Шкала планка что это

Постоянная Планка

Постоянная Планка определяет границу между макромиром, где действуют законы механики Ньютона, и микромиром, где действуют законы квантовой механики.

Макс Планк — один из основоположников квантовой механики — пришел к идеям квантования энергии, пытаясь теоретически объяснить процесс взаимодействия между недавно открытыми электромагнитными волнами (см. Уравнения Максвелла) и атомами и, тем самым, разрешить проблему излучения черного тела. Он понял, что для объяснения наблюдаемого спектра излучения атомов нужно принять за данность, что атомы излучают и поглощают энергию порциями (которые ученый назвал квантами) и лишь на отдельных волновых частотах. Энергия, переносимая одним квантом, равна:

где v — частота излучения, а h — элементарный квант действия, представляющий собой новую универсальную константу, получившую вскоре название постоянная Планка. Планк же первым и рассчитал ее значение на основе экспериментальных данных h = 6,548 × 10 –34 Дж·с (в системе СИ); по современным данным h = 6,626 × 10 –34 Дж·с. Соответственно, любой атом может излучать широкий спектр связанных между собой дискретных частот, который зависит от орбит электронов в составе атома. Вскоре Нильс Бор создаст стройную, хотя и упрощенную модель атома Бора, согласующуюся с распределением Планка.

Опубликовав свои результаты в конце 1900 года, сам Планк — и это видно из его публикаций — сначала не верил в то, что кванты — физическая реальность, а не удобная математическая модель. Однако, когда пять лет спустя Альберт Эйнштейн опубликовал статью, объясняющую фотоэлектрический эффект на основе квантования энергии излучения, в научных кругах формулу Планка стали воспринимать уже не как теоретическую игру, а как описание реального физического явления на субатомном уровне, доказывающее квантовую природу энергии.

Постоянная Планка фигурирует во всех уравнениях и формулах квантовой механики. Она, в частности, определяет масштабы, начиная с которых вступает в силу принцип неопределенности Гейзенберга. Грубо говоря, постоянная Планка указывает нам нижний предел пространственных величин, после которого нельзя не принимать во внимание квантовые эффекты. Для песчинок, скажем, неопределенность произведения их линейного размера на скорость настолько незначительна, что ею можно пренебречь. Иными словами, постоянная Планка проводит границу между макромиром, где действуют законы механики Ньютона, и микромиром, где вступают в силу законы квантовой механики. Будучи получена всего лишь для теоретического описания единичного физического явления, постоянная Планка вскоре стала одной из фундаментальных констант теоретической физики, определяемых самой природой мироздания.

Источник

Четыре универсальные константы, которые по определению имеют числовое значение 1 при выражении в этих единицах:

СОДЕРЖАНИЕ

Вступление

можно выразить как:

История и определение

. можно установить единицы измерения длины, массы, времени и температуры, которые не зависят от особых тел или веществ, обязательно сохраняя свое значение для всех времен и для всех цивилизаций, включая внеземные и нечеловеческие, которые могут называться «натуральными единицами измерения».

Заряд Планка, а также другие электромагнитные единицы, которые можно определить как сопротивление и магнитный поток, труднее интерпретировать, чем оригинальные единицы Планка, и используются реже.

Производные единицы

В любой системе измерения единицы для многих физических величин могут быть выведены из основных единиц. В таблице 2 представлен образец производных единиц Планка, некоторые из которых на самом деле используются редко. Как и в случае с базовыми единицами, их использование в основном ограничивается теоретической физикой, потому что большинство из них слишком велики или слишком малы для эмпирического или практического использования, и в их значениях есть большие погрешности.

Некоторые величины не являются «экстремальными» по величине, например масса Планка, которая составляет около 22 микрограммов : очень большие по сравнению с субатомными частицами и в пределах диапазона масс живых существ. Было высказано предположение, что это может быть приблизительный нижний предел, при котором черная дыра может образоваться в результате коллапса. Точно так же связанные единицы энергии и количества движения входят в диапазон некоторых повседневных явлений.

Значение

Планковская шкала

Отношение к гравитации

В космологии

Свойства наблюдаемой сегодня Вселенной, выраженные в единицах Планка:

Таблица 2: Сегодняшняя Вселенная в единицах Планка

Собственность современной наблюдаемой Вселенной	Приблизительное количество единиц Планка	Эквиваленты
Возраст	8,08 × 10 60 т П	4,35 × 10 17 с, или 13,8 × 10 9 лет
Диаметр	5,4 × 10 61 л П	8,7 × 10 26 м или 9,2 × 10 10 световых лет
Масса	ок. 10 60 м P	3 × 10 52 кг или 1,5 × 10 22 массы Солнца (только с учетом звезд) 10 80 протонов (иногда известное как число Эддингтона )
Плотность	1,8 × 10 −123 м P ⋅ l P −3	9,9 × 10 −27 кг⋅м −3
Температура	1,9 × 10 −32 Т П	2.725 K температура космического микроволнового фонового излучения
Космологическая постоянная	2,9 × 10 −122 л −2 P	1,1 × 10 −52 м −2
Постоянная Хаббла	1,18 × 10 −61 т −1 P	2,2 × 10 −18 с −1 или 67,8 (км / с) / Мпк

T −2 на протяжении всей истории Вселенной.

Анализ агрегатов

Планковская длина

ℓ п знак равно ℏ грамм c 3 <\ displaystyle \ ell _ <\ mathrm

> = <\ sqrt <\ frac <\ hbar G>>>>>

Планковское время

Хотя в настоящее время нет известного способа измерения временных интервалов в масштабе планковского времени, исследователи в 2020 году предложили теоретический аппарат и эксперимент, которые, если они когда-либо будут реализованы, могут быть подвержены влиянию таких коротких эффектов времени, как 10 −33. секунд, тем самым устанавливая верхний обнаруживаемый предел для квантования времени, которое примерно в 20 миллиардов раз длиннее планковского времени.

Планковская энергия

Планковская единица силы

Единицу силы Планка можно рассматривать как производную единицу силы в системе Планка, если единицы времени, длины и массы Планка считаются базовыми.

F п знак равно м п c т п знак равно c 4 грамм знак равно 1,210295 × 10 44 Н. <\ displaystyle F _ <\ text

> = <\ frac > c> >>> = <\ frac > > = 1,210295 \ times 10 ^ <44><\ text >>

Это сила гравитационного притяжения двух тел с массой в 1 планку каждое, находящихся на расстоянии 1 планковской длины; эквивалентно, это электростатическая сила притяжения или отталкивания двух планковских единиц заряда, которые разделены на 1 планковскую длину.

Различные авторы утверждали, что сила Планка порядка максимальной силы, которую можно наблюдать в природе. Однако справедливость этих предположений оспаривается.

Планковская температура

Список физических уравнений

Альтернативные варианты нормализации

Как уже указывалось выше, единицы Планка выводятся путем «нормализации» числовых значений некоторых фундаментальных констант к 1. Эти нормализации не являются единственно возможными и не обязательно лучшими. Более того, выбор факторов, которые следует нормализовать, среди факторов, фигурирующих в фундаментальных уравнениях физики, не очевиден, и значения единиц Планка чувствительны к этому выбору.

Есть несколько возможных альтернативных нормализаций.

Гравитационная постоянная

В 1899 году закон всемирного тяготения Ньютона все еще рассматривался как точный, а не как удобное приближение для «малых» скоростей и масс (приблизительный характер закона Ньютона был показан после развития общей теории относительности в 1915 году). Следовательно, Планк нормализовал гравитационную постоянную G в законе Ньютона к единице. В теориях, появившихся после 1899 г., G почти всегда появляется в формулах, умноженных на 4 π или их небольшое целое число. Следовательно, выбор, который следует сделать при разработке системы естественных единиц, состоит в том, что, если таковые имеются, случаи 4 π, появляющиеся в уравнениях физики, должны быть исключены с помощью нормализации.

Единицы Планка и инвариантное масштабирование природы

Джордж Гамов в своей книге « Мистер Томпкинс в стране чудес» утверждал, что достаточное изменение размерной физической постоянной, такой как скорость света в вакууме, приведет к очевидным ощутимым изменениям. Но эта идея подвергается сомнению:

Если бы скорость света c как-нибудь внезапно уменьшилась вдвое и изменилась на 1 / 2 c (но с аксиомой, что все безразмерные физические величины остаются прежними), то планковская длина увеличилась бы в 2 √ 2 раза с точки зрения какого-нибудь незатронутого наблюдателя снаружи. Измеренная «смертными» наблюдателями в единицах Планка, новая скорость света останется равной 1 новой планковской длине на 1 новое планковское время, что ничем не отличается от старых измерений. Но, поскольку по аксиоме размер атомов (приблизительно радиус Бора ) связан с планковской длиной неизменной безразмерной константой пропорциональности:

Наши часы будут медленнее в 4 √ 2 раза (с точки зрения этого незатронутого наблюдателя снаружи), потому что время Планка увеличилось на 4 √ 2, но мы не заметим разницы (наше восприятие длительности времени относительно планковского времени является по аксиоме неизменной безразмерной константой). Этот гипотетический незатронутый наблюдатель снаружи мог бы заметить, что теперь свет распространяется со скоростью вдвое меньшей, чем раньше (а также со всеми другими наблюдаемыми скоростями), но он все равно будет двигаться. 299 792 458 наших новых метров за время, прошедшее до одной из наших новых секунд ( 1 / 2 c × 4 √ 2 ÷ 2 √ 2 продолжает равняться 299 792 458 м / с ). Мы не заметим никакой разницы.

Источник

Планковская длина и планковское время: хранители тайн Вселенной

За последние 100 лет физики построили точные и действенные теории о Вселенной — от самого маленького до самого большого. Однако есть масштабы, на которых все эти теории не работают и которые хранят самые большие тайны о законах природы.

Мы привыкли жить в мире крупных, макроскопических вещей. Все, с чем сталкивается обычный человек в течение дня — от чашки кофе с утра до огромного огненного шара в небе под названием Солнце, — вещи, которые мы можем либо видеть, либо осязать. Однако еще в Древней Греции философы, в частности Демокрит и его учитель Левкипп, предположили, что все состоит из мельчайших неделимых частиц — атомов (в переводе с греческого буквально означает «неделимый»).

Со временем был открыт атом, а затем и его свойство, что он вовсе не неделимый, а состоит из ядра и вращающегося вокруг него электрона. Затем выяснилось, что и ядро состоит из протонов и нейтронов. Еще позже были открыты кварки, из которых состоят протоны и нейтроны атомных ядер. Эти миниатюрные частицы называют элементарными. Помимо кварков, среди элементарных частиц есть уже упомянутые электроны, бозоны, нейтрино и фотоны. Все они считаются теми самыми древнегреческими «атомами» — неделимыми.

В 1899 году (в некоторых источниках — в 1900-м) немецкий физик и по совместительству основоположник квантовой теории Макс Планк предложил особую меру измерения — планковские единицы. Это единицы, предназначенные для упрощения определенных алгебраических выражений, присутствующих в теоретической физике, в частности в квантовой механике. В число их входят такие фундаментальные единицы, как планковская масса, планковская температура, планковская длина и планковское время. В этом материале мы рассмотрим планковскую длину и планковское время и попробуем сделать это наиболее понятным способом, без сложных математических выкладок (хотя некоторые формулы нам понадобятся).

Как вы уже знаете, физика занимается изучением не только огромных космических структур вроде галактик и туманностей, но и невероятно маленькими явлениями на атомном и субатомном масштабах. Однако существует еще одна реальность в масштабах, которые намного меньше того, что науке удалось изучать. На этом уровне есть величина, настолько сильно выходящая за рамки традиционного понимания «маленького», что ее тяжело представить. Это планковская длина — она в 1020 раз меньше диаметра ядра атома водорода. Предполагается (или, точнее сказать, подозревается), что именно на этом уровне формируется «пена» пространства-времени. Чтобы осознать, о какой величине идет речь, можно заглянуть в анимацию «Масштаб Вселенной» по этой ссылке.

И все же о каких размерах идет речь? Планковская длина составляет всего 1,616 х 10-35 метра. Вычислить ее можно при помощи уравнения, включающего в себя целых три фундаментальные константы — постоянную Планка (6,6261 х 10-34), скорость света в вакууме (2,29979 х 108 м/с) и гравитационную постоянную (6,6738 х 10-11):

Впервые Макс Планк пришел к этой примечательной единице после работы над излучением черного тела и квантовой механики. Вероятно, вы слышали, что это самая малая возможная длина.

Тут, как и в случае с древнегреческой концепцией атома, можно сказать: «Конечно, если у меня есть некая длина и я разделяю ее пополам, а затем повторяю это снова и снова, я буду получать все меньшие и меньшие значения». Однако мы говорим о масштабах, на которых физика уже не способна делать то же, что и математика. Один из самых ярких примеров таких невозможностей — движение со сверхсветовой скоростью. То есть на бумаге вы можете применить к массе силу и ускорить ее до скорости света и выше, но нам известно, что в природе это попросту физически невозможно, поскольку масса объекта (а значит, и энергия, необходимая для его ускорения) возрастает бесконечно. Получается, мы не способны осуществить в реальности все, что можем сделать на бумаге.

Теория струн предсказывает существование струн, составляющих все элементарные частицы, именно в масштабах планковской длины / © Universe Review

Итак, каким образом такая малая величина вписывается в физику? Если две частицы разделены планковской длиной или еще меньшим расстоянием, то невозможно определить позиции каждой из них. Более того, любые эффекты квантовой гравитации на этом масштабе (если они вообще есть) неизвестны науке, так как там само пространство не определено должным образом. В некотором смысле можно сказать: даже если бы мы разработали методы измерений, способные «заглянуть» в эти масштабы, мы никогда не смогли бы измерить что-либо меньшее, вне зависимости от дальнейшего совершенствования наших методов и оборудования.

Согласно стандартной космологической модели Вселенная родилась в результате Большого взрыва, начавшегося в бесконечно плотной точке. Особенно интересно то, что физики и космологи не имеют ни малейшего понятия, какие законы физики господствовали во Вселенной, прежде чем она превысила по своим размерам планковскую длину, так как еще нет подтвержденной теории квантовой гравитации. Тем не менее эта единица оказалась полезной во множестве разных уравнений, которые помогли вычислить и исследовать некоторые из самых главных тайн Вселенной.

Например, планковская длина — ключевой компонент в уравнении Бекенштейна и Хокинга для расчета энтропии черной дыры. Струнные теоретики считают, что именно на этом масштабе существуют «вибрирующие» струны, из которых состоят элементарные частицы Стандартной модели. Вне зависимости от того, верна теория струн или нет, с уверенностью можно сказать одно: в поиске объединенной теории всего понимание планковской длины и связанной с ней физики сыграет ключевую роль.

Самые первые моменты существования Вселенной в космологии называют планковской эпохой / © University of Illinois

А что насчет планковского времени? Если в двух словах, то планковское время — это время, за которое свет в вакууме проходит планковскую длину. Следовательно, эти две величины связаны между собой. Любопытно, что для вычисления планковского времени необходимы постоянная Планка, гравитационная постоянная и скорость света в вакууме. Точное значение планковского времени — 5,391 х 10-44 секунд, а вычисляется оно по формуле:

Планковское время также называют квантом времени — самым малым значением времени, имеющим какое-то фактическое значение. Меньшие значения времени не имеют никакого смысла. Возвращаясь к теоретическим гипотезам, струнные теоретики предполагают, что струны размером в планковскую длину вибрируют с периодичностью, соответствующей планковскому времени. В 2003 году при анализе снимков Deep Field с телескопа «Хаббл» некоторые ученые высказали предположения, что если бы на планковском масштабе присутствовали флуктуации пространства-времени, то изображения очень далеких объектов были бы размытыми. Снимки «Хаббла», как они утверждали, были слишком точными, что, по мнению специалистов, ставило под сомнение концепцию планковских масштабов. Другие представители научного сообщества не согласились с этим предположением, отметив, что такие флуктуации были бы слишком малы, чтобы их можно было наблюдать. Кроме того, было высказано предположение, что ожидаемая размытость была устранена большими размерами объектов на снимках.

Снимок Hubble Ultra-Deep Field / © NASA/ESA/R. THOMPSON

Итак, планковская длина и связанное с ней планковское время определяют масштабы, на которых современные физические теории перестают работать. Вся геометрия пространства-времени, предсказанная Общей теорией относительности, перестает иметь всякий смысл. Эти масштабы хранят еще неоткрытую теорию, объединяющую Общую теорию относительности и квантовую механику, которая сможет наиболее полно описать законы физики. В сущности говоря, именно по этой причине современные описания развития Вселенной начинаются только спустя 5,391 х 10-44 секунд после Большого взрыва, когда Вселенная была размером 1,616 х 10-35 метров.

Все степени при copy-paste слетели.

«Планк предложил особую меру измерения — планковские единицы» Это мне нравится))

@shebuk оформление вашего поста демонстрирует поверхностность и неспособность к тщательной подготовке материала.

Теория струн потеряла свою актуальность еще когда вышла Элегантная Вселенная.

Ну в нашем маломерном пространстве это конечно точка- проекция струны, а в своем многомерном пространстве, она запросто может начать делиться дальше.

Что за чушь про размер вселенной в последнем предложении? Вселенная (по современным представлениям) не расширялась из точки. Она однородна и расширялась отовсюду. Если речь идет о наблюдаемой Вселенной, то и здесь оценка размеров не соответствует наблюдениям и расчетам.

Доступно расписано. А то в Гиперионе главный антагонист прятался в планковском пространстве, было понятно что это где-то рядом с реальностью, но лень было гуглить. Спасибо.

«Струнные теоретики» – звучит как «Свидетели Иеговы»

Означает ли это, что окружающий нас физический мир (объективная реальность, данная нам в ощущениях), не непрерывный, а дискретный? И означает ли это, в свою очередь, что мы живём в матрице?

Сплошные теории. Атом считали неделимым, когда то, как и кварки сейчас. В будущем все эти планки посыпятся.

Только славянам

Ответ на пост «Вопрос кавказцам»

Две тушенки по 89,99!

Всём привет! Я около года не обозревал еду, но тут увидел две тушенки по 89 и мои руки затряслись! Представляю вашему вниманию сравнение двух тушёнок по 89,99!

Вскрываю, взвешиваю содержимое, у магнитовской банки есть чека нквд!

Из магнитовской банки выдавилось жиросодержащее желе 301.1 грамм.
Из Калининградской выдавилась какая-то котлета!? Весом 336.3 грамма.
Разогреваю.
калининградская:

Калининградская 104 грамма

Пробую калининградку и сразу становится ясно, что там сои ну процентов 50. Вот вам фото покрупнее, чтобы вы видели, вот так примерно и выглядит соя.

Но, справедливости ради скажу, что процентов 40 мяса там есть. Просто дофига перца и лаврушки, я наверное выплюнул кусочков лаврушки с лист.
Ем магнитовскую и, честно, начинаю офигивать, там мясо. Процентов 50 жир, но и мясо прям мясо. Хоть и мелкими кусочками.

На вкус даже прям вот норм. Со специями не перебор. Запах вот прямо тушенки.
Взвешиваю оставшийся жир

Судмедэксперт здорового человека

Замотались

Театр одного актера

Юра, мы все пролюбили

Источник

ПЛАНКА ПОСТОЯННАЯ

Полезное

Смотреть что такое «ПЛАНКА ПОСТОЯННАЯ» в других словарях:

ПЛАНКА ПОСТОЯННАЯ — (квант действия, обозначается h), фундаментальная физ. константа, определяющая широкий круг физ. явлений, для к рых существенна дискретность величин с размерностью действия (см. КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА). Введена нем. физиком М. Планком в 1900 при… … Физическая энциклопедия

Планка постоянная — (квант действия), основная постоянная квантовой теории (см. Квантовая механика). Названа по имени М. Планка. Планка постоянная h≈6,626·10 34 Дж·c. Часто применяется величина h = h/2π≈1,0546·10 34 Дж·с, также называется Планка постоянной. * * *… … Энциклопедический словарь

Планка постоянная — Постоянная Планка (квант действия) основная константа квантовой теории, коэффициент, связывающий величину энергии электромагнитного излучения с его частотой. Также имеет смысл кванта действия и кванта момента импульса. Введена в научный обиход М … Википедия

Планка постоянная — квант действия (См. Действие), фундаментальная физическая постоянная (См. Физические постоянные), определяющая широкий круг физических явлений, для которых существенна дискретность действия. Эти явления изучаются в квантовой механике (См … Большая советская энциклопедия

ПЛАНКА ПОСТОЯННАЯ — (квант действия), осн. постоянная квантовой теории (см. Квантовая механика). Названа по имени М. Планка. П. п. h 6,626*10 34 Дж*с. Часто применяется величина Н = h/2ПИ 1,0546*10 34 Дж*с, также наз. П. п … Естествознание. Энциклопедический словарь

ПЛАНКА ПОСТОЯННАЯ — фундаментальная физ. постоянная, квант действия, имеющий размерность произведения энергии на время. Определяет физ. явления микромира, для к рых характерна дискретность физ. величин с размерностью действия (см. Квантовая механика). По величине… … Химическая энциклопедия

ПЛАНКА ПОСТОЯННАЯ — одна из абсолютных физич. констант, имеющая размерность действия (энергия X время); в системе CGS П. п. hравна (6,62377 + 0,00018). 10 27 эрг x сек (+0,00018 возможная погрешность в измерении). Впервые была введена М. Планком (М. Planck, 1900) в… … Математическая энциклопедия

ПЛАНКА ПОСТОЯННАЯ — квант действия, одна из осн. постоянных физики, отражает специфику закономерностей в микромире и играет фундаментальную роль в квантовой механике. П. п. h (6,626 0755 ± 0,000 0040)*10 34 Дж*с. Часто пользуются величиной Л = й/2я = (1,054 572 66 ± … Большой энциклопедический политехнический словарь

Планка постоянная (квант действия) — одна из фундаментальных мировых постоянных (констант), играющая определяющую роль в микромире, проявляющуюся в существовании дискретных свойств у микрообъектов и их систем, выражаемых целочисленными квантовыми числами, за исключением полуцелых… … Начала современного естествознания

Источник