普朗克常數英文解釋翻譯、普朗克常數的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 elementary quantum; Planck constant
分詞翻譯:
普的英語翻譯:
general; universal
朗的英語翻譯:
bright; loud and clear
克的英語翻譯:
gram; gramme; overcome; restrain
【醫】 G.; Gm.; gram; gramme
常數的英語翻譯:
constant; invariable
【計】 C
【化】 constant
【醫】 constant
【經】 constant
專業解析
普朗克常數(Planck Constant),是量子力學中的一個基本物理常數,标志着能量量子化的最小單位。其英文為Planck Constant,符號通常表示為h。
1. 基本定義與物理意義
普朗克常數定義了能量(E)與電磁輻射頻率(ν)之間的基本關系,即著名的普朗克關系式:
$$E = h
u$$
這表明電磁輻射的能量是以離散的“量子”(或稱“光子”)形式傳播的,每個量子的能量大小等于普朗克常數乘以輻射頻率。它揭示了能量并非連續變化,而是存在最小不可分割的單位,是量子理論誕生的基石。
2. 數值與單位
普朗克常數 h 是一個具有固定數值的自然常數。根據國際科學技術數據委員會(CODATA)推薦值,其數值約為:
$$h approx 6.62607015 times 10^{-34}text{J} cdot text{s}$$
(焦耳·秒)。這個極其微小的數值直觀地反映了量子效應主要在微觀粒子尺度上顯著。
3. 重要性與應用
- 量子力學基石: 普朗克常數是量子力學區别于經典物理學的核心标志。它的發現(由馬克斯·普朗克于1900年提出)解決了黑體輻射問題,并開啟了量子革命。
- 定義基本單位: 在國際單位制(SI)中,千克(kg)的定義自2019年起直接依賴于普朗克常數的精确固定值,通過基布爾天平實現質量單位的複現。
- 廣泛的應用: 普朗克常數出現在量子力學幾乎所有核心公式中,如薛定谔方程、海森堡不确定性原理等,是理解原子、分子、凝聚态物質乃至基本粒子行為不可或缺的常數。
4. 約化普朗克常數
在量子力學計算中,經常使用約化普朗克常數(Reduced Planck Constant),也稱為狄拉克常數(Dirac Constant),符號為ħ (讀作 "h-bar")。其定義為:
$$hbar = frac{h}{2pi} approx 1.054571817 times 10^{-34}text{J} cdot text{s}$$
ħ 在涉及角動量、量子化軌道等與圓周運動或周期性相關的量子現象描述中更為常用和便捷。
參考資料來源:
- 中國大百科全書(物理學卷) - 普朗克常數詞條(權威定義與物理意義)
- 美國國家标準與技術研究院(NIST) - CODATA 國際推薦值數據庫 (數值來源與單位定義) https://physics.nist.gov/cuu/Constants/
- 普朗克原始論文(1900)摘要與科學史評述 (曆史背景與重要性) https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1918/planck/lecture/
- 量子力學标準教材(如 Griffiths, Shankar)(應用與約化普朗克常數)
網絡擴展解釋
普朗克常數(Planck constant)是量子力學中的基本物理常數,由德國物理學家馬克斯·普朗克于1900年提出,用于解釋黑體輻射現象,标志着量子力學的誕生。以下是詳細解釋:
1. 定義與數值
- 符號:通常用 ( h ) 表示,約化普朗克常數(( hbar = frac{h}{2pi} ))也常用于簡化公式。
- 數值:
$$
h approx 6.62607015 times 10^{-34} , text{J·s}
$$
該值被國際單位制(SI)定義為精确值,用于定義千克等基本單位。
2. 物理意義
- 能量量子化:普朗克提出電磁輻射能量以離散的“量子”形式存在,每個量子的能量為 ( E = h
u ),其中 (
u ) 是頻率。這颠覆了經典物理中能量連續的觀念。
- 量子理論的基石:普朗克常數是量子力學與經典物理的分界線。當涉及微觀粒子(如電子、光子)時,其量子效應顯著;而宏觀世界中 ( h ) 的影響可忽略。
3. 關鍵應用領域
- 光電效應:愛因斯坦用 ( E = h
u ) 解釋光子能量與電子逸出的關系。
- 不确定性原理:海森堡提出 ( Delta x Delta p geq frac{hbar}{2} ),表明位置與動量無法同時精确測量。
- 原子光譜:玻爾模型用 ( h ) 計算電子軌道能級差,解釋原子光譜的離散性。
- 量子計算:用于描述量子比特的疊加态與糾纏态。
4. 相關公式示例
- 光子能量:
$$
E = h
u = hbar omega
$$
- 德布羅意波長:
$$
lambda = frac{h}{p}
$$
描述粒子的波動性(( p ) 為動量)。
5. 普朗克單位制
普朗克常數與其他基本常數(如光速 ( c )、引力常數 ( G ))共同構成普朗克單位制,用于研究量子引力(如黑洞、宇宙大爆炸):
- 普朗克長度:( sqrt{frac{hbar G}{c}} approx 1.6 times 10^{-35} , text{m} )
- 普朗克時間:( sqrt{frac{hbar G}{c}} approx 5.4 times 10^{-44} , text{s} )
普朗克常數不僅是理論物理的核心,也支撐着現代技術(如半導體、激光)。其發現徹底改變了人類對自然界的認知,被譽為“量子革命的起點”。
分類
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