"Não é a posse da verdade, mas o sucesso que vem após a pesquisa, onde a busca é enriquecida por ela!" - Max Planck

Como você se sentiria se ouvisse de um professor que não deveria estudar a profissão que escolheu, por ser um campo relativamente defasado? Pois bem: foi o que aconteceu com Max Planck quando relatou a um professor de Munique que tinha vontade de estudar física: o mesmo afirmou que não se tratava de uma boa escolha, já que praticamente tudo já estava descoberto no ramo.

Entretanto, graças à sua persistência, e ao fato de que ele não tinha muitas pretensões relacionadas à descobertas, Planck desempenhou um papel importantíssimo para a humanidade, quando descobriu um novo campo da física: a mecânica quântica, que abriria as bases para muitos estudos e transformaria para sempre a física no mundo.

Uma mistura de persistência e humildade que certamente fez toda a diferença!

Para inspirar você a estudar física também, preparamos um artigo especial com tudo sobre a vida desse importante cientista.

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Física: quem foi Max Planck?

Max Planck nasceu na Alemanha, em 1858, em uma família de tradição acadêmica, já que o avô e o bisavô haviam sido professores de teologia e o pai, professor de direito. Seu interesse pelos estudos começou cedo, mas se acentuou assim que a família mudou-se para Munique, quando Max tinha apenas 9 anos.

Foi então que ele ingressou em uma escola que o colocou em contato com Hermann Müller, um professor que tinha grande interesse pela juventude e introduziu Max aos estudos de mecânica, matemática e astronomia. Coincidência ou não, seus primeiros trabalhos, mais tarde, estariam ligados à termodinâmica, termoeletricidade e teoria das soluções diluídas.

Os primeiros estudos de Planck estariam ligados à termodinâmica.

Planck sempre foi um excelente aluno, tanto que o doutorado veio aos 21 anos. Ele também tinha um gosto particular pela música: aprendeu a cantar e tocar piano, órgão e violoncelo, tendo até composto algumas óperas. Porém, quando chegou a hora de tomar uma decisão sobre o seu futuro, escolheu a física.

Após o conselho do professor Phillip von Jolly de que tudo já havia sido descoberto na física, e que ele não teria muito o que fazer caso decidisse estudá-la, Planck persistiu. Ele respondeu que não desejava fazer novas descobertas, apenas entender as já existentes. Sua carreira científica contou com poucos experimentos, tendo ele se transferido logo para a física teórica.

Ao mudar-se para Berlim para prosseguir com os estudos, Planck se entediou com seus professores e passou a empreender um programa de auto-estudo, onde a teoria do calor foi o tema escolhido. Foi sobre esse assunto que defendeu a sua tese e concluiu o doutorado.

Foi então que também se tornou professor, e passou a lecionar em sua antiga escola, em Munique e, mais tarde na Universidade de Berlim, chegando ao cargo da reitoria, algum tempo depois. Entretanto, Max sonhava com a carreira acadêmica e, após ter sido ignorado nesse meio por algum tempo, reverteu a situação, graças a sua inteligência.

Max iniciou então seus estudos no campo de radiações eletromagnéticas, descobrindo uma nova constante que, mais tarde, seria batizada como Constante de Planck, em sua homenagem. A descoberta é usada até hoje para calcular a energia dos fótons.

Planck e os primeiros passos na teoria da física quântica

Os primeiros indícios da mecânica quântica surgiram em 1838, com Michael Faraday. O termo corpo negro surgiu em 1859, apenas um ano após o nascimento de Planck.

Planck chegou a ocupar um cargo na reitoria da Universidade de Berlim.

Em 1900, Planck descobriu a lei da radiação térmica, que foi batizada como Lei de Planck. Tal lei consiste em calcular a radiância espectral dos corpos negros. Segundo ele, tais corpos contariam com uma alta absorção das radiações e essa seria a razão pela qual parecem negros para a visão humana.

Dessa forma, apesar das descobertas anteriores, ele foi o primeiro físico a descobrir que a energia poderia ser quantizada. Segundo ele, a radiância pode ser transformada em um número finito de energia, representada por pontos no espaço. Esses pontos foram, mais tarde, chamados de fótons.

A fórmula usada para calcular essa radiância envolveria a temperatura do corpo e o comprimento da onda. Publicada em 1901, essa nova fórmula foi endossada por Wilhelm Wien, que concluiu que ela poderia se adequar a qualquer comprimento de onda. À essa época, Einstein já havia explicado o efeito fotoeletrico a partir da existência de fótons.

A partir dessa equação, Max também conseguiu resolver o problema da catástrofe ultravioleta, encontrado por Rayleigh Jeans.

Esse foi o ponto de partida para a teoria quântica, que só surgiu 10 anos mais tarde, com a colaboração de Niels Bohr e Albert Einstein.

O trabalho de Planck lhe rendeu bons frutos e reconhecimento: graças a essa nova descoberta, Planck recebeu o prêmio Nobel da física, em 1918. Também se tornou diretor da KWG, Sociedade para o Avanço das Ciências do Imperador Guilherme e permaneceu no cargo de 1930 a 1937.

Entretanto, o termo física quântica foi usado pela primeira vez em 1931, em um trabalho que tinha a vertente desenvolvida por Planck como tema principal.

E=h.f: A constante de Planck

Segundo os estudos de Planck, cada átomo poderia trocar apenas pequenas quantidades de energia. Além disso, um corpo negro poderia absorver toda a radiação que incidisse sobre ele e também se tornar um emissor dessa energia.

O assunto já havia sido estudado anteriormente por Rayleigh-Jeans, que criou a fórmula: ρT(v)dv=8πv2kTc3dv. Entretanto, tal equação conduziria apenas à catástrofe do ultravioleta, já que a teoria se mostrou bem diferente dos experimentos realizados para comprová-la. Essa equação funcionaria apenas para casos de baixa frequência.

Para Planck, a energia deveria ser considerada uma variável discreta, e não mais contínua, para o cálculo. Ele então começou a escrever os intervalos existentes entre os valores possíveis de energia em função de uma variável crescente. Foi então que ele observou que havia uma igualdade entre as grandezas estudadas.

A fórmula utilizada seria então: E=h.f

  • E representa a energia do fóton, também chamada de quantun de energia;
  • h é a constante de Planck;
  • v é a frequência da radiação.

Embora Planck tenha conseguido, baseando-se em estudos e experimentos, determinar um número para representação de sua constante, o valor exato da constante foi fixado na 26ª Conferência de Pesos e Medidas e pode ser representado por: h = 6,63x10-34J.s.

Anos mais tarde, o próprio Planck confessou que a descoberta aconteceu por puro desespero: era preciso encontrar uma solução teórica para fins de formalidade. Tanto que ele nem lhe deu tanta atenção logo de início. Ele demorou para se convencer de que as explicações da Física Clássica não satisfaziam a resposta que ele precisava. Diferente de Newton e Einstein que foram considerados gênios pela humanidade, Planck era visto como um cientista consciente.

Os estudos de Planck foram complementados por Niels Bohr e Albert Einstein.

Seus estudos foram complementados por Bohr, que descobriu, em 1913, a fórmula para calcular a energia do átomo de hidrogênio (conhecida hoje como "Modelo de Bohr"). Tal modelo, chegou para desbancar a descoberta de Rutherford, segundo a qual um eletron sempre orbitaria em torno do núcleo. Bohr descobriu que tal modelo resultaria em uma perda contínua de energia. A partir daí, foram estudadas as energias utilizadas para órbitas estacionárias, e o elétron só irradiaria energia ao migrar de uma dessas órbitas para outra. Ele realizou um estudo complementar à teoria de Planck.

Além disso, Planck e Einstein trabalharam praticamente juntos: Planck reconheceu que Einstein tinha potencial. Enquanto isso, Einstein aplicava a descoberta de Planck aos seus estudos sobre o efeito fotoelétrico.

Segundo estudos conjuntos, a luz, ao incidir sobre alguns metais, faria com que eles liberassem eletrons. E essa liberação não aumentava em quantidade, por mais que se intensificasse essa luz. Por outro lado, essa intensidade alterava o comprimento da onda, que exercia ação sobre os eletrons. Ou seja, a interferência acontecia, só que de forma indireta.

Com base nos estudos de Planck, segundo os quais a radiação assume pacotes de energia, e a energia é utilizada para arrancar elétrons da matéria, então seria essa energia que determina a intensidade dessa atividade. Uma radiação de alta frequência arremessaria elétrons com maior velocidade que a de baixa frequência. O prêmio Nobel da física, atribuído a Einstein em 1921, foi por conta dessa descoberta, e não pela Teoria da Relatividade.

Max Planck nunca concordou com os ideais nazistas. Tanto que tentou conversar com Hitler para que ele libertasse os cientistas judeus. Ele afirmava que alguns judeus seriam realmente inúteis, mas outros tinham um papel a cumprir para a humanidade, como seria o caso dos cientistas.

A resposta recebida foi a seguinte: "Se a ciência não pode passar sem judeus, teremos de nos haver sem a ciência!". Entretanto, tal conversa resultaria, mais tarde, na morte do filho de Planck. Diante de um atentado a Hitler, ele foi acusado e executado.

A morte do filho de Planck se deu, de certa forma, por sua oposição ao nazismo.

Após a morte do filho, Planck perdeu a vontade de viver. Ele mudou-se com a esposa para uma pequena cidade e viveu até os 89 anos, quando faleceu vitimado por uma queda e diversos derrames.

A morte veio como uma forma de redenção. Em vida, recebeu prêmios e medalhas. Hoje, seu nome é respeitado por estudiosos da física em todo o mundo e já foi empregado para nomear um asteróide, uma sonda espacial e uma cratera.

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Marcia

Jornalista. Professora. Tradutora. Bailarina. Mãe. Mulher. Dedicada às minhas lutas diárias. Em constante transformação. Escrevo para vencer as inquietações e incertezas da vida.