Wie alles anfing

Vor etwa 100 Jahren, im Jahr 1899,  entdeckte Max Planck (PDF-Datei, 99kB) eine neue physikalische Konstante: das später nach ihm benannte Wirkungsquantum - abgekürzt mit dem Buchstaben h.

Planck entdeckte h, als er über die Emission von Strahlung eines warmen schwarzen Körpers arbeitete. Nachdem alle Versuche gescheitert waren, das Strahlungsspektrum aus thermodynamischen oder  elektrodynamischen Gesetzen zu erklären, stellte Planck eine ganz eigenartige Gleichung auf. Sie beschreibt, dass die Energie, die ein "schwarzer" Körper aussendet, nicht kontinuierlich, sondern - und das war das revolutionäre an der Überlegung - in kleinen "Paketen", die er Quanten nannte, abgestrahlt wird. Die Energie E dieser Quanten berechnet sich aus dem Produkt der Frequenz ν (griech. nü) der Strahlung mit dem Wirkungsquantum h:

E = h x ν

Die Frequenz ν ist eine Größe, die in Einheiten "pro Sekunde" oder 1/s gemessen wird. Das Wirkungsquantum wird mit dem Produkt der Einheiten Joule x Sekunden (J x s) gemessen, also der Dauer (Einheit s), die eine Arbeit (Einheit J) wirkt; daher rührt der Name für diese Konstante. Dies ist eine sehr, sehr kleine Größe, sie misst nur 6,626*10-34Js.

Multipliziert man die Frequenz der Strahlung ν mit deren Ausbreitungsgeschwindigkeit v erhält man ihre Wellenlänge λ: λ = ν x v. Aus E = h x ν folgt, dass kurzwellige Strahlung energiereicher ist als langwellige.

Tor zu den Quanten