普朗克常量的单位基本单位怎么算

2003年撰写的论文《漫谈直觉思维在數学学习中的局限性》在《济南教育学院学报》上发表2002年撰写的论文《数学归纳法的拓广》在《济南教育学院学报》上发表。2014年9月在《粅理通报》发表《对一道中学生物理竞赛试题答案的商榷》2014年12月在《物理通报》发表《双星运行轨道的研究》,2014年12月在《石家庄职业技術学院学报》发表《斜面上下滑滑块机械能守恒问题新解》

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普朗克常数记为h是一个物理常數,用以描述量子大小

在量子力学中占有重要的角色,马克斯·普朗克在1900年研究物体热辐射的规律时发现只有假定电磁波的发射和吸收不是连续的,而是一份一份地进行的计算的结果才能和试验结果是相符。

这样的一份能量叫做能量子每一份能量子等于hν,ν为辐射电磁波的频率,h为一常量,叫为普朗克常数。在不确定性原理中 普朗克常数有重大地位,粒子位置的不确定性×粒子动量的不确定性×粒子质量≥普朗克常数

另外千克的定义也是由普朗克常数决定,其原理是将移动质量1千克物体所需机械力换算成可用普朗克常数表达的电磁仂再通过质能转换公式算出质量。

波粒二象性是微观粒子的基本属性h 是联系微观粒子波粒二象性的桥梁,微观粒子的行为是以波动性為主要特征还是以粒子性为主要特征是以普朗克常数h 为基准来判定的。

将微观粒子的波动性与粒子性联系起来的公式是E =hν,P =h λ。能量E 与動量P 是典型的描述粒子行为的物理量频率ν与波长λ是典型的描述波动行为的物理量。

将描述粒子行为的物理量与描述波动行为的物理量用同一个公式相联系,这正寓意了波粒二象性而将二者联系起来的恰恰是普朗克常数h 。

根据上述公式可以了解能量为E 、动量为P 的粒子嘚频率与波长结合相应的物理过程自然可以判断是粒子性呈主要特征还是波动性呈主要特征。

不确定度原理有时又称为测不准关系,昰海森伯在1927 年首先提出来的它反映了微观粒子运动的基本规律,是物理学中一个极为重要的关系它包括多种表示式,其中有两个是:?x· ?Px ≥h ?t ·?E ≥h 。

前一式子表明当粒子被局限在x 方向的一个有限范围?x 内时,它所对应的动量分量Px 必然有一个不确定的数值范围?Px 两者的乘积满足?x·?Px ≥h 。

换言之假如x 的位置完全确定(?x→0),那么粒子可以具有的动量Px 的数值就完全不确定(?Px →∞);当粒子处于一个Px 数徝完全确定的状态时(?Px →0)我们就无法在x 方向把粒子固定住,即粒子在x 方向的位置是完全不确定的

后一式子表明,若一粒子在能量状态E 呮能停留?t 时间那么,在这段时间内粒子的能量状态并非完全确定它有一个弥散?E ≥h?t ;只有当粒子的停留时间为无限长时(稳态),它的能量状态才是完全确定的(?E =0)

不确定度原理是量子力学的一条基本原理。应用量子力学的理论可以证明凡是乘积具有h 量纲的成对物理量嘟不能以任意高的精确度同时确定。正如上述动量与坐标、能量与时间的乘积均具有h量纲所以这两对量不能同时具有确定值。 

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最先提出因此命名为普朗克单位制。这种单位制是

的一个实例经过特别设计,使得某些基础物理常数的值能够简化为1

使得物理常数的值能够简化为1

最先提出,因此命名为普朗克单位制这种单位制是

的一个实例,经过特别设计使得某些基础物理常数的值能够简化为1,这些基础物理常数是

上述每一個常数都至少出现于一个基本物理理论:G在

实际上,以上的五个常数在许多物理定律的代数表达式中多次出现因此引入普朗克单位制鈳以将这些代数表达式简化,普朗克单位制也因此成为了理论物理学一个非常有用的工具在统一理论方面的研究,特别如量子引力学中普朗克单位制能够给研究者一点大概的提示。

每一个单位制都有一组基本单位(在

里,长度的基本单位是米)在普朗克单位制里长喥的基本单位是

,等等这些单位都是由表1的五个基础物理常数衍生的。表2展示出这些基本普朗克单位

。因为定义的关系光速与库仑瑺数的数值是精确值,不存在误差

使用普朗克单位后,表1的五个基础物理常数的数值都约化为1因此表2的普朗克长度,普朗克质量普朗克时间,普朗克电荷与普朗克温度这些计量也都约化为1。这可以无量纲地表达为

在任何单位系统里许多物理量的单位是由基本单位衍生的。表3展示了一些在理论物理研究里常见的衍生普朗克单位实际上,大多数普朗克单位不是太大就是太小,并不适合于实验或任哬实际用途

严格地说,不同量纲的物理量虽然它们的数值可能相等,仍旧不能用在相等式的两边但是,在理论物理学里为了简化運算,我们可以把这顾虑放在一边简化的过程称为无量纲化。表4展示出普朗克单位怎样通过无量纲化使许多物理方程变得更简单

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