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      普朗克常數(shù):千克、安培、開爾文、摩爾的定義改由常數(shù)定義

       kanglanlan 2019-12-15

      普朗克常數(shù)是一個物理常數(shù),記為h,用以描述量子大小。在量子力學(xué)中具有重要的地位。德國物理學(xué)家馬克思·普朗克在1900年研究黑體輻射的規(guī)律時發(fā)現(xiàn),只有假定電磁波的發(fā)射和吸收不是連續(xù)的,而是一份一份地進(jìn)行的,計算的結(jié)果才能和試驗結(jié)果相符。這樣的一份能量叫做能量子,每一份能量子為 hν,ν為輻射電磁波的頻率,h 正是普朗克常數(shù)。在不確定性原理中普朗克常數(shù)有重要地位,粒子位置的不確定性×粒子速度的不確定性×粒子質(zhì)量≥普朗克常數(shù)。在2018年11月16日,第26屆國際計量大會(CGPM)表決通過為精確數(shù)

      h=6.62607015×10-34 J·s,其中能量單位為J(焦),時間單位s(秒)。

      若以eV·s(電子伏特·秒)為能量單位則為

      h=6.62607015×10-34/1.602176 634×10-19eV·s=4.1356676969×10-15 eV·s

      普朗克常數(shù)的物理單位為能量×?xí)r間,也可視為動量×位移量:N·m·s(牛頓·米·秒),為角動量單位。

      由于計算角動量時要常用到h/2π這個數(shù),為避免反復(fù)寫2π 這個數(shù),因此引用另一個常用的量為約化普朗克常數(shù)?(reduced Planck constant),有時稱為狄拉克常數(shù)(Dirac constant),紀(jì)念保羅·狄拉克

      ?=h/(2π)

      被稱為約化普朗克常量(又稱合理化普朗克常數(shù)),是角動量的最小衡量單位。因此,又稱為 '角動量量子'。其中π 為圓周率常數(shù),約等于3.14,?(這個h上有一條斜杠)念為'h拔' 。

      普朗克常數(shù)用以描述量子化、微觀下的粒子,例如電子及光子,在一確定的物理性質(zhì)下具有一連續(xù)范圍內(nèi)的可能數(shù)值。例如,一束具有固定頻率 ν 的光,其能量 Ei可表示為:Ei=hν。有時使用角頻率 ω=2πν :E=?ω

      第26屆國際計量大會(CGPM)經(jīng)包括中國在內(nèi)的各成員國表決,全票通過了關(guān)于“修訂國際單位制(SI)”的1號決議。根據(jù)決議,千克、安培、開爾文和摩爾等4個SI基本單位的定義將改由常數(shù)定義 。1千克被定義為“對應(yīng)普朗克常數(shù)為6.62607015×10-34J·s時的質(zhì)量單位”。其原理是將移動質(zhì)量 1千克物體所需機械力換算成可用普朗克常數(shù)表達(dá)的電磁力,再通過質(zhì)能轉(zhuǎn)換公式算出質(zhì)量。決議于2019年5月20日起正式生效。

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