普朗克常数英文解释翻译、普朗克常数的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 elementary quantum; Planck constant
分词翻译:
普的英语翻译:
general; universal
朗的英语翻译:
bright; loud and clear
克的英语翻译:
gram; gramme; overcome; restrain
【医】 G.; Gm.; gram; gramme
常数的英语翻译:
constant; invariable
【计】 C
【化】 constant
【医】 constant
【经】 constant
专业解析
普朗克常数(Planck Constant),是量子力学中的一个基本物理常数,标志着能量量子化的最小单位。其英文为Planck Constant,符号通常表示为h。
1. 基本定义与物理意义
普朗克常数定义了能量(E)与电磁辐射频率(ν)之间的基本关系,即著名的普朗克关系式:
$$E = h
u$$
这表明电磁辐射的能量是以离散的“量子”(或称“光子”)形式传播的,每个量子的能量大小等于普朗克常数乘以辐射频率。它揭示了能量并非连续变化,而是存在最小不可分割的单位,是量子理论诞生的基石。
2. 数值与单位
普朗克常数 h 是一个具有固定数值的自然常数。根据国际科学技术数据委员会(CODATA)推荐值,其数值约为:
$$h approx 6.62607015 times 10^{-34}text{J} cdot text{s}$$
(焦耳·秒)。这个极其微小的数值直观地反映了量子效应主要在微观粒子尺度上显著。
3. 重要性与应用
- 量子力学基石: 普朗克常数是量子力学区别于经典物理学的核心标志。它的发现(由马克斯·普朗克于1900年提出)解决了黑体辐射问题,并开启了量子革命。
- 定义基本单位: 在国际单位制(SI)中,千克(kg)的定义自2019年起直接依赖于普朗克常数的精确固定值,通过基布尔天平实现质量单位的复现。
- 广泛的应用: 普朗克常数出现在量子力学几乎所有核心公式中,如薛定谔方程、海森堡不确定性原理等,是理解原子、分子、凝聚态物质乃至基本粒子行为不可或缺的常数。
4. 约化普朗克常数
在量子力学计算中,经常使用约化普朗克常数(Reduced Planck Constant),也称为狄拉克常数(Dirac Constant),符号为ħ (读作 "h-bar")。其定义为:
$$hbar = frac{h}{2pi} approx 1.054571817 times 10^{-34}text{J} cdot text{s}$$
ħ 在涉及角动量、量子化轨道等与圆周运动或周期性相关的量子现象描述中更为常用和便捷。
参考资料来源:
- 中国大百科全书(物理学卷) - 普朗克常数词条(权威定义与物理意义)
- 美国国家标准与技术研究院(NIST) - CODATA 国际推荐值数据库 (数值来源与单位定义) https://physics.nist.gov/cuu/Constants/
- 普朗克原始论文(1900)摘要与科学史评述 (历史背景与重要性) https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1918/planck/lecture/
- 量子力学标准教材(如 Griffiths, Shankar)(应用与约化普朗克常数)
网络扩展解释
普朗克常数(Planck constant)是量子力学中的基本物理常数,由德国物理学家马克斯·普朗克于1900年提出,用于解释黑体辐射现象,标志着量子力学的诞生。以下是详细解释:
1. 定义与数值
- 符号:通常用 ( h ) 表示,约化普朗克常数(( hbar = frac{h}{2pi} ))也常用于简化公式。
- 数值:
$$
h approx 6.62607015 times 10^{-34} , text{J·s}
$$
该值被国际单位制(SI)定义为精确值,用于定义千克等基本单位。
2. 物理意义
- 能量量子化:普朗克提出电磁辐射能量以离散的“量子”形式存在,每个量子的能量为 ( E = h
u ),其中 (
u ) 是频率。这颠覆了经典物理中能量连续的观念。
- 量子理论的基石:普朗克常数是量子力学与经典物理的分界线。当涉及微观粒子(如电子、光子)时,其量子效应显著;而宏观世界中 ( h ) 的影响可忽略。
3. 关键应用领域
- 光电效应:爱因斯坦用 ( E = h
u ) 解释光子能量与电子逸出的关系。
- 不确定性原理:海森堡提出 ( Delta x Delta p geq frac{hbar}{2} ),表明位置与动量无法同时精确测量。
- 原子光谱:玻尔模型用 ( h ) 计算电子轨道能级差,解释原子光谱的离散性。
- 量子计算:用于描述量子比特的叠加态与纠缠态。
4. 相关公式示例
- 光子能量:
$$
E = h
u = hbar omega
$$
- 德布罗意波长:
$$
lambda = frac{h}{p}
$$
描述粒子的波动性(( p ) 为动量)。
5. 普朗克单位制
普朗克常数与其他基本常数(如光速 ( c )、引力常数 ( G ))共同构成普朗克单位制,用于研究量子引力(如黑洞、宇宙大爆炸):
- 普朗克长度:( sqrt{frac{hbar G}{c}} approx 1.6 times 10^{-35} , text{m} )
- 普朗克时间:( sqrt{frac{hbar G}{c}} approx 5.4 times 10^{-44} , text{s} )
普朗克常数不仅是理论物理的核心,也支撑着现代技术(如半导体、激光)。其发现彻底改变了人类对自然界的认知,被誉为“量子革命的起点”。
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