普朗克常量

普朗克常量,第1张

普朗克常量 普朗克常量是怎么确定的?

包括普朗克长度、普朗克时间在内都属于普朗克单位制,这是著名物理学家马克斯·普朗克提出的一种自然单位制,可用于简化物理学中的公式。

有关普朗克长度和时间的确定,首先要确定普朗克质量,而普朗克质量又与康普顿波长和史瓦西半径有关,而康普顿波长和史瓦西半径则又与量子力学和相对论有关。

为了准确测量一个很小粒子的位置,需要用波长很短,即能量很高的光照射到该粒子上,然后测出反射回来的光。

但如果粒子太小,所需照射光的能量太高,当它们发生碰撞时就有可能坍缩为黑洞,导致光子不会被反射回来。

再根据量子力学中的测不准原理(一个粒子的位置与速度或者说动量无法同时测得),可以得到粒子位置的不确定性要大于等于h/(mc),而h/(mc)就被定义为康普顿波长:其中λ为康普顿波长,h为普朗克常数,ħ为约化普朗克常数(h=2πħ),m为粒子的质量,c为光速。

另一方面,根据广义相对论,任何物质被压缩到足够小时都会坍缩成史瓦西黑洞,它的半径被称作史瓦西半径。

当康普顿波长与史瓦西半径相当时,对应的质量被称作普朗克质量,其表达式如下:其中mP是普朗克质量(约为2.18×10^-8千克),G为万有引力常数。

此时,对应的史瓦西半径即为普朗克长度lP:这个长度大约为1.62×10^-35米,这是最小的可测长度。

另一方面,普朗克时间tP被定义为真空中的光行进1普朗克长度所耗费的时间,其表达式如下:这个时间大约为5.39×10^-44秒,这是最短的可测时间。

根据上述定义,普朗克长度除以普朗克时间即为光速。

1900年,科学家普朗克,创建量粒理论。

因为,观测黑体辐射中,任何谐振子,可谓能量状态,不是连续的。

所以,普朗克认为,导致黑体辐射东西,应该是孤立的,一份能量粒子。

像雨滴点。

并且,若辐射粒子,含极限频率γ。

那么,一份黑体辐射能量大小,应该是γ整倍数。

方程E=hγ,h普朗克常量。

在不确定性原理中------粒子位置的不确定性×粒子速度的不确定性×粒子质量≥普朗克常数。

h=6.6260693(11)×10^(-34) J·s

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