1859–1860 · HEIDELBERG
Evrensel bir fonksiyon
Gustav Kirchhoff, iyi soğuran cisimlerin iyi de yaydığını gösterdi. Gelen bütün ışığı soğuran bir "kusursuz kara cisim" tanımladı ve böyle bir cismin yaydığı ışığın yalnızca dalga boyuna ve sıcaklığa bağlı olması gerektiğini kanıtladı. Cismin neyden yapıldığı önemsizdi. Bu evrensel fonksiyonun biçimini bulmak, sonraki kırk yılın en zor sorularından biri oldu.
Kaynak: Kirchhoff, Monatsber. Akad. Wiss. Berlin 1859, 783 (15 Aralık 1859); Ann. Phys. 109 (1860) 275; Schirrmacher, HSPS 33 (2003) 299
1879–1884 · VİYANA, GRAZ
Dördüncü kuvvet
Josef Stefan, John Tyndall'ın kızdırılmış platin tel ölçümlerine baktı: 525 °C'den 1200 °C'ye çıkınca ışıma yaklaşık 11,7 kat artıyordu. Mutlak sıcaklıkların oranının dördüncü kuvveti de buna çok yakındı. Öğrencisi Ludwig Boltzmann beş yıl sonra aynı yasayı termodinamik ve ışınım basıncından türetti.
Kaynak: Stefan, Sitzungsber. Akad. Wiss. Wien 79 (1879) 391; Boltzmann, Ann. Phys. 22 (1884) 291
1893–1896 · BERLİN
Wien'in iki yasası
Wilhelm Wien, termodinamikten tayfın sıcaklıkla nasıl "kaydığını" çıkardı: tepe dalga boyu ile sıcaklığın çarpımı sabittir. 1896'da tayfın tamamı için bir formül önerdi. Formül kısa dalgalarda ölçümlere çok iyi uyuyordu. Wien 1911 Nobel Fizik Ödülü'nü ısı ışımasıyla ilgili bu çalışmalarıyla aldı.
Kaynak: Wien, Sitzungsber. Preuss. Akad. Wiss. 1893, 55; Ann. Phys. 58 (1896) 662; nobelprize.org
1895–1900 · REICHSANSTALT
Duvardaki küçük delik
Berlin'deki Fizik-Teknik Devlet Enstitüsü (PTR) aydınlatma sanayisi için ölçü standartları geliştiriyordu. Wien ve Otto Lummer, ısıtılmış kapalı bir kovuğun duvarındaki küçük deliğin neredeyse kusursuz bir kara cisim olduğunu önerdi. Lummer ve Ferdinand Kurlbaum elektrikle ısıtılan bir platin silindir yaptı. Lummer ve Ernst Pringsheim 1899–1900'de, 12–18 µm'ye kadar uzanan ölçümlerinde Wien yasasından sistemli sapmalar buldu.
Kaynak: Wien ve Lummer, Ann. Phys. 56 (1895) 451; Lummer ve Kurlbaum, Verh. Phys. Ges. Berlin 17 (1898) 106; Lummer ve Pringsheim, Verh. DPG 1 (1899) 23, 215; 2 (1900) 163
7 EKİM 1900 · BERLİN
Bir pazar ziyareti
Heinrich Rubens ve Kurlbaum, kristallerden yansıtarak süzdükleri 51 µm'lik uzun dalgalarda ölçüm yapıyordu. Rubens bir pazar günü Planck'ı evinde ziyaret etti ve en uzun dalgalarda ışımanın sıcaklıkla doğru orantılı arttığını anlattı. Planck aynı akşam iki ucu birleştiren bir formül buldu ve onu bir kartpostalla Rubens'e gönderdi.
Kaynak: Hettner, Naturwiss. 10 (1922) 1033; Kangro (ed.), Planck's Original Papers in Quantum Physics (1972); Kuhn, Black-Body Theory and the Quantum Discontinuity (1978)
19 EKİM 1900 · ALMAN FİZİK DERNEĞİ
Bir formül, iki konuşma
Derneğin toplantısında önce Kurlbaum, Rubens ile birlikte yaptıkları uzun dalga ölçümlerini anlattı. Hemen ardından Planck "Wien tayf denkleminin bir iyileştirmesi" başlıklı kısa bir konuşma yaptı. Planck'ın Nobel konuşmasında anlattığına göre, Rubens aynı gece formülü kendi ölçümleriyle karşılaştırdı ve ertesi sabah her noktada uyum bulduğunu söylemeye geldi. Ancak formülün henüz fiziksel bir türetimi yoktu.
Kaynak: Planck, Verh. DPG 2 (1900) 202; Planck, Nobel konuşması (2 Haziran 1920); Rubens ve Kurlbaum, Sitzungsber. Preuss. Akad. Wiss. 1900, 929 (25 Ekim 1900)
14 ARALIK 1900
Enerji öğeleri
Planck formülünü türetmek için Boltzmann'ın olasılık yöntemini kullandı. Bunun için osilatörlerin enerjisini ε = hν büyüklüğündeki eşit öğelere böldü. Aynı makalede h = 6,55 × 10⁻²⁷ erg·s ve k = 1,346 × 10⁻¹⁶ erg/K buldu. Bunlardan Avogadro sayısını ve elektronun yükünü de hesapladı. Planck 1918 Nobel Fizik Ödülü'nü 1919'da aldı.
Kaynak: Planck, Verh. DPG 2 (1900) 237; Ann. Phys. 4 (1901) 553; Kragh, Physics World, Aralık 2000
1931 · GERİYE BAKIŞ
"Bir çaresizlik eylemi"
Planck otuz yıl sonra Amerikalı fizikçi R. W. Wood'a yazdığı mektupta o günleri şöyle anlattı: "Kısacası, bütün olayı bir çaresizlik eylemi olarak nitelendirebilirim. … Ne pahasına olursa olsun kuramsal bir açıklama bulunmalıydı." Planck, enerjinin paketlere bölünmesini uzun süre yalnızca bir hesap kolaylığı olarak gördü.
Kaynak: Planck'tan Wood'a mektup, 7 Ekim 1931 (AIP, Sources for History of Quantum Physics); İngilizcesi Hermann, The Genesis of Quantum Theory (1971) s. 23–24
1900–1905 · İNGİLTERE
Klasik fiziğin cevabı
Lord Rayleigh Haziran 1900'de, enerjinin kovuktaki her titreşim moduna eşit paylaştırılması ilkesinden ışımanın T/λ⁴ ile orantılı olması gerektiğini çıkardı. Kısa dalgalarda sonsuza gitmesin diye formüle elle bir üstel çarpan ekledi. 1905'te katsayıyı hesapladı; James Jeans hesaptaki 8 kat hatayı düzeltti. Einstein de aynı yıl doğru katsayıyı bağımsız olarak türetti.
Kaynak: Rayleigh, Phil. Mag. 49 (1900) 539; Nature 72 (1905) 54; Jeans, Phil. Mag. 10 (1905) 91; Pais, Subtle is the Lord (1982)
1911 · LEİDEN
Felakete bir ad
"Morötesi felaketi" (Ultraviolettkatastrophe) adını Paul Ehrenfest 1911'de koydu, yani Planck'ın formülünden on bir yıl sonra. Ders kitaplarında sık anlatılanın aksine, Planck 1900'de bu felaketi çözmeye çalışmıyordu. Onu harekete geçiren, Berlin'deki ölçümlerin Wien yasasından sapmasıydı.
Kaynak: Ehrenfest, Ann. Phys. 36 (1911) 91; Kragh, Physics World, Aralık 2000; Klein, Physics Today 19(11) (1966) 23
1905 ve 1916–17 · BERN, BERLİN
Işığın kendisi de paketli
Albert Einstein 1905'te ışığın kendisinin de enerji kuantalarından oluştuğunu öne sürdü. Bu kuantalar daha sonra foton olarak adlandırılacaktı. 1916–17'de Planck yasasını atomların ışığı soğurması, kendiliğinden salması ve uyarılmış salımı ile yeniden türetti. Uyarılmış salım, yarım yüzyıl sonra lazerin temeli oldu.
Kaynak: Einstein, Ann. Phys. 17 (1905) 132; Mitt. Phys. Ges. Zürich 18 (1916) 47; Phys. Z. 18 (1917) 121
1965–2009 · EVREN
En kusursuz kara cisim
Evrenin her yönünden gelen mikrodalga ışıma 1965'te keşfedildi. 1990'da COBE uydusunun FIRAS aygıtı bu ışımanın tayfını ölçtü: ölçülen tayf neredeyse kusursuz bir Planck eğrisiydi. Bugünkü değer T = 2,72548 ± 0,00057 K'dir. John Mather bu çalışmayla 2006 Nobel Fizik Ödülü'nü paylaştı.
Kaynak: Mather ve ark., ApJ 354 (1990) L37; Fixsen, ApJ 707 (2009) 916; nobelprize.org
Kaynaklar
Birincil: Kirchhoff, Ann. Phys. 109 (1860) 275 · Stefan, Sitzungsber. Wien 79 (1879) 391 · Boltzmann, Ann. Phys. 22 (1884) 291 · Wien, Ann. Phys. 58 (1896) 662 · Lummer ve Pringsheim, Verh. DPG 1 (1899) 23, 215; 2 (1900) 163 · Rayleigh, Phil. Mag. 49 (1900) 539 · Planck, Verh. DPG 2 (1900) 202 ve 237; Ann. Phys. 4 (1901) 553 · Rubens ve Kurlbaum, Sitzungsber. Preuss. Akad. 1900, 929; Ann. Phys. 4 (1901) 649 · Jeans, Phil. Mag. 10 (1905) 91 · Einstein, Ann. Phys. 17 (1905) 132; Phys. Z. 18 (1917) 121 · Ehrenfest, Ann. Phys. 36 (1911) 91 · Draper, Phil. Mag. 30 (1847) 345.
Tarih: H. Kragh, "Max Planck: the reluctant revolutionary", Physics World, Aralık 2000 · M. J. Klein, "Thermodynamics and quanta in Planck's work", Physics Today 19(11) (1966) 23 · T. S. Kuhn, Black-Body Theory and the Quantum Discontinuity, 1894–1912 (1978) · A. Hermann, The Genesis of Quantum Theory (1971) · H. Kangro (ed.), Planck's Original Papers in Quantum Physics (1972).
Güncel değerler: CODATA 2018 sabitleri · IAU 2015 Karar B3 (Güneş: 5772 K, 3,828 × 10²⁶ W, 695.700 km) · Fixsen, ApJ 707 (2009) 916 (KMAI: 2,72548 K) · Adelman 2004, IAU Symp. 224 (Sirius A: 9940 K) · Tkachenko ve ark., MNRAS 458 (2016) 1964 (Spica A: 25.300 K) · Levesque ve Massey, ApJL 891 (2020) L37 (Betelgeuse: 3600 K) · CIE 015:2018 (1931 2° standart gözlemci, D65, A aydınlatıcısı) · Kopp ve Lean, GRL 38 (2011) L01706 (Güneş sabiti 1360,8 W/m²).