Перейти до контенту

Стала Планка

Оцініть статтю/Rate the article

Стала Планка – це фундаментальна фізична величина, яка відображає квантову природу Всесвіту.

Вона має розмірність енергії, помноженої на час.

Значення сталої Планка у Системі Міжнародних Одиниць (СІ)

Числове значення і в Міжнародній системі одиниць SI її визначено в резолюції Генеральної конференції мір і ваг:

6.62607015×10−34 Дж·с (джоулі-секунд), або у відповідних одиницях 4.135667696×10−15 еВ·с (електронвольт-секунда).

Зведена стала Планка

Частіше використовується зведена стала Планка. Позначається як ℏ, є модифікованою версією сталої Планка, що використовується у квантовій механіці.

{\displaystyle \hbar ={\frac {h}{2\pi }}}.

Зведена стала зручніша для використання у формулах квантової механіки.

Фізична суть

Стала Планка була запроваджена як коефіцієнт пропорційності між енергією кванта та частотою електромагнітної хвилі:

Е = = ħω.

де E  — енергія, ν  — лінійна, а ω  — циклічна частота.

Це співвідношення справедливе для будь-якого тіла в квантовій механіці — будь-яка квантова система описується хвилею, частота якої визначається енергією системи.

Аналогічно, імпульс пропорційний хвильовому вектору із тим же коефіцієнтом пропорційності:

{\displaystyle \mathbf {p} =\hbar \mathbf {k} }

{\displaystyle p=\hbar k={\frac {h}{\lambda }}},

де  \mathbf{p}  — імпульс, {\displaystyle p} — його модуль, k  — хвильовий вектор, λ  — довжина хвилі.

Оператор імпульсу в квантовій механіці визначається як {\displaystyle {\hat {\mathbf {p} }}=-i\hbar \nabla }, і через нього стала Планка входить в оператор енергії — гамільтоніан.

Стала Планка має розмірність дії, тобто ту ж розмірність, що й момент імпульсу, тому вона є природною одиницею вимірювання моменту імпульсу в квантовій механіці. Завдяки квантуванню проєкція орбітального моменту на вибрану вісь може приймати тільки цілі значення сталих Планка, а проєкція спіну — цілі або напівцілі.

Стала Планка, є фундаментальною константою в фізиці, яка визначає деякі важливі властивості квантових явищ. Вона була названа на честь вченого Макса Планка, який вніс важливий внесок у розуміння квантової механіки та термодинаміки.

Стала Планка

Пам’ятний знак Максові Планку на честь відкриття ним сталої Планка, на фасаді Гумбольдтівського університету, Берлін.