Was versteht man so richtig bei Max Planck unter den Begriff Wirkung?

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Max Planck ist vor allem bekannt für das Plancksche Wirkungsquantum (h), das eine fundamentale Konstante in der Quantenphysik ist. Das Plancksche Wirkungsquantum hat die Einheit Joule-Sekunde (Js), was bedeutet, dass es ein Produkt aus Energie (in Joule) und Zeit (in Sekunden) ist.

Dieser Begriff der "Wirkung" kommt aus dem Bereich der klassischen Physik und ist ein zentraler Bestandteil des Prinzips der kleinsten Wirkung, welches ein grundlegendes Prinzip in der Physik ist.

In der klassischen Physik bezeichnet die Wirkung das Integral des Lagrange'schen (eine Funktion, die die Dynamik eines Systems beschreibt) über die Zeit. In der Quantenmechanik wird die klassische Vorstellung von der Wirkung jedoch modifiziert, und das Plancksche Wirkungsquantum spielt dabei eine zentrale Rolle.

Das Plancksche Wirkungsquantum definiert, wie Sie richtig sagten, nicht eine minimale Energie, sondern es bestimmt, wie die Energie eines quantenmechanischen Systems in diskrete (also "abgestufte") Werte aufgeteilt wird. Das heißt, dass die Energie eines quantenmechanischen Systems nicht kontinuierlich variiert werden kann, sondern nur in Schritten, deren Größe durch das Plancksche Wirkungsquantum bestimmt wird.

Planck hat gesagt, dass es keine Untergrenze für Energie gibt, weil die Energie eines quantenmechanischen Systems zwar diskrete Werte annehmen kann, aber diese Werte beliebig nahe an Null herankommen können (zumindest theoretisch).

Also um Ihre Frage zusammenzufassen: Das Plancksche Wirkungsquantum ist nicht die kleinste Energie, die ein System abgeben kann, sondern es definiert die "Schrittgröße", in der die Energie eines quantenmechanischen Systems variiert werden kann. Und ja, es ist eine Art "Produkt" aus Energie und Zeit, aber sein genauer Sinn ergibt sich aus seiner Rolle in den Gesetzen der Quantenphysik.

tilp11 
Fragesteller
 27.06.2023, 05:54

Was bedeutet variiert? Wie kann man das in deutschen beschreiben?

Aber wie ist nun der genaue Sinn?

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Kelec  27.06.2023, 08:58
@tilp11

Variiert bedeutet verändert.

Das Plancksche Wirkungsquantum bestimmt die Energie die du aus einem System entnehmen kannst.

Wenn du zB die Elektronen um ein Atom betrachtest dann können diese eben nur in bestimmten Schritten ihre Energie ändern und nicht beliebig. Das Wirkungsquantum bestimmt eben jene Energie um die sich die Energie des Elektrons ändern kann.

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tilp11 
Fragesteller
 27.06.2023, 22:49

Guten Abend! Bis jetzt gefällt mir Deine Antwort am besten. Aber wo ich noch nicht mit komme.,, Das Plancksche Wirkungsquantum ist nicht die kleinste Energie, die ein System abgeben kann, sondern es definiert die "Schrittgröße", in der die Energie eines quantenmechanischen Systems variiert werden kann. "

Variiert, kann ich da in deutschen verändert einsetzen?

Es ist nicht die kleinste Energie die ein System abgeben kann. Bedeutet das die Energie die ein System abgeben kann, kann beliebig klein sein?

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Das Plancksche Wirkungsquantum, auch Planck-Konstante genannt, ist das Verhältnis von Energie (E) und Frequenz (f) eines Photons, entsprechend der Formel E = hf. Die gleiche Beziehung gilt allgemein zwischen der Energie eines Teilchens oder physikalischen Systems und der Frequenz seiner quantenmechanischen Phase. Die Planck-Konstante hat die Dimension von Energie mal Zeit, die Wirkung genannt wird. Die Wirkung selbst ist allerdings nicht gequantelt.

Max Planck betrachtete diese neu entdeckte Konstante neben der Gravitationskonstante und der Lichtgeschwindigkeit als die dritte der fundamentalen Naturkonstanten der Physik. Zusammen bilden diese Konstanten die Grundlage des natürlichen Einheitensystems der Planck-Einheiten.

Du baust ein Objekt aus n Zuckerwürfeln mit dem Volumen V, der Masse m und der Dichte ρ=m/V.

Dann hat das Objekt die Gesamtmasse mGes = n * m = n * ρ * V.

Jetzt vergrößerst Du das Objekt mit weiteren Zuckerwürfeln und beobachtest:

Sowohl Masse mGes als auch Volumen V nehmen in diskreten Schritten zu, eben dem Volumen und der Masse eines Zuckerwürfels.

Nicht alle Massen und alle Volumnina sind möglich, nur bestimmte.

ρ setzt diesen Zuwachs von gequanteltem m und V in ein Verhältnis, und hat die Dimension von Masse m/ Volumen V.

So ist es auch beim Wirkungsquantum: Man hat diskrete Energien E = n * h * f (analog zu mGes = n * ρ * V).

Sowohl Energie E als auch Frequenz f nehmen in diskreten Schritten zu. Nicht alle Energien und Frequenzen sind möglich.

h setzt diesen Zuwachs von gequanteltem E und f in ein Verhältnis und hat die Dimension von Energie E / Frequenz f.

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Abschluss als Diplom-Physiker