Постійна Планка визначає межу між макросвітом, де діють закони механіки Ньютона, і мікросвітом, де діють закони квантової механіки.
Макс Планк - один з основоположників квантової механіки - прийшов до ідей квантування енергії, намагаючись теоретично пояснити процес взаємодії між нещодавно відкритими електромагнітними хвилями (див. Рівняння Максвелла) і атомами і, тим самим, вирішити проблему випромінювання чорного тіла. Він зрозумів, що для пояснення спостережуваного спектру випромінювання атомів потрібно прийняти за даність, що атоми випромінюють і поглинають енергію порціями (які учений назвав квантами) і лише на окремих хвильових частотах. Енергія, що переноситься одним квантом, дорівнює:
E = hv
де v - частота випромінювання, а h - елементарний квант дії, що представляє собою нову універсальну константу, що отримала незабаром назва стала Планка. Планк ж першим і розрахував її значення на основі експериментальних даних h = 6,548 x 10-34 Дж · с (у системі СІ); за сучасними даними h = 6,626 x 10-34 Дж · с. Відповідно, будь-який атом може випромінювати широкий спектр пов'язаних між собою дискретних частот, який залежить від орбіт електронів у складі атома. Незабаром Нільс Бор створить струнку, хоч і спрощену модель атома Бора, що узгоджується з розподілом Планка.
Опублікувавши свої результати в кінці 1900 року, сам Планк - і це видно з його публікацій - спочатку не вірив у те, що кванти - фізична реальність, а не зручна математична модель. Проте, коли п'ять років по тому Альберт Ейнштейн опублікував статтю, яка пояснює фотоелектричний ефект на основі квантування енергії випромінювання, в наукових колах формулу Планка стали сприймати вже не як теоретичну гру, а як опис реального фізичного явища на субатомному рівні, що доводить квантову природу енергії.
Постійна Планка фігурує у всіх рівняннях і формулах квантової механіки. Вона, зокрема, визначає масштаби, починаючи з яких вступає в силу принцип невизначеності Гейзенберга. Грубо кажучи, постійна Планка вказує нам нижня межа просторових величин, після якого не можна не брати до уваги квантові ефекти. Для піщинок, скажімо, невизначеність твори їх лінійного розміру на швидкість настільки незначна, що нею можна знехтувати. Іншими словами, постійна Планка проводить межу між макросвітом, де діють закони механіки Ньютона, і мікросвітом, де вступають у силу закони квантової механіки. Будучи отримана лише для теоретичного опису одиничного фізичного явища, постійна Планка незабаром стала однією з фундаментальних констант теоретичної фізики, що визначаються самою природою світобудови.
***
Макс Карл Ернст Людвіг Планк
Max Karl Ernst Ludwig Plank, 1858-1947
Німецький фізик. Народився в м. Кіль в сім'ї професора юриспруденції. Будучи піаністом-віртуозом, Планк в юності був змушений зробити нелегкий вибір між наукою і музикою (розповідають, що перед першою світовою війною на дозвіллі піаніст Макс Планк часто становив дуже професійний класичний дует зі скрипалем Альбертом Ейнштейном. - Прим. Перекладача) Докторську дисертацію по другому законом термодинаміки Планк захистив у 1889 році в Мюнхенському університеті - і в тому ж році став викладачем, а з 1892 року - професором Берлінського університету, де й працював до свого виходу на пенсію в 1928 році. Планк по праву вважається одним з батьків квантової механіки. Сьогодні його ім'я носить ціла мережа німецьких науково-дослідних інститутів.