент был проведен физиком в 1926 году, однако теперь скорости электронов, которые он выбрал, были столь небольшими, что убирало потребность использовать теорию относительности Эйнштейна.

При последующем эксперименте было выведена волновая формула, которая позволяет сделать математическое представление материи на основе терминов волновой функции. Свою концепцию Шрёдингер именовал волновой механикой.

В данной концепции отмечалась сбалансированность разрешений волновых формул и опытных исследований. И это в общей сложности проявило весомое влияние на последующее формирование квантовой теории. На современном этапе волновая функция является базовой составляющей квантово-механического представления микросистем, равносильно формулам Уильяма Роуэна Гамильтона в традиционной механике.

Следовательно, Эрвину Шрёдингеру получилось открыть математическую равноценность матричной и волновой механики. Известные на сегодняшний день под совокупным наименованием «квантовая механика», обе концепции дали всеобщую основу для представления квантовых явлений.

Макс Планк | Биография, открытия и квантовая теория

Макс Планк

См. все СМИ

Дата рождения:

23 апреля 1858 г. Киль

Умер:

4 октября 1947 г. (89 лет) Геттинген Германия

Награды и награды:

Медаль Копли (1929 г.) Нобелевская премия (1918 г.)

Предметы изучения:

постоянная Планка Закон излучения Планка излучение черного тела квант

Просмотреть весь связанный контент →

Популярные вопросы

Где получил образование Макс Планк?

Макс Планк посещал мюнхенскую гимназию имени Максимилиана, где заинтересовался физикой и математикой. Осенью 1874 года он поступил в Мюнхенский университет и провел год в Берлинском университете (1877–1878). Он получил докторскую степень в июле 1879 г.в необычно юном возрасте 21 года. 

Каков был вклад Макса Планка?

Макс Планк был немецким физиком-теоретиком, который в 1900 году открыл квант действия, теперь известный как постоянная Планка, ч . Эта работа заложила основу квантовой теории, которая принесла ему Нобелевскую премию по физике в 1918 году.

Чем важен Макс Планк?

Макс Планк внес большой вклад в теоретическую физику, но его известность в первую очередь связана с его ролью основоположника квантовой теории. Эта теория произвела революцию в нашем понимании атомных и субатомных процессов. Более того, Планк был первым выдающимся физиком, поддержавшим специальную теорию относительности Альберта Эйнштейна (1905).

Сводка

Прочтите краткий обзор этой темы

Макс Планк , полностью Макс Карл Эрнст Людвиг Планк , (родился 23 апреля 1858, Киль, Шлезвиг [Германия] — умер 4 октября 1947, Геттинген, Германия), немецкий физик-теоретик, создавший квантовую теорию, что принесло ему Нобелевскую премию по физике в 1918 году.

Планк внес большой вклад в теоретическую физику, но его слава основывается прежде всего на его роли создателя квантовой теории. Эта теория произвела революцию в нашем понимании атомных и субатомных процессов, точно так же, как теория относительности Альберта Эйнштейна произвела революцию в нашем понимании пространства и времени. Вместе они составляют фундаментальные теории физики 20-го века. И то, и другое заставило человечество пересмотреть некоторые из наиболее заветных философских убеждений, и оба привели к промышленным и военным применениям, которые влияют на все аспекты современной жизни.

Макс Карл Эрнст Людвиг Планк был шестым ребенком выдающегося юриста и профессора права Кильского университета. Давняя семейная традиция преданности церкви и государству, превосходство в учености, неподкупность, консерватизм, идеализм, надежность и щедрость глубоко укоренились в жизни и работе самого Планка. Когда Планку было девять лет, его отец получил назначение в Мюнхенский университет, и Планк поступил в известную городскую гимназию имени Максимилиана, где учитель Герман Мюллер пробудил в нем интерес к физике и математике. Но Планк преуспевал во всех предметах, и после выпуска в 17 лет он столкнулся с трудным выбором карьеры. В конце концов он предпочел физику классической филологии или музыке, потому что беспристрастно пришел к выводу, что именно в физике заключается его величайшая оригинальность. Тем не менее музыка оставалась неотъемлемой частью его жизни. Он обладал даром абсолютного слуха и был превосходным пианистом, который ежедневно находил спокойствие и наслаждение за игрой на клавиатуре, особенно наслаждаясь произведениями Шуберта и Брамса. Он также любил проводить время на свежем воздухе, каждый день совершая длительные прогулки, походы и восхождения в горы на каникулах, даже в преклонном возрасте.

Планк поступил в Мюнхенский университет осенью 1874 года, но не нашел там поддержки со стороны профессора физики Филиппа фон Джолли. В течение года, проведенного в Берлинском университете (1877–1878 гг.), он не был впечатлен лекциями Германа фон Гельмгольца и Густава Роберта Кирхгофа, несмотря на их известность как ученых-исследователей. Однако его интеллектуальные способности оказались в центре внимания в результате его самостоятельного изучения, особенно работ Рудольфа Клаузиуса по термодинамике. Вернувшись в Мюнхен, он получил докторскую степень в июле 1879 г.(год рождения Эйнштейна) в необычно молодом возрасте 21 года. В следующем году он завершил свою Habilitationsschrift (квалификационная диссертация) в Мюнхене и стал приват-доцентом (лектор). В 1885 году, благодаря профессиональным связям своего отца, он был назначен ausserordentlicher Professor (адъюнкт-профессор) Кильского университета. В 1889 году, после смерти Кирхгофа, Планк получил назначение в Берлинский университет, куда приехал почитать Гельмгольца как наставника и коллегу. В 1892 ему было присвоено звание ordentlicher Professor (полный профессор). Всего у него было всего девять докторантов, но его берлинские лекции по всем разделам теоретической физики выдержали множество изданий и оказали большое влияние. Он оставался в Берлине до конца своей активной жизни.

Планк вспоминал, что его «первоначальное решение посвятить себя науке было прямым результатом открытия… того, что законы человеческого мышления совпадают с законами, управляющими последовательностью впечатлений, получаемых нами от окружающего нас мира; что, таким образом, чистое рассуждение может позволить человеку проникнуть в механизм [мира]…». Другими словами, он намеренно решил стать физиком-теоретиком в то время, когда теоретическая физика еще не была признана самостоятельной дисциплиной. Но он пошел дальше: он пришел к выводу, что существование физических законов предполагает, что «внешний мир есть нечто независимое от человека, нечто абсолютное, и поиски законов, применимых к этому абсолютному, предстали… как самое возвышенное научное занятие в жизни. ”

Узнайте о Максе Планке и его открытии постоянной Планка.

Просмотреть все видео к этой статье. первый закон термодинамики. Позже, во время учебы в университете, он также убедился, что закон энтропии, второй закон термодинамики, также является абсолютным законом природы. Второй закон стал предметом его докторской диссертации в Мюнхене, и он лежал в основе исследований, которые привели его к открытию кванта действия, теперь известного как постоянная Планка 9.0045 h , в 19:00.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

В 1859–1860 годах Кирхгоф определил черное тело как объект, который переизлучает всю падающую на него лучистую энергию; т. е. является совершенным излучателем и поглотителем излучения. Следовательно, в излучении черного тела было что-то абсолютное, и к 1890-м годам были предприняты различные экспериментальные и теоретические попытки определить его спектральное распределение энергии — кривую, показывающую, сколько лучистой энергии излучается на разных частотах для данной температуры черного тела. Планка особенно привлекла формула, найденная в 189 г.6 своим коллегой Вильгельмом Вином из Физико-технического рейхсанштальта (PTR) в Берлине-Шарлоттенбурге, и впоследствии он предпринял ряд попыток вывести «закон Вина» на основе второго закона термодинамики. К октябрю 1900 года, однако, другие коллеги по PTR, экспериментаторы Отто Рихард Люммер, Эрнст Прингшейм, Генрих Рубенс и Фердинанд Курльбаум, обнаружили определенные признаки того, что закон Вина, хотя и действующий на высоких частотах, полностью нарушается на низких частотах.

Планк узнал об этих результатах незадолго до собрания Немецкого физического общества 19 октября. Он знал, как энтропия излучения должна математически зависеть от его энергии в области высоких частот, если там выполняется закон Вина. Он также видел, какой должна быть эта зависимость в области низких частот, чтобы воспроизвести там экспериментальные результаты. Поэтому Планк догадался, что ему следует попытаться соединить эти два выражения как можно проще и преобразовать результат в формулу, связывающую энергию излучения с его частотой.

Прослушайте эксперимент Макса Планка с лампочкой и происхождение квантовой теории

Просмотреть все видео к этой статье

Результат, известный как закон излучения Планка, был признан бесспорно правильным. Однако для Планка это была просто догадка, «счастливая интуиция». Если к нему относиться серьезно, то оно должно быть каким-то образом выведено из первых принципов. Это была задача, на решение которой Планк немедленно направил свою энергию, и к 14 декабря 1900 г. он добился успеха, но ценой больших затрат. Чтобы достичь своей цели, Планк обнаружил, что ему пришлось отказаться от одного из своих самых заветных убеждений, что второй закон термодинамики является абсолютным законом природы. Вместо этого ему пришлось принять интерпретацию Людвига Больцмана, согласно которой второй закон был законом статистики. Кроме того, Планк должен был предположить, что осцилляторы, составляющие черное тело и переизлучающие падающую на них лучистую энергию, не могут поглощать эту энергию непрерывно, а только дискретными количествами, квантами энергии; только путем статистического распределения этих квантов, каждый из которых содержит количество энергии 900:45 ч ν, пропорциональной его частоте, по всем осцилляторам, присутствующим в черном теле, мог Планк вывести формулу, которую он нашел двумя месяцами ранее. Он привел дополнительные доказательства важности своей формулы, используя ее для оценки константы ч (его значение было 6,55 × 10 ⁻²⁷ эрг-секунды, что близко к современному значению 6,626 × 10 ⁻²⁷ эрг-секунды). секунду), а также так называемая постоянная Больцмана (фундаментальная постоянная в кинетической теории и статистической механике), число Авогадро и заряд электрона. С течением времени физики все яснее осознали, что — поскольку постоянная Планка не равна нулю, а имеет небольшое, но конечное значение, — микрофизический мир, мир атомарных размеров, в принципе не может быть описан обычной классической механикой. Произошла глубокая революция в физической теории.

Планковская концепция квантов энергии, другими словами, в корне противоречила всем прошлым физическим теориям. Он был вынужден ввести его строго в силу своей логики; он был, как выразился один историк, революционером поневоле. Действительно, прошли годы, прежде чем далеко идущие последствия достижений Планка стали общепризнанными, и Эйнштейн сыграл в этом центральную роль. В 1905 г., независимо от работы Планка, Эйнштейн утверждал, что при определенных обстоятельствах сама лучистая энергия, по-видимому, состоит из квантов (квантов света, позднее названных фотонами), а в 1919 г.07 он показал общность квантовой гипотезы, используя ее для объяснения температурной зависимости теплоемкости твердых тел. В 1909 году Эйнштейн ввел в физику корпускулярно-волновой дуализм. В октябре 1911 года Планк и Эйнштейн были в числе выдающихся физиков, посетивших первую Сольвеевскую конференцию в Брюсселе. Дискуссии побудили Анри Пуанкаре представить математическое доказательство того, что закон излучения Планка обязательно требует введения квантов, — доказательство, которое превратило Джеймса Джинса и других в сторонников квантовой теории. В 1913 Нильс Бор также внес большой вклад в ее создание своей квантовой теорией атома водорода. По иронии судьбы, сам Планк был одним из последних, кто боролся за возвращение к классической теории, позицию, которую он позже рассматривал не с сожалением, а как средство, с помощью которого он полностью убедил себя в необходимости квантовой теории. Оппозиция радикальной квантовой гипотезе света Эйнштейна 1905 года сохранялась до открытия эффекта Комптона в 1922 году.

Отец квантовой механики

Квантовая механика, несомненно, является одной из самых важных и успешных теорий в физике всех времен. В отличие от большинства других теорий, это кульминация усилий ряда великих умов прошлого века. Квантовая механика зародилась, когда ученые смогли вывести тот факт, что все в нашей Вселенной квантовано. Теория Макса Планка считается одним из основополагающих столпов квантовой механики. С этой целью его считают отцом квантовой механики.

Макс Планк

Планк родился в 1858 году в Киле в Германии. Он был 6-м ребенком в семье. В 1867 году его семья переехала в Мюнхен, и Планк поступил в гимназию Максимилиана, где попал под опеку Германа Мюллера, математика, который проявлял к нему интерес. Пока Планк учился в школе, Мюллер обучал его астрономии и механике, а также математике. Именно от Мюллера Планк впервые узнал о законе сохранения энергии. Планк окончил школу рано, в возрасте 17 лет. Так Планк впервые соприкоснулся с областью физики. Планк был одарен, когда дело доходило до музыки. Он взял несколько уроков пения, играл на фортепиано, органе и виолончели, сочинял песни и оперы. Но помимо всего этого, его страстью была физика. Макс Планк на протяжении всей своей жизни занимался академической карьерой в различных учреждениях.

В 1894 году Планк больше всего интересовался решением вековой проблемы: излучение черного тела. Проблема была впервые замечена Кирхгофом в 1859 году, когда он спросил, как интенсивность электромагнитного излучения, испускаемого черным телом, также известным как идеальный поглотитель, зависит от частоты излучения и температуры тела. Эта ситуация была проверена экспериментально, но ни одна теория не согласовывалась с экспериментальными данными. Вильгельм Вин предложил свой собственный закон, также известный как закон Вина, который точно предсказывал поведение на высоких частотах, но не срабатывал на низких частотах. Закон Рэлея-Джинса, другой подход к проблеме, поддерживал экспериментальные результаты на низких частотах, но породил проблему на высоких частотах, также известную как «Ультрафиолетовая катастрофа».

Принимая во внимание все другие рассуждения об энергии и о том, как решать специфические тепловые проблемы черных тел, Макс Планк выдвинул свою революционную теорию о квантовании не только тепловой энергии, но и любого вида энергии. Известно, что когда он формулировал свое знаменитое уравнение:

, где левая часть указывает количество энергии, а правая часть обозначает произведение частоты света и новой постоянной, известной как постоянная Планка, он использовал константа в качестве замены в предположении, что в конечном итоге она будет удалена. Но оказалось, что конечный продукт уравнения содержит введенную им константу. Это удивило Планка, потому что основная причина, по которой он считал новую константу, заключалась в том, что в своих расчетах он предполагал, что поглощение и испускание энергии происходят в определенной части. Эта идея получила незаслуженный отклик в академическом сообществе, так как в то время считалось, что количество поглощаемой и испускаемой энергии непрерывно. Однако сохранение постоянной Планка в конечном уравнении противоречило предположению современных ученых, поскольку передача энергии происходила определенными порциями, то есть энергия квантуется.

Эта теория Макса Планка имеет большое значение, поскольку та же самая постоянная Планка, уменьшенная в 2 раза (известная как приведенная постоянная Планка), используется при расчете гамильтониана (или энергоемкости) квантовой системы с использованием знаменитого уравнения Шредингера. Это позволяет вычислить временную эволюцию энергии квантовой системы, которая лежит в основе квантовой механики. Кроме того, используя знаменитое уравнение E= mc² и уравнение энергии Планка, открыл новую область: французский физик смог показать, что все частицы могут вести себя как волны и наоборот. В конечном счете, технология квантовых вычислений зависит от этого расчета энергии различных квантовых состояний наряду с явными квантовыми явлениями: суперпозицией, телепортацией и интерференцией.