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普朗克尺度


普朗克尺度,即HBAR,C,G都取为一时得到的时间,长度,质量尺度。



基本介绍


经典广义相对论的奇性不可避免,所以标准大爆炸模型中时空存在着零点,给了上帝一个容身之地。但是考虑到量子力学的测不准原理,一些基本量度,譬如长度和时间具有测不准性。测不准的程度由普朗克常数确定,从该常数可以定出最小的长度量子,即普朗克长度,为10E-33厘米,这远远小于原子核的尺度。测量任何长度不可能比这个更精确,而且比普朗克长度更短的长度是没有意义的。同样,作为时间量子的最小间隔,即普朗克时间,为10E-43秒。没有比这更短的时间存在。这就是说,我们不可能把黑洞缩减为数学上的一个点,同样也不能追溯到大爆炸的真正开始时刻。

相关公式


普朗克长度l=gh/c3~10-35m=10E-33厘米

普朗克常数记为h,是一个物理常数,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,每一份能量子等于普朗克常数乘以辐射电磁波的频率。这关系称为普朗克关系,用方程表示普朗克关系式,

E = hν ;

其中,E 是能量,h 是普朗克常数,ν 是频率。

普朗克常数的值约为:

h=6.626\\ 069\\ 3(11)\\times10^{-34}\\ \\mbox{J}\\cdot\\mbox{s}.

其中电子伏特(eV)秒(s)为能量单位:

h=4.135\\ 667\\ 43(35)\\ \\times10^{-15} \\mbox{eV}\\cdot\\mbox{s}

普朗克常数的物理单位为能量乘上时间,也可视为动量乘上位移量:

(牛顿(N)米(m)秒(s))为角动量单位

另一个常用的量为约化普朗克常数(reduced Planck constant),有时称为狄拉克常数(Dirac constant),纪念保罗狄拉克:

\\hbar\\equiv\\frac{h}{2\\pi}=1.054\\ 571\\ 68(18)\\times10^{-34}\\ \\mbox{J}\\cdot\\mbox{s},

其中 π 为圆周率常数 pi。\\hbar 念为 "h-bar" 。

普朗克常数用以描述量子化,微观下的粒子,例如电子及光子,在一确定的物理性质下具有一连续范围内的可能数值。例如,一束具有固定频率ν的光,其能量E可为:

E = n h \u \\,,\\quad n\\in\\mathbb{N}

有时使用角频率 ω = 2πν :

E = n \\hbar \\omega \\,,\\quad n\\in\\mathbb{N}

许多物理量可以量子化。例如角动量量子化。J为一个具有旋转不变量的系统全部的角动量, JZ 为沿某特定方向上所测得的角动量。其值:

\\begin{matrix} J^2 = j(j+1) \\hbar^2, & j = 0, 1/2, 1, 3/2, \\ldots \\\\ J_z = m \\hbar, \\qquad\\quad & m = -j, -j+1, \\ldots, j\\end{matrix}

因此, \\hbar 可称为 "角动量量子"。

相关定理


普朗克常数也使用于海森堡不确定原理。在位移测量上的不确定量(标准差)Δx ,和同方向在动量测量上的不确定量 Δp,有如下关系:

\\Delta x \\Delta p \\ge \\begin{matrix}\\frac{1}{2}\\end{matrix} \\hbar

相关分词: 普朗克 普朗 朗克 尺度