; ح= 4.135 667662 (25) × 10 15 فولت.

كثيرا ما تستخدم القيمة ℏ ≡ ح 2 π (displaystyle hbar equiv (frac (h) (2 pi))):

ħ = 1.054571800 (13) × 10 34 ج ؛ ħ = 1.054571800 (13) × 10 27 erg ؛ ħ = 6.582119514 (40) × 10 16 فولت ،

يسمى ثابت بلانك المختزل (المبرر أو المختزل في بعض الأحيان) أو ثابت ديراك. يعمل استخدام هذا الترميز على تبسيط العديد من صيغ ميكانيكا الكم ، حيث يدخل ثابت بلانك التقليدي في هذه الصيغ بالشكل مقسومًا على الثابت 2 π (displaystyle (2 pi)).

المعنى المادي

في ميكانيكا الكمالزخم له المعنى الماديناقلات الموجة [ ] ، والطاقة - الترددات ، ومراحل موجة الحركة ، ولكن تقليديًا (تاريخيًا) الكميات الميكانيكيةتقاس بوحدات أخرى (كجم م / ث ، ج ، ج ث) من وحدات الموجة المقابلة (م −1 ، ث −1 ، وحدات الطور بلا أبعاد). يلعب ثابت بلانك دور عامل التحويل (دائمًا هو نفسه) الذي يربط بين هذين النظامين من الوحدات - الكم والتقليدي:

* = ℏ ك (| p | = 2 π ℏ / λ) (displaystyle mathbf (p) = hbar mathbf (k) ، ، ، ، (| mathbf (p) | = 2 pi hbar / \ lambda))(نبض)، E = ℏ ω (displaystyle E = hbar omega)(طاقة)، S = ℏ ϕ (displaystyle S = hbar phi)(فعل).

إذا كان النظام الوحدات الماديةتشكلت بعد ظهور ميكانيكا الكم وتكييفها لتبسيط الصيغ النظرية الأساسية ، فمن المحتمل أن يكون ثابت بلانك مساويًا لواحد ، أو على الأقل لرقم مستدير. في الفيزياء النظرية ، نظام الوحدات مع ℏ = 1 (displaystyle hbar = 1)، فيه

* = ل (| p | = 2 π / λ) ، (displaystyle mathbf (p) = mathbf (k) ، ، ، ، (| mathbf (p) | = 2 pi / lambda) ،) E = ω، (displaystyle E = omega) S = ϕ، (displaystyle S = phi) (ℏ = 1). (displaystyle (hbar = 1).)

يلعب ثابت بلانك أيضًا دورًا تقييميًا بسيطًا في التمييز بين مجالات قابلية تطبيق الفيزياء الكلاسيكية والفيزياء الكمومية: تتم مقارنته بحجم الفعل أو خاصية الزخم الزاوي للنظام قيد الدراسة ، أو منتجات الزخم المميز بالخاصية الحجم ، أو الطاقة المميزة بـ الوقت المميز، يوضح كيف ينطبق على هذا النظام الماديالميكانيكا الكلاسيكية. وهي إذا ث (displaystyle S)هو تشغيل النظام ، و م (displaystyle M)هو الزخم الزاوي ، إذن S ℏ ≫ 1 (displaystyle (frac (S) (hbar)) gg 1)أو M ℏ ≫ 1 (displaystyle (frac (M) (hbar)) gg 1)يتم وصف سلوك النظام بدقة جيدة بواسطة الميكانيكا الكلاسيكية. ترتبط هذه التقديرات ارتباطًا مباشرًا بعلاقات عدم اليقين في هايزنبرج.

تاريخ الاكتشاف

صيغة بلانك للإشعاع الحراري

صيغة بلانك هي تعبير عن كثافة الطاقة الطيفية للإشعاع من جسم أسود ، والتي حصل عليها ماكس بلانك لكثافة إشعاع التوازن u (ω، T) (displaystyle u (omega، T)). تم الحصول على صيغة بلانك بعد أن أصبح واضحًا أن صيغة Rayleigh-Jeans تصف الإشعاع بشكل مرضٍ فقط في منطقة الأمواج الطويلة. في عام 1900 ، اقترح بلانك معادلة ذات ثابت (سميت لاحقًا بثابت بلانك) ، والتي تتفق جيدًا مع البيانات التجريبية. في الوقت نفسه ، اعتقد بلانك أن هذه الصيغة هي مجرد خدعة رياضية ناجحة ، ولكن ليس لها معنى فيزيائي. أي أن بلانك لم يفترض أن الإشعاع الكهرومغناطيسي ينبعث على شكل أجزاء منفصلة من الطاقة (كوانتا) ، يرتبط حجمها بالتردد الدوري للإشعاع بالتعبير:

ε = ℏ ω. (displaystyle varepsilon = hbar omega.)

عامل التناسب ħ سميت لاحقا ثابت بلانك , ħ ≈ 1.054⋅10 −34 ج ث.

التأثير الكهروضوئي

التأثير الكهروضوئي هو انبعاث الإلكترونات من مادة تحت تأثير الضوء (وبشكل عام ، أي إشعاع كهرومغناطيسي). في المواد المكثفة (الصلبة والسائلة) ، تتميز التأثيرات الكهروضوئية الخارجية والداخلية.

تم شرح التأثير الكهروضوئي في عام 1905 من قبل ألبرت أينشتاين (الذي حصل على جائزة نوبل في عام 1921 بفضل ترشيح الفيزيائي السويدي أوسين) بناءً على فرضية بلانك حول الطبيعة الكمومية للضوء. احتوى عمل أينشتاين على أمر مهم فرضية جديدة- إذا اقترح بلانك هذا الضوء مشعفقط في أجزاء كمية ، ثم آينشتاين يعتقد بالفعل أن الضوء و موجودفقط في شكل أجزاء كمية. من قانون الحفاظ على الطاقة ، عندما يتم تمثيل الضوء في شكل جسيمات (فوتونات) ، فإن صيغة أينشتاين للتأثير الكهروضوئي كما يلي:

ℏ ω = A o u t + m v 2 2، (displaystyle hbar omega = A_ (out) + (frac (mv ^ (2)) (2)) ،)

أين أ o u t (displaystyle A_ (out))- ما يسمى. وظيفة العمل (الحد الأدنى من الطاقة المطلوبة لإزالة إلكترون من مادة ما) ، m v 2 2 (\ displaystyle (\ frac (mv ^ (2)) (2)))هي الطاقة الحركية للإلكترون المنبعث ، ω (displaystyle omega)هو تواتر الفوتون الساقط مع الطاقة ℏ ω، (displaystyle hbar omega) ℏ (displaystyle hbar)هو ثابت بلانك. من هذه الصيغة يتبع وجود الحد الأحمر للتأثير الكهروضوئي ، أي وجود أدنى تردد ، والذي تحته لم تعد طاقة الفوتون كافية "لضرب" إلكترون من الجسم. جوهر الصيغة هو أن طاقة الفوتون تنفق على تأين ذرة مادة ، أي على العمل الضروري "لسحب" إلكترون ، ويتم تحويل الباقي إلى طاقة حركية إلكترون.

تأثير كومبتون

طرق القياس

استخدام قوانين التأثير الكهروضوئي

في هذه الطريقةيستخدم قياس بلانك الثابت قانون أينشتاين للتأثير الكهروضوئي:

البوتاسيوم م أ س = ح ν - أ، (displaystyle K_ (max) = h nu -A،)

أين البوتاسيوم م أ س (displaystyle K_ (max))هي الطاقة الحركية القصوى للإلكترونات الضوئية المنبعثة من الكاثود ،

ν (displaystyle nu)هو تردد الضوء الساقط ، أ (displaystyle A)- ما يسمى. وظيفة عمل الإلكترون.

يتم إجراء القياس على النحو التالي. أولاً ، يتم تشعيع كاثود الخلية الكهروضوئية بضوء أحادي اللون بتردد ν 1 (displaystyle nu _ (1))، بينما يتم تطبيق جهد مانع على الخلية الكهروضوئية ، بحيث يتوقف التيار عبر الخلية الكهروضوئية. في هذه الحالة ، تحدث العلاقة التالية مباشرة من قانون أينشتاين:

ح ν 1 = A + e U 1، (displaystyle h nu _ (1) = A + eU_ (1) ،)

أين هـ (displaystyle e) -

يحدد ثابت بلانك الحدود بين العالم الكبير ، حيث تنطبق قوانين ميكانيكا نيوتن ، والعالم المصغر ، حيث تنطبق قوانين ميكانيكا الكم.

توصل ماكس بلانك ، أحد مؤسسي ميكانيكا الكم ، إلى فكرة تكميم الطاقة ، محاولًا أن يشرح نظريًا عملية التفاعل بين المكتشفين حديثًا موجات كهرومغناطيسية (سم.معادلات ماكسويل) والذرات وبالتالي تحل مشكلة إشعاع الجسم الأسود. لقد أدرك أنه من أجل شرح طيف الانبعاث المرصود للذرات ، يجب أن يؤخذ من المسلم به أن الذرات تنبعث وتمتص الطاقة في أجزاء (وهو ما أسماه العالم كوانتا) وفقط عند ترددات موجات معينة. الطاقة التي يحملها كم واحد تساوي:

أين الخامسهو تردد الإشعاع ، و ح — الكم الأولي للعمل ،وهو ثابت عالمي جديد ، سرعان ما حصل على الاسم ثابت بلانك. كان بلانك أول من قام بحساب قيمته على أساس البيانات التجريبية ح = 6.548 × 10 -34 ج.ث (SI) ؛ حسب المعطيات الحديثة ح = 6.626 × 10 -34 جول. وفقًا لذلك ، يمكن لأي ذرة أن تصدر نطاقًا واسعًا من الترددات المنفصلة المترابطة ، والتي تعتمد على مدارات الإلكترونات في الذرة. قريباً سيخلق نيلز بور نموذجًا متماسكًا ، وإن كان مبسطًا ، للذرة ، بما يتوافق مع توزيع بلانك.

بعد نشر نتائجه في نهاية عام 1900 ، لم يعتقد بلانك نفسه - وهذا واضح من منشوراته - في البداية أن الكوانتا كانت حقيقة فيزيائية وليست نموذجًا رياضيًا مناسبًا. ومع ذلك ، عندما نشر ألبرت أينشتاين ورقة بعد خمس سنوات شرح فيها التأثير الكهروضوئي على أساس تكميم الطاقةالإشعاع ، في الأوساط العلمية ، لم يعد يُنظر إلى صيغة بلانك على أنها لعبة نظرية ، ولكن باعتبارها وصفًا لظاهرة فيزيائية حقيقية على المستوى دون الذري ، مما يثبت الطبيعة الكمية للطاقة.

يظهر ثابت بلانك في جميع معادلات وصيغ ميكانيكا الكم. إنه ، على وجه الخصوص ، يحدد المقاييس التي يبدأ منها تطبيق مبدأ اللايقين لهايزنبرغ. بشكل تقريبي ، يشير ثابت بلانك لنا إلى الحد الأدنى للكميات المكانية ، وبعد ذلك لا يمكن للمرء أن يتجاهل التأثيرات الكمومية. بالنسبة إلى حبيبات الرمل ، على سبيل المثال ، فإن عدم التيقن من ناتج حجمها الخطي وسرعتها صغير جدًا بحيث يمكن إهماله. بعبارة أخرى ، يرسم ثابت بلانك الخط الفاصل بين العالم الكبير ، حيث تنطبق قوانين ميكانيكا نيوتن ، والعالم المصغر ، حيث تدخل قوانين ميكانيكا الكم حيز التنفيذ. نظرًا لأنه تم الحصول عليه فقط من أجل الوصف النظري لظاهرة فيزيائية واحدة ، سرعان ما أصبح ثابت بلانك أحد الثوابت الأساسية للفيزياء النظرية ، التي تحددها طبيعة الكون ذاتها.

أنظر أيضا:

ماكس كارل إرنست لودفيج بلانك ، 1858-1947

عالم فيزياء ألماني. ولد في كيل في أسرة استاذ الفقه. بصفته عازف بيانو ماهرًا ، اضطر بلانك في شبابه إلى اتخاذ خيار صعب بين العلم والموسيقى (يقولون أنه قبل الحرب العالمية الأولى ، غالبًا ما كان عازف البيانو ماكس بلانك يؤلف دويتو كلاسيكيًا محترفًا للغاية مع عازف الكمان ألبرت أينشتاين في أوقات فراغه. - ملحوظة. مترجم) دافع بلانك عن أطروحة الدكتوراه الخاصة به حول القانون الثاني للديناميكا الحرارية في عام 1889 في جامعة ميونيخ - وفي نفس العام أصبح مدرسًا ، ومن 1892 - أستاذًا في جامعة برلين ، حيث عمل حتى تقاعده في عام 1928. يعتبر بلانك بحق أحد آباء ميكانيكا الكم. اليوم ، هناك شبكة كاملة من المعاهد البحثية الألمانية تحمل اسمه.

· الحالة المختلطة · القياس · عدم اليقين · مبدأ باولي · الثنائية · فك الترابط · نظرية إهرنفست · تأثير النفق

التجارب
تجربة دافيسون جيرمر تجربة بوبر تجربة ستيرن غيرلاخ تجربة يونغ التحقق من عدم مساواة بيل التأثير الكهروضوئي تأثير كومبتون

الصياغة
تمثيل شرودنغر تمثيل هايزنبرغ تمثيل التفاعل مصفوفة ميكانيكا الكم تكاملات المسار مخططات فاينمان

المعادلات
معادلة شرودنجر معادلة باولي معادلة كلاين-جوردون معادلة ديراك معادلة شوينجر-توموناجا معادلة فون نيومان معادلة بلوخ معادلة ليندبلاد معادلة هايزنبرج

التفسيرات
متغيرات كوبنهاغن المخفية نظرية عوالم عديدة De Broglie-Bohm Theory

تطوير النظرية
نظرية المجال الكمومي الديناميكا الكهربائية الكمية نظرية غلاشو-واينبرغ-سلام الديناميكا اللونية الكمومية النموذج القياسي الجاذبية الكمية

علماء بارزون
بلانك أينشتاين شرودنغر هيزنبرغ جوردان بوهر باولي ديراك فوك بورن دي بروجلي لانداو فينمان بوهم إيفريت

أنظر أيضا: البوابة: الفيزياء

المعنى المادي

في ميكانيكا الكم ، يكون للزخم المعنى المادي لمتجه الموجة ، والطاقة - الترددات ، ومراحل الموجة ، ومع ذلك ، تُقاس الكميات الميكانيكية تقليديًا (تاريخيًا) بوحدات أخرى (كجم م / ث ، ج ، ج ث) من الموجة المقابلة (m −1 ، s −1 ، وحدات الطور بلا أبعاد). يلعب ثابت بلانك دور عامل التحويل (دائمًا هو نفسه) الذي يربط بين هذين النظامين من الوحدات - الكم والتقليدي:

$\backslash \; mathbf\; ف\; =\; \backslash \; hbar\; \backslash \; mathbf\; ك$(نبض) $(|\; \backslash \; mathbf\; p\; |\; =\; 2\; \backslash \; pi\; \backslash \; hbar\; /\; \backslash \; lambda)$ $E\; =\; \backslash \; hbar\; \backslash \; omega$(طاقة) $S\; =\; \backslash \; hbar\; \backslash \; phi$(فعل)

إذا كان نظام الوحدات الفيزيائية قد تم تشكيله بالفعل بعد ظهور ميكانيكا الكم وتم تكييفه لتبسيط الصيغ النظرية الأساسية ، فمن المحتمل أن يكون ثابت بلانك مساويًا لواحد ، أو على الأقل إلى رقم دائري أكثر. في الفيزياء النظرية ، نظام الوحدات مع $\backslash \; hbar\; =\; 1$، فيه

$\backslash \; mathbf\; ف\; =\; \backslash \; mathbf\; ك$ $(|\; \backslash \; mathbf\; ف\; |\; =\; 2\; \backslash \; بي\; /\; \backslash \; لامدا)$ $E\; =\; \backslash \; أوميغا$ $S\; =\; \backslash \; phi$ $(\backslash \; hbar\; =\; 1)$.

يلعب ثابت بلانك أيضًا دورًا تقييميًا بسيطًا في تحديد مجالات قابلية تطبيق الفيزياء الكلاسيكية والكمية: مقارنة بحجم الفعل أو قيم الزخم الزاوي المميزة للنظام قيد الدراسة ، أو منتجات الزخم المميز بواسطة الحجم المميز ، أو الطاقة المميزة حسب الوقت المميز ، يُظهر مدى قابلية التطبيق على الميكانيكا الكلاسيكية لنظام مادي معين. وهي إذا $س$هو تشغيل النظام ، و $م$هو الزخم الزاوي ، إذن $\backslash \; frac\; (S)\; (\backslash \; hbar)\; \backslash \; gg1$أو $\backslash \; frac\; (M)\; (\backslash \; hbar)\; \backslash \; gg1$يتم وصف سلوك النظام بدقة جيدة بواسطة الميكانيكا الكلاسيكية. ترتبط هذه التقديرات ارتباطًا مباشرًا بعلاقات عدم اليقين في هايزنبرج.

تاريخ الاكتشاف

صيغة بلانك للإشعاع الحراري

صيغة بلانك هي تعبير عن كثافة الطاقة الطيفية للإشعاع من جسم أسود ، والتي حصل عليها ماكس بلانك لكثافة إشعاع التوازن $ش\; (\backslash \; أوميغا\; ،\; تي)$. تم الحصول على صيغة بلانك بعد أن أصبح واضحًا أن صيغة Rayleigh-Jeans تصف الإشعاع بشكل مرضٍ فقط في منطقة الأمواج الطويلة. في عام 1900 ، اقترح بلانك معادلة ذات ثابت (سميت لاحقًا بثابت بلانك) ، والتي تتفق جيدًا مع البيانات التجريبية. في الوقت نفسه ، اعتقد بلانك أن هذه الصيغة هي مجرد خدعة رياضية ناجحة ، ولكن ليس لها معنى فيزيائي. أي أن بلانك لم يفترض أن الإشعاع الكهرومغناطيسي ينبعث على شكل أجزاء منفصلة من الطاقة (كوانتا) ، يرتبط حجمها بالتردد الدوري للإشعاع بالتعبير:

$\backslash \; varepsilon\; =\; \backslash \; hbar\; \backslash \; omega.$

عامل التناسب $\backslash \; hbar$دعا في وقت لاحق ثابت بلانك, $\backslash \; hbar$= 1.054 10 −34 ج ث.

التأثير الكهروضوئي

التأثير الكهروضوئي هو انبعاث الإلكترونات من مادة تحت تأثير الضوء (وبشكل عام ، أي إشعاع كهرومغناطيسي). في المواد المكثفة (الصلبة والسائلة) ، تتميز التأثيرات الكهروضوئية الخارجية والداخلية.

ثم يتم تشعيع نفس الخلية الضوئية بضوء أحادي اللون بتردد $\backslash \; nu\_2$وبنفس الطريقة يقفلونها بمساعدة الجهد $U\_2:$

$ح\; \backslash \; nu\_2\; =\; A\; +\; eU\_2.$

نطرح مصطلح التعبير الثاني بمصطلح من الأول ، نحصل عليه

$ح\; (\backslash \; nu\_1-\; \backslash \; nu\_2)\; =\; هـ\; (U\_1-U\_2)\; ،$

من أين يتبع ذلك

$h\; =\; \backslash \; frac\; (e\; (U\_1-U\_2))\; ((\backslash \; nu\_1-\; \backslash \; nu\_2)).$

تحليل طيف الإشعاع الشمسي

تعتبر هذه الطريقة الأكثر دقة من الطرق الحالية. يتم استخدام حقيقة أن الطيف الترددي للأشعة السينية لـ bremsstrahlung له حد أعلى حاد ، يسمى الحد البنفسجي. ينبع وجودها من الخصائص الكمومية للإشعاع الكهرومغناطيسي وقانون الحفاظ على الطاقة. حقًا،

$ح\; \backslash \; فارك\; (ج)\; (لامدا)\; =\; الاتحاد\; الأوروبي\; ،$

أين $ج$- سرعة الضوء،

$\backslash \; لامدا$- الطول الموجي لإشعاع الأشعة السينية ، $ه$هي شحنة الإلكترون ، $يو$- تسريع الجهد بين أقطاب أنبوب الأشعة.

ثم ثابت بلانك هو

$ح\; =\; \backslash \; فارك\; ((لامدا)\; (Ue))\; (ج).$

اكتب تعليقًا على المقال "Planck Constant"

ملحوظات

الأدب

• جون د. بارو.ثوابت الطبيعة من ألفا إلى أوميغا - الأرقام التي تشفر أعمق أسرار الكون. - كتب بانثيون ، 2002. - ISBN 0-37-542221-8.
• شتاينر ر.// تقارير عن التقدم في الفيزياء. - 2013. - المجلد. 76. - ص 016101.

الروابط

رئيسي المشتقات مستعمل في

مقتطف يصف ثابت بلانك

قال "هذه هي فنجي". - فقط ضع إصبعك ، سأشربها كلها.
عندما كان كل الساموفار في حالة سكر ، أخذ روستوف البطاقات وعرض أن يلعب مع ملوك ماريا جينريكوفنا. تم إلقاء الكثير حول من يجب أن يشكل حزب ماريا جينريكوفنا. كانت قواعد اللعبة ، بناءً على اقتراح روستوف ، هي أن الشخص الذي سيكون ملكًا له الحق في تقبيل يد ماريا جينريكوفنا ، وأن الشخص الذي بقي وغدًا سيذهب لوضع ساموفار جديد للطبيب عندما يستيقظ.
"حسنًا ، ماذا لو أصبحت ماريا جينريكوفنا ملكًا؟" سأل إيلين.
- إنها ملكة! وأوامرها هي القانون.
كانت اللعبة قد بدأت للتو ، عندما ارتفع رأس الطبيب الحائر فجأة من خلف ماريا جينريكوفنا. لم ينم لفترة طويلة واستمع إلى ما قيل ، ولم يجد على ما يبدو شيئًا مبهجًا أو مضحكًا أو ممتعًا في كل ما قيل وفعل. كان وجهه حزينًا وكئيبًا. لم يرحب بالضباط ، خدش نفسه وطلب الإذن بالمغادرة ، لأنه كان مسدودًا من الطريق. بمجرد مغادرته ، انفجر جميع الضباط في الضحك بصوت عالٍ ، وخجلت ماريا جينريكوفنا في البكاء ، وبالتالي أصبحت أكثر جاذبية لعيون جميع الضباط. عند عودته من الفناء ، قال الطبيب لزوجته (التي كانت قد توقفت بالفعل عن الابتسام بسعادة بالغة ، وفي انتظار الحكم ، نظرت إليه بخوف) أن المطر قد مر وأن علينا الذهاب لقضاء الليل في عربة ، وإلا سيتم جرهم جميعًا بعيدًا.
- نعم ، سأرسل رسولًا ... اثنان! قال روستوف. - تعال يا دكتور.
"سأكون لوحدي!" قال إيلين.
"لا ، أيها السادة ، لقد نمت جيدًا ، لكنني لم أنم لليلتين" ، قال الطبيب ، وجلس في حزن بجانب زوجته ، في انتظار انتهاء اللعبة.
عند النظر إلى الوجه القاتم للطبيب ، والنظر باستغراب إلى زوجته ، أصبح الضباط أكثر بهجة ، ولم يستطع الكثيرون المساعدة في الضحك ، الأمر الذي حاولوا على عجل إيجاد ذرائع معقولة. عندما غادر الطبيب ، أخذ زوجته بعيدًا ، وصعد إلى العربة معها ، استلقى الضباط في الحانة ، وغطوا أنفسهم بالمعاطف المبللة ؛ لكنهم لم يناموا لوقت طويل ، يتحدثون الآن ، يتذكرون خوف الطبيب وفرح الطبيب ، الآن يركضون إلى الشرفة ويبلغون عما كان يحدث في العربة. أراد روستوف عدة مرات أن ينام ؛ ولكن مرة أخرى ، كانت ملاحظة أحدهم تسلي به ، وبدأت المحادثة مرة أخرى ، ومرة ​​أخرى سمع الضحك الطفولي المبتهج الذي لا سبب له.

في الساعة الثالثة ، لم يكن أحد قد نام بعد ، عندما ظهر الرقيب مع الأمر بالسير إلى مدينة أوستروفنا.
مع كل نفس اللهجة والضحك ، بدأ الضباط في التجمع على عجل ؛ مرة أخرى وضع السماور على المياه القذرة. لكن روستوف ، دون انتظار الشاي ، ذهب إلى السرب. لقد كان خفيفًا بالفعل ؛ توقف المطر ، وتشتت الغيوم. كان الجو رطبًا وباردًا ، خاصةً في ثوب رطب. عند مغادرة الحانة ، نظر كل من روستوف وإيليين في شفق الفجر إلى الخيمة الجلدية للطبيب ، اللامعة من المطر ، من أسفل المئزر الذي علقت أرجل الطبيب في منتصفه وكان غطاء محرك السيارة مرئيًا على الوسادة وسُمع التنفس النعاس.
"حقًا ، إنها لطيفة جدًا!" قال روستوف لإيليين الذي كان سيغادر معه.
- يا لها من امرأة جميلة! رد إيلين بجدية تبلغ من العمر ستة عشر عامًا.
بعد نصف ساعة ، وقف السرب المنتظم على الطريق. سمع الأمر: "اجلس! عبر الجنود على أنفسهم وشرعوا في الجلوس. أمر روستوف وهو يتقدم إلى الأمام: "مارس! - ويمتد الفرسان في أربعة أشخاص ، وهم يرنون بصفع الحوافر على الطريق الرطب ، وطنين السيوف وبصوت منخفض ، ينطلقون على طول الطريق الكبير الذي تصطف على جانبيه البتولا ، بعد مشاة المشاة والبطارية. امام.
سرعان ما تحركت الغيوم المكسورة ذات اللون الأزرق الفاتح ، التي احمرارها عند شروق الشمس ، بفعل الرياح. أصبحت أكثر إشراقًا وإشراقًا. يمكن للمرء أن يرى بوضوح ذلك العشب المجعد الذي يجلس دائمًا على طول الطرق الريفية ، ولا يزال مبللاً من مطر الأمس ؛ الفروع المعلقة لأشجار البتولا ، مبللة أيضًا ، تتمايل مع الريح ويسقط ضوءها على الجانب. أصبحت وجوه الجنود أكثر وضوحا وضوحا. ركب روستوف مع إيليين ، الذي لم يتخلف وراءه ، على طول جانب الطريق ، بين صف مزدوج من البتولا.
سمح روستوف في الحملة لنفسه بحرية الركوب ليس على حصان في الخطوط الأمامية ، ولكن على القوزاق. سواء كان متذوقًا وصيادًا ، فقد حصل مؤخرًا على حصان دون محطّم ، حصان كبير ولطيف ، لم يقفز عليه أحد. كان ركوب هذا الحصان من دواعي سروري روستوف. لقد فكر في الحصان ، في الصباح ، في زوجة الطبيب ، ولم يفكر أبدًا في الخطر الوشيك.
في السابق ، كان روستوف خائفًا ، وهو يدخل في مجال الأعمال التجارية ؛ الآن لم يشعر بأقل شعور بالخوف. ليس لأنه لم يكن خائفًا من اعتياده على إطلاق النار (لا يمكن للمرء أن يعتاد على الخطر) ، ولكن لأنه تعلم السيطرة على روحه في مواجهة الخطر. لقد اعتاد أن يذهب إلى العمل ويفكر في كل شيء ، باستثناء ما يبدو أنه أكثر إثارة للاهتمام من أي شيء آخر - حول الخطر الوشيك. مهما حاول جاهدا ، أو عاتب نفسه على الجبن خلال المرة الأولى في خدمته ، لم يستطع تحقيق ذلك ؛ ولكن على مر السنين أصبح الأمر بديهيًا. كان الآن يركب بجانب إيلين بين البتولا ، أحيانًا يمزق الأوراق من الأغصان التي تأتي بيده ، وأحيانًا يلامس فخذ الحصان بقدمه ، وأحيانًا يعطي ، دون أن يدير غليونه المدخن إلى الحصار الذي كان يركب خلفه ، بمثل هذا نظرة هادئة وخالية من الهموم ، كما لو كان يركب الركوب. كان من المؤسف له أن ينظر إلى وجه إيليين المهتاج ، الذي تحدث كثيرًا وبصعوبة ؛ كان يعلم من التجربة تلك الحالة المؤلمة من توقع الخوف والموت التي كانت فيها القرنة ، وكان يعلم أنه لا شيء سوى الوقت سيساعده.
حالما ظهرت الشمس على شريط صافٍ من تحت الغيوم ، خمدت الريح ، وكأنه لم يجرؤ على إفساد صباح هذا الصيف الساحر بعد عاصفة رعدية ؛ كانت القطرات لا تزال تتساقط ، لكنها كانت مطلقة بالفعل ، وكان كل شيء هادئًا. طلعت الشمس تماما وظهرت في الأفق واختفت في سحابة ضيقة وطويلة وقفت فوقها. بعد بضع دقائق ، ظهرت الشمس أكثر إشراقًا على الحافة العلوية للسحابة ، ممزقة حوافها. كل شيء مضاء ومتألق. وإلى جانب هذا الضوء ، كما لو كان يرد عليه ، سمعت طلقات بنادق أمامنا.
لم يكن لدى روستوف الوقت الكافي للتفكير وتحديد المدى الذي كانت عليه هذه الطلقات ، عندما انطلق مساعد الكونت أوسترمان تولستوي من فيتيبسك بأوامر بالهرولة على طول الطريق.
تجولت السرب حول المشاة والبطارية ، التي كانت أيضًا في عجلة من أمرها للذهاب بشكل أسرع ، انحدرت من التل ، وعبرت من خلال قرية فارغة ، بدون سكان ، صعدت الجبل مرة أخرى. بدأت الخيول في التحليق ، واحمر خجل الناس.
- توقف ، وعد! - تم سماع أمر الفرقة في المستقبل.
- الكتف الأيسر للأمام ، خطوة مسيرة! أمرت للأمام.
وذهب الفرسان على طول خط القوات إلى الجانب الأيسر من الموقف ووقفوا خلف روافعنا ، الذين كانوا في الصف الأول. على اليمين ، وقف المشاة في طابور كثيف - كانت هذه احتياطيات ؛ فوق الجبل ، في الهواء النقي النقي ، في الصباح ، مائل ومشرق ، إضاءة ، في الأفق ذاته ، كانت مدافعنا مرئية. كانت أعمدة ومدافع العدو مرئية أمامنا خلف الجوف. في الجوف ، كان بإمكاننا سماع سلسلتنا ، وهي تعمل بالفعل وتنفجر بمرح مع العدو.
روستوف ، من أصوات الموسيقى الأكثر بهجة ، شعر بالبهجة في روحه من هذه الأصوات التي لم تسمع منذ فترة طويلة. فخ تا تا تاب! - صفق فجأة ، ثم بسرعة ، واحدة تلو الأخرى ، عدة طلقات. ساد كل شيء مرة أخرى ، ومرة ​​أخرى بدا أن المفرقعات تتصاعد ، والتي سار عليها شخص ما.
وقفت الفرسان لمدة ساعة في مكان واحد. بدأ المدفع. ركب الكونت أوسترمان وحاشيته خلف السرب ، وتوقفوا ، وتحدثوا مع قائد الفوج ، وانطلقوا إلى المدافع على الجبل.
بعد رحيل أوسترمان ، تم سماع أمر من الرماة:
- في العمود ، اصطف للهجوم! "تضاعف عدد المشاة أمامهم في فصائل للسماح بمرور الفرسان. انطلق الرماة ، متمايلين مع صخور الطقس في قممهم ، وفي هرولة نزلوا منحدر نحو سلاح الفرسان الفرنسي ، الذي ظهر تحت الجبل إلى اليسار.
وبمجرد أن انحدرت الرماح ، أُمر الفرسان بالتحرك صعودًا لتغطية البطارية. بينما أخذ الفرسان مكان الأهلان ، تطاير الرصاص المفقود من السلسلة ، وهو يصرخ ويصفير.
هذا الصوت ، الذي لم يُسمع منذ فترة طويلة ، كان له تأثير أكثر بهجة وإثارة على روستوف من أصوات إطلاق النار السابقة. هو ، مستقيماً ، نظر إلى ساحة المعركة التي انفتحت من الجبل ، وشارك بإخلاص في حركة الرماة. طار الحرامون بالقرب من الفرسان الفرنسيين ، وحدث شيء متشابك في الدخان هناك ، وبعد خمس دقائق ، اندفع الرماة إلى الخلف ليس إلى المكان الذي كانوا يقفون فيه ، ولكن إلى اليسار. بين الفرسان البرتقاليين على الخيول الحمراء وخلفهم ، في مجموعة كبيرة ، كانت الفرسان الفرنسية الزرقاء مرئية على الخيول الرمادية.

كان روستوف ، بعيون الصيد الشديدة ، من أوائل الذين رأوا هؤلاء الفرسان الفرنسيين الأزرقين يطاردون محبي الصيد. أقرب ، أقرب ، تحركت قبائل الأوهلان وسط حشود مضطربة ، وطاردهم الفرسان الفرنسيون. كان من الممكن بالفعل رؤية كيف اصطدم هؤلاء الأشخاص ، الذين بدوا صغارًا تحت الجبل ، وتجاوزوا بعضهم البعض ولوحوا بأذرعهم أو سيوفهم.
نظر روستوف إلى ما كان يجري أمامه وكأنه يتعرض للاضطهاد. لقد شعر بشكل غريزي بأنهم إذا هاجموا الفرسان الفرنسيين بالفرسان ، فلن يقاوموا ؛ لكن إذا ضربت ، كان ذلك ضروريًا الآن ، في هذه اللحظة بالذات ، وإلا فسيكون قد فات الأوان. نظر حوله. القبطان ، الذي كان يقف بجانبه ، أبقى عينيه على سلاح الفرسان في الأسفل بنفس الطريقة.
قال روستوف: "أندريه سيفاستيانيتش ، بعد كل شيء ، نشك فيهم ...
قال القبطان: "سيكون شيئًا محيرًا ، لكن في الواقع ...
روستوف ، دون أن يستمع إليه ، دفع حصانه ، وركض أمام السرب ، وقبل أن يتاح له الوقت لقيادة الحركة ، انطلق السرب بأكمله من بعده ، بعد أن عانى من نفس الشيء الذي كان عليه. لم يعرف روستوف نفسه كيف ولماذا فعل ذلك. لقد فعل كل هذا ، كما فعل في الصيد ، دون تفكير ، دون فهم. رأى أن الفرسان كانوا قريبين ، وأنهم يقفزون ، منزعجين ؛ كان يعلم أنهم لن يتحملوا الأمر ، وكان يعلم أن هناك دقيقة واحدة فقط لن تعود إذا فاتته. صرخ الرصاص وصفيرًا بحماس شديد من حوله ، وتوسل الحصان إلى الأمام بلهفة شديدة لدرجة أنه لم يستطع تحمله. لمس الحصان ، وأمر ، وفي نفس اللحظة ، عندما سمع صوت قعقعة سربه المنتشر خلفه ، بهرولة كاملة ، بدأ في النزول إلى الفرسان المنحدرين. بمجرد أن نزلوا منحدرًا ، تحولت مشيتهم للوشق بشكل لا إرادي إلى عدو ، وأصبحت أسرع وأسرع عندما اقتربوا من محاربيهم والفرسان الفرنسيين يركضون وراءهم. كانت الفرسان قريبة. الأمامية ، عند رؤية الفرسان ، بدأت في العودة ، والتوقف الخلفي. مع الشعور الذي اندفع به عبر الذئب ، أطلق روستوف مؤخرته بأقصى سرعة ، وركض عبر صفوف الفرسان الفرنسيين المحبطين. توقف أحد الحرفيين ، وجلس واحد على قدميه على الأرض حتى لا يتم سحقه ، واختلط حصان بدون راكب بالفرسان. تقريبا جميع الفرسان الفرنسيين عادوا بالركض. روستوف ، باختيار واحد منهم على حصان رمادي ، انطلق بعده. في الطريق اصطدم بالغلبة. حمله حصان جيد ، وبالكاد تمكن من السرج ، رأى نيكولاي أنه في لحظات قليلة سيلحق بالعدو الذي اختاره كهدف له. هذا الفرنسي ، الذي ربما يكون ضابطًا - وفقًا لزيه العسكري ، انحنى ، راكضًا على حصانه الرمادي ، وحثه على ركوب صابر. بعد لحظة ، ضرب حصان روستوف حصان الضابط بصدره ، وكاد يسقطه ، وفي نفس اللحظة ، رفع روستوف صابره وضرب به الفرنسي دون أن يعرف السبب.

PLANK ثابت
ح ، أحد الثوابت العددية العالمية للطبيعة ، والتي تم تضمينها في العديد من الصيغ والقوانين الفيزيائية التي تصف سلوك المادة والطاقة على نطاق مجهري. تم تأسيس وجود هذا الثابت في عام 1900 بواسطة M. Planck ، أستاذ الفيزياء في جامعة برلين ، في العمل الذي وضع الأسس لـ نظرية الكم. كما قدموا تقديرًا أوليًا لحجمها. القيمة المقبولة حاليًا لثابت بلانك هي (6.6260755 ± 0.00023) * 10 -34 J * s. قام بلانك بهذا الاكتشاف أثناء محاولته إيجاد تفسير نظري لطيف الإشعاع المنبعث من الأجسام الساخنة. ينبعث هذا الإشعاع من جميع الهيئات المكونة من عدد كبيرذرات ، عند أي درجة حرارة فوق الصفر المطلق ، لكنها تصبح ملحوظة فقط عند درجات حرارة قريبة من درجة غليان الماء التي تبلغ 100 درجة مئوية وما فوقها. بالإضافة إلى ذلك ، فإنه يغطي كامل طيف التردد من نطاق الترددات الراديوية إلى مناطق الأشعة تحت الحمراء والمرئية والأشعة فوق البنفسجية. في منطقة الضوء المرئي ، يصبح الإشعاع ساطعًا بدرجة كافية فقط عند حوالي 550 درجة مئوية. يتميز اعتماد التردد على كثافة الإشعاع لكل وحدة زمنية بالتوزيعات الطيفية الموضحة في الشكل. 1 لدرجات حرارة متعددة. شدة الإشعاع في قيمة معينةالتردد هو مقدار الطاقة المشعة في نطاق ضيق من الترددات بالقرب من تردد معين. تتناسب مساحة المنحنى مع إجمالي الطاقة المشعة عند جميع الترددات. من السهل ملاحظة أن هذه المنطقة تزداد بسرعة مع زيادة درجة الحرارة.

أراد بلانك اشتقاق دالة التوزيع الطيفي نظريًا وإيجاد تفسير لاثنين من الانتظامين التجريبيين البسيطين: التردد المقابل لألمع وهج لجسم ساخن يتناسب مع درجة الحرارة المطلقة ، وإجمالي الطاقة المشعة لـ 1 مع مساحة وحدة تبلغ سطح الجسم الأسود تمامًا هو القوة الرابعة لدرجة حرارته المطلقة. يمكن التعبير عن الانتظام الأول بالصيغة

حيث nm هو التردد المقابل لشدة الإشعاع القصوى ، T هو درجة الحرارة المطلقة للجسم ، و a ثابت يعتمد على خصائص الجسم المنبعث. يتم التعبير عن الانتظام الثاني بالصيغة

حيث E هي إجمالي الطاقة المنبعثة من مساحة سطح واحدة في ثانية واحدة ، s هي ثابت يميز الجسم المشع ، و T هي درجة حرارة الجسم المطلقة. تسمى الصيغة الأولى قانون النزوح في فيينا ، والثانية تسمى قانون ستيفان بولتزمان. بناءً على هذه القوانين ، سعى بلانك لاشتقاق تعبير دقيق للتوزيع الطيفي للطاقة المشعة عند أي درجة حرارة. يمكن تفسير الطبيعة العالمية للظاهرة من وجهة نظر القانون الثاني للديناميكا الحرارية ، والذي وفقًا له ، تسير العمليات الحرارية التي تحدث تلقائيًا في نظام مادي دائمًا في اتجاه إنشاء التوازن الحراري في النظام. تخيل أن جسمين أجوفين A و B أشكال مختلفةبأحجام مختلفة و مواد مختلفةمع نفس درجة الحرارة التي تواجه بعضها البعض ، كما هو موضح في الشكل. 2. إذا افترضنا أن المزيد من الإشعاع يأتي من A إلى B أكثر من B إلى A ، فإن الجسم B سيصبح حتمًا أكثر دفئًا بسبب A وسيضطرب التوازن تلقائيًا. تم استبعاد هذا الاحتمال بموجب القانون الثاني للديناميكا الحرارية ، وبالتالي ، يجب أن يشع كلا الجسمين نفس القدر من الطاقة ، وبالتالي ، فإن قيمة s في الصيغة (2) لا تعتمد على حجم السطح المشع ومادة ، بشرط أن يكون الأخير نوعًا من التجاويف. إذا تم فصل التجاويف عن طريق شاشة ملونة من شأنها أن ترشح وتعكس جميع الإشعاعات باستثناء الإشعاع بأي تردد واحد ، فسيظل كل ما يقال صحيحًا. هذا يعني أن كمية الإشعاع المنبعثة من كل تجويف في كل منطقة من الطيف هي نفسها ، ودالة التوزيع الطيفي للتجويف لها صفة قانون الطبيعة العالمي ، والقيمة a في الصيغة (1) ، مثل القيمة s هي ثابت مادي عالمي.

فضل بلانك ، الذي كان ضليعًا في الديناميكا الحرارية ، مثل هذا الحل للمشكلة ، وعمل عن طريق التجربة والخطأ ، ووجد صيغة ديناميكية حرارية سمحت له بحساب دالة التوزيع الطيفي. وافقت الصيغة الناتجة مع جميع البيانات التجريبية المتاحة ، وعلى وجه الخصوص ، مع الصيغ التجريبية (1) و (2). لتفسير ذلك ، استخدم بلانك حيلة ذكية اقترحها القانون الثاني للديناميكا الحرارية. اعتقادًا صائبًا أن الديناميكا الحرارية للمادة يتم دراستها بشكل أفضل من الديناميكا الحرارية للإشعاع ، فقد ركز اهتمامه بشكل أساسي على مادة جدران التجويف ، وليس على الإشعاع الموجود بداخله. نظرًا لأن الثوابت المدرجة في قوانين Wien و Stefan-Boltzmann لا تعتمد على طبيعة المادة ، كان Planck حرًا في وضع أي افتراضات حول مادة الجدران. اختار نموذجًا تتكون فيه الجدران من عدد هائل من المذبذبات الصغيرة المشحونة كهربائيًا ، ولكل منها تردده الخاص. يمكن أن تتأرجح المذبذبات تحت تأثير الإشعاع الساقط عليها ، بينما تشع الطاقة. يمكن التحقيق في العملية برمتها بناءً على القوانين المعروفة للديناميكا الكهربية ، أي يمكن إيجاد دالة التوزيع الطيفي عن طريق حساب متوسط ​​طاقة المذبذبات بترددات مختلفة. بعكس تسلسل التفكير ، وجد بلانك ، بناءً على دالة التوزيع الطيفي الصحيحة التي خمّنها ، معادلة لمتوسط ​​الطاقة U لمذبذب بتردد n في تجويف في حالة توازن عند درجة حرارة مطلقة T:

حيث b هي كمية محددة تجريبياً ، و k ثابت (يسمى ثابت بولتزمان ، على الرغم من أنه تم تقديمه لأول مرة بواسطة Planck) ، والذي يظهر في الديناميكا الحرارية والنظرية الحركية للغازات. نظرًا لأن هذا الثابت يدخل عادةً بعامل T ، فمن الملائم إدخال ثابت جديد h = bk. ثم يمكن إعادة كتابة b = h / k والصيغة (3) كـ

الثابت الجديد h هو ثابت بلانك. كانت قيمتها المحسوبة بواسطة Planck 6.55 × 10-34 JChs ، والتي تختلف بنسبة 1 ٪ فقط عن المعنى المعاصر. جعلت نظرية بلانك من الممكن التعبير عن قيمة s في الصيغة (2) من حيث h و k وسرعة الضوء c:

وهذا التعبير يتفق مع التجربة بقدر معرفة الثوابت. لم تجد القياسات الأكثر دقة في وقت لاحق أي تناقضات. وهكذا ، فإن مشكلة شرح دالة التوزيع الطيفي قد اختُزلت إلى مشكلة أكثر "بساطة". كان من الضروري شرح المعنى المادي للثابت h ، أو بالأحرى حاصل الضرب. كان اكتشاف بلانك أن معناه الفيزيائي لا يمكن تفسيره إلا من خلال تقديم مفهوم جديد تمامًا لـ "كمية الطاقة" في الميكانيكا. في 14 ديسمبر 1900 ، في اجتماع للجمعية الفيزيائية الألمانية ، أظهر بلانك في تقريره أن الصيغة (4) ، وبالتالي بقية الصيغ ، يمكن تفسيرها إذا افترضنا أن مذبذبًا بتردد n يتبادل الطاقة مع حقل كهرومغناطيسيليس بشكل مستمر ، ولكن كما لو كان في خطوات ، يكتسب ويفقد طاقته في أجزاء منفصلة ، كوانتا ، كل منها يساوي hn.
أنظر أيضا
الاشعاع الكهرومغناطيسي ؛
حرارة ؛
الديناميكا الحرارية.
عواقب الاكتشاف الذي قام به Planck مذكورة في المقالات PHOTOELECTRIC EFFECT ؛
تأثير كومبتون ؛
ذرة؛
هيكل الذرة
ميكانيكا الكم . ميكانيكا الكم النظرية العامةالظواهر على النطاق المجهري. يظهر اكتشاف بلانك الآن كنتيجة مهمة لطبيعة خاصة تتبع معادلات هذه النظرية. على وجه الخصوص ، اتضح أنه صالح لجميع عمليات تبادل الطاقة التي تحدث أثناء الحركة التذبذبية ، على سبيل المثال ، في الصوتيات وفي الظواهر الكهرومغناطيسية. وهذا ما يفسر قوة الاختراق العالية للأشعة السينية ، التي تزيد تردداتها بمقدار 100-10000 مرة عن الترددات المميزة للضوء المرئي ، والتي تمتلك كوانتاها طاقة أعلى في المقابل. يعمل اكتشاف بلانك كأساس لنظرية الموجة الكاملة للمادة التي تتعامل مع خصائص الموجة. الجسيمات الأوليةومجموعاتهم. من المعروف من نظرية ماكسويل أن شعاع الضوء مع الطاقة E يحمل زخمًا p يساوي

حيث c هي سرعة الضوء. إذا تم اعتبار كمات الضوء كجسيمات ، لكل منها طاقة hn ، فمن الطبيعي أن نفترض أن لكل منها زخمًا p يساوي hn / c. العلاقة الأساسية المتعلقة بطول الموجة l بالتردد n وسرعة الضوء c لها الشكل

لذلك يمكن كتابة التعبير عن الزخم في صورة h / l. في عام 1923 ، اقترح طالب الدراسات العليا L. de Broglie أن الضوء ليس فقط ، ولكن أيضًا جميع أشكال المادة ، تتميز بازدواجية الموجة والجسيم ، معبرًا عنها في العلاقات

بين خصائص الموجة والجسيم. تم تأكيد هذه الفرضية ، مما جعل ثابت بلانك ثابتًا فيزيائيًا عالميًا. تبين أن دورها أكثر أهمية بكثير مما كان يمكن أن يفترضه المرء منذ البداية.
الأدب
قياس الكم والثوابت الأساسية. م ، 1973 Shepf H.-G. من كيرشوف إلى بلانك. م ، 1981

موسوعة كولير. - مجتمع مفتوح. 2000 .

شاهد ما هو "PLANK CONSTANT" في القواميس الأخرى:

- (كم الفعل) الثابت الرئيسي لنظرية الكم (انظر ميكانيكا الكم) ، سميت باسم إم. بلانك. ثابت بلانك 6،626.10 34 ج. غالبًا ما يتم استخدام القيمة. \ u003d h / 2 ؟؟؟؟ 1.0546.10 34 Js ، والذي يسمى أيضًا ثابت بلانك ... كبير قاموس موسوعي

- (مقدار الفعل ، يُشار إليه بالحرف h) ، الفيزيائية الأساسية. ثابت يعرّف نطاقًا واسعًا من العناصر الفيزيائية. الظواهر التي يكون فيها تقدير الكميات مع أبعاد الفعل أمرًا ضروريًا (انظر ميكانيكا الكم). قدمه له. عالم الفيزياء م.بلانك عام 1900 مع ... ... موسوعة فيزيائية

- (كم الفعل) ، الثابت الرئيسي لنظرية الكم (انظر ميكانيكا الكم). سميت على اسم إم بلانك. ثابت بلانك h≈6.626 10 34 J s. غالبًا ما تُستخدم القيمة h = h / 2π≈1.0546 10 34 J s ، وتسمى أيضًا ثابت بلانك. * * * ... ... قاموس موسوعي

ثابت بلانك (كم الفعل) هو الثابت الرئيسي لنظرية الكم ، وهو معامل يربط حجم طاقة الإشعاع الكهرومغناطيسي بتردده. كما أن لها معنى كمية الفعل وكمية الزخم الزاوي. تم إدخاله في الاستخدام العلمي بواسطة M ... Wikipedia

كم الفعل (انظر. الفعل) ، وهو ثابت فيزيائي أساسي (انظر. الثوابت الفيزيائية) ، الذي يحدد نطاقًا واسعًا من الظواهر الفيزيائية التي من أجلها يكون تمييز الفعل أمرًا ضروريًا. تتم دراسة هذه الظواهر في ميكانيكا الكم (انظر ... الموسوعة السوفيتية العظمى

- (كمية العمل) ، OSN. ثابت نظرية الكم (انظر ميكانيكا الكم). سميت على اسم إم بلانك. ص.ح 6.626 * 10 34 J * ثانية. غالبًا ما تُستخدم القيمة H \ u003d h / 2PI 1.0546 * 10 34 J * s ، وتسمى أيضًا. ص ص ... علم الطبيعة. قاموس موسوعي

الفيزياء الأساسية. ثابت ، مقدار الفعل ، له أبعاد ناتج الطاقة والوقت. يحدد المادية ظواهر العالم المجهري ، والتي تتميز بخصائصها الفيزيائية المنفصلة. الكميات مع أبعاد الفعل (انظر ميكانيكا الكم). في الحجم... ... موسوعة كيميائية

واحدة من المادية المطلقة الثوابت ، والتي لها أبعاد الفعل (الطاقة × الوقت) ؛ في نظام CGS ، P. p. h هي (6.62377 + 0.00018). 10 27 erg x sec (+0.00018 خطأ قياس محتمل). تم تقديمه لأول مرة بواسطة M. Planck (M. Planck ، 1900) في ... ... موسوعة رياضية

كم من العمل ، أحد أهم. تعكس ثوابت الفيزياء خصوصيات الانتظام في العالم المجهري وتلعب دورًا أساسيًا في ميكانيكا الكم. ص.ح (6.626 0755 ± 0.000 0040) * 10 34 J * s. غالبًا ما تستخدم القيمة L \ u003d d / 2n \ u003d (1.054 572 66 ± ... قاموس موسوعي كبير للفنون التطبيقية

ثابت اللوح (كمية العمل)- أحد ثوابت العالم الأساسية (الثوابت) ، والذي يلعب دورًا حاسمًا في العالم المصغر ، يتجلى في وجود الخصائص المنفصلة للأشياء الدقيقة وأنظمتها ، معبرًا عنها بأرقام كمية صحيحة ، باستثناء الأعداد النصف صحيحة .. .... بدايات علوم الطبيعة الحديثة

كتب

• الكون والفيزياء بدون "طاقة مظلمة" (اكتشافات ، أفكار ، فرضيات). في مجلدين. المجلد 1 ، O.G Smirnov. الكتب مكرسة لمشاكل الفيزياء وعلم الفلك التي كانت موجودة في العلم لعقود ومئات السنين من جي جاليليو ، آي نيوتن ، أ. أينشتاين حتى يومنا هذا. اصغر جسيمات المادة والكواكب والنجوم و ...

مادة من الموسوعة الروسية المجانية "التقليد"

قيم ح	الوحدات
6,626   070  040(81) 10 −34	J ∙ s
4,135   667  662(25) 10 −15	فولت ∙ ج
6,626   070  040(81) 10 −27	erg ∙ ج

ثابت بلانك ، كما تدل ح، هو ثابت فيزيائي يستخدم لوصف حجم كمية الفعل في ميكانيكا الكم. ظهر هذا الثابت لأول مرة في أعمال M. Planck على الإشعاع الحراري ، ولذلك سمي باسمه. إنه موجود كمعامل بين الطاقة هوالتردد ν الفوتون في صيغة بلانك:

سرعة الضوء جالمتعلقة بالتردد ν والطول الموجي λ نسبة:

مع أخذ ذلك في الاعتبار ، تمت كتابة علاقة بلانك على النحو التالي:

كثيرا ما تستخدم القيمة

ي ج ،

Erg c ،

EV ج ،

يسمى انخفاض (أو ترشيد) ثابت بلانك أو.

يعتبر ثابت ديراك مناسبًا للاستخدام عند تطبيق التردد الزاوي ω ، تقاس بالراديان في الثانية ، بدلاً من التردد المعتاد ν تقاس بالدورات في الثانية. لأن ω = 2π ν ، فإن الصيغة صحيحة:

وفقًا لفرضية بلانك ، التي تم تأكيدها لاحقًا ، فإن طاقة الحالات الذرية يتم تحديدها كميًا. يؤدي هذا إلى حقيقة أن المادة المسخنة تُصدر كمات كهرومغناطيسية أو فوتونات بترددات معينة ، يعتمد طيفها على التركيب الكيميائي للمادة.

في Unicode ، يأخذ ثابت Planck الموضع U + 210E (h) وثابت Dirac U + 210F (ħ).

محتوى 1 قيمة 2 أصل ثابت بلانك 2.1 إشعاع الجسم الأسود 2.2 التأثير الكهروضوئي 2.3 هيكل الذرة 2.4 مبدأ عدم اليقين 2.5 طيف Bremsstrahlung 3 الثوابت الفيزيائية المتعلقة بثابت بلانك 3.1 بقية كتلة الإلكترون 3.2 ثابت أفوجادرو 3.3 شحنة أولية 3.4 مغنطون بوهر ومغنطون نووي 4 التعريف من التجارب 4.1 ثابت جوزيفسون 4.2 توازن الطاقة 4.3 الرنين المغناطيسي 4.4 ثابت فاراداي 4.5 5 ثابت بلانك في وحدات SI 6 ثابت بلانك في نظرية التداخل اللانهائي للمادة 7 أنظر أيضا 8 الروابط 9 الأدب 10 روابط خارجية

قيمة

ثابت بلانك له أبعاد الطاقة أوقات الزمن ، تمامًا مثل بُعد الفعل. في النظام الدولي للوحدات SI ، يتم التعبير عن ثابت بلانك بوحدات J s. ناتج الزخم والمسافة في شكل N مللي ثانية ، وكذلك الزخم الزاوي ، لهما نفس البعد.

قيمة ثابت بلانك هي:

J s eV s

يشير الرقمان الموجودان بين قوسين إلى عدم اليقين في آخر رقمين من قيمة ثابت بلانك (يتم تحديث البيانات كل 4 سنوات تقريبًا).

أصل ثابت بلانك

إشعاع الجسم الأسود

المقال الرئيسي: صيغة بلانك

في نهاية القرن التاسع عشر ، بحث بلانك في مشكلة إشعاع الجسم الأسود ، التي صاغها كيرشوف قبل 40 عامًا. تتوهج الأجسام الساخنة كلما زادت درجة حرارتها وزادت درجة حرارة الجسم الداخلي طاقة حرارية. يتم توزيع الحرارة بين جميع ذرات الجسم ، مما يؤدي إلى تحريكها بالنسبة لبعضها البعض وإثارة الإلكترونات في الذرات. أثناء انتقال الإلكترونات إلى حالات مستقرة ، تنبعث الفوتونات ، والتي يمكن أن تمتصها الذرات مرة أخرى. في كل درجة حرارة ، تكون حالة التوازن بين الإشعاع والمادة ممكنة ، بينما تعتمد حصة الطاقة الإشعاعية في الطاقة الإجمالية للنظام على درجة الحرارة. في حالة التوازن مع الإشعاع ، لا يمتص الجسم الأسود تمامًا كل الإشعاع الساقط عليه فحسب ، بل يُصدر أيضًا نفس القدر من الطاقة ، وفقًا لقانون معين لتوزيع الطاقة على الترددات. يسمى القانون الذي يربط درجة حرارة الجسم بقوة إجمالي الطاقة المشعة لكل وحدة سطح من الجسم بقانون ستيفان بولتزمان وقد تم وضعه في 1879-1884.

عند تسخينها ، لا تزداد فقط المجموعتنبعث الطاقة ، ولكن يتغير أيضًا تكوين الإشعاع. يمكن ملاحظة ذلك من حقيقة أن لون الأجسام الساخنة يتغير. وفقًا لقانون الإزاحة الخاص بـ Wien لعام 1893 ، استنادًا إلى مبدأ ثابت ثابت الحرارة ، من الممكن حساب الطول الموجي للإشعاع الذي يتوهج عنده الجسم بقوة أكبر لكل درجة حرارة. قدم وين تقديرًا دقيقًا إلى حد ما لشكل طيف طاقة الجسم الأسود عند الترددات العالية ، لكنه لم يكن قادرًا على تفسير شكل الطيف أو سلوكه عند الترددات المنخفضة.

اقترح بلانك أن سلوك الضوء مشابه لحركة مجموعة من المذبذبات التوافقية المتطابقة. درس التغيير في إنتروبيا هذه المذبذبات مع درجة الحرارة ، في محاولة لتبرير قانون فيينا ، ووجد وظيفة رياضية مناسبة لطيف الجسم الأسود.

ومع ذلك ، سرعان ما أدرك بلانك أنه بالإضافة إلى حله ، هناك حلول أخرى ممكنة أيضًا ، مما يؤدي إلى قيم أخرى من إنتروبيا المذبذب. ونتيجة لذلك ، أُجبر على استخدام الفيزياء الإحصائية ، التي رفضها سابقًا ، بدلاً من النهج الفينومينولوجي ، الذي وصفه بأنه "فعل يأس ... كنت مستعدًا للتضحية بأي من قناعاتي السابقة في الفيزياء." أحد المصطلحات الجديدة التي اعتمدها بلانك كان:

يفسر يون( طاقة التذبذب لمذبذبات N ) ليس ككمية مستمرة لا نهائية قابلة للقسمة ، ولكن ككمية منفصلة تتكون من مجموع أجزاء متساوية محدودة. دعونا نحدد كل جزء من هذا القبيل في شكل عنصر من عناصر الطاقة من خلال ε ؛

مع هذا الشرط الجديد ، قدم بلانك بالفعل تكميم طاقة المذبذبات ، قائلاً إن هذا "افتراض رسمي بحت ... في الواقع ، لم أفكر فيه بعمق ..." ، ومع ذلك ، فقد أدى ذلك إلى حقيقة ثورة في الفيزياء. أظهر تطبيق نهج جديد لقانون إزاحة فيينا أن "عنصر الطاقة" يجب أن يكون متناسبًا مع تردد المذبذب. كانت هذه هي النسخة الأولى مما يسمى الآن "صيغة بلانك":

تمكن بلانك من حساب القيمة حمن البيانات التجريبية على إشعاع الجسم الأسود: كانت نتيجته 6.55 10 −34 J ، بدقة 1.2٪ من القيمة المقبولة حاليًا. كان قادرًا أيضًا على التحديد لأول مرة كب من نفس المعطيات ومن نظريته.

قبل نظرية بلانك ، كان من المفترض أن طاقة الجسم يمكن أن تكون موجودة ، كونها وظيفة مستمرة. هذا يعادل حقيقة أن عنصر الطاقة ε (الفرق بين مستويات الطاقة المسموح بها) يساوي صفرًا ، لذلك يجب أن يكون مساويًا للصفر و ح. بناءً على ذلك ، يجب أن يفهم المرء العبارات التي مفادها أن "ثابت بلانك يساوي صفرًا في الفيزياء الكلاسيكية" أو أن "الفيزياء الكلاسيكية هي حد ميكانيكا الكم عندما يميل ثابت بلانك إلى الصفر". نظرًا لصغر ثابت بلانك ، فإنه لا يظهر تقريبًا في التجربة البشرية العادية وكان غير مرئي قبل عمل بلانك.

تمت إعادة النظر في مشكلة الجسم الأسود في عام 1905 عندما أثبت رايلي وجينز من ناحية ، وآينشتاين من ناحية أخرى ، بشكل مستقل أن الديناميكا الكهربائية الكلاسيكية لا يمكن أن تبرر طيف الإشعاع المرصود. أدى ذلك إلى ما يسمى بـ "كارثة الأشعة فوق البنفسجية" ، التي حددها إهرنفست في عام 1911. أدت جهود المنظرين (جنبًا إلى جنب مع عمل أينشتاين حول التأثير الكهروضوئي) إلى إدراك أن افتراض بلانك لتكميم مستويات الطاقة ليس أمرًا رياضيًا بسيطًا. الشكلية ، ولكنها عنصر مهم في الأفكار حول الواقع المادي. كان أول مؤتمر سولفاي في عام 1911 مخصصًا لـ "نظرية الإشعاع والكميات". حصل ماكس بلانك على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1918 "لمساهمته في تطوير الفيزياء واكتشاف كم الطاقة".

التأثير الكهروضوئي

المقال الرئيسي: التأثير الكهروضوئي

التأثير الكهروضوئي هو انبعاث الإلكترونات (تسمى الإلكترونات الضوئية) من سطح عندما يضيء بالضوء. تمت ملاحظته لأول مرة من قبل بيكريل في عام 1839 ، على الرغم من ذكر هاينريش هيرتز ، الذي نشر دراسة مستفيضة حول هذا الموضوع في عام 1887 ، عادة. ستوليتوف في 1888-1890 قام بالعديد من الاكتشافات في مجال التأثير الكهروضوئي ، بما في ذلك القانون الأول للتأثير الكهروضوئي الخارجي. نشر لينارد دراسة أخرى مهمة عن التأثير الكهروضوئي في عام 1902. على الرغم من أن أينشتاين لم يجرب بنفسه التأثير الكهروضوئي ، إلا أن عمله في عام 1905 اعتبر هذا التأثير بناءً على كمات الضوء. جلب هذا آينشتاين جائزة نوبلفي عام 1921 عندما تم تأكيد تنبؤاته عمل تجريبيميليكان. في هذا الوقت ، كان يُنظر إلى نظرية أينشتاين عن التأثير الكهروضوئي على أنها أكثر أهمية من نظريته في النسبية.

قبل عمل أينشتاين ، كان كل إشعاع كهرومغناطيسي يعتبر مجموعة من الموجات ذات "التردد" و "الطول الموجي" الخاصين به. تسمى الطاقة التي تحملها موجة لكل وحدة زمنية كثافة. أنواع أخرى من الموجات لها نفس المعلمات ، على سبيل المثال ، موجة صوتية أو موجة على الماء. ومع ذلك ، فإن نقل الطاقة المرتبط بالتأثير الكهروضوئي لا يتفق مع نمط موجة الضوء.

يمكن قياس الطاقة الحركية للإلكترونات الضوئية التي تظهر في التأثير الكهروضوئي. اتضح أنه لا يعتمد على شدة الضوء ، ولكنه يعتمد خطيًا على التردد. في هذه الحالة ، لا تؤدي زيادة شدة الضوء إلى زيادة الطاقة الحركية للإلكترونات الضوئية ، بل إلى زيادة عددها. إذا كان التردد منخفضًا جدًا وكانت الطاقة الحركية للإلكترونات الضوئية حوالي صفر ، فإن التأثير الكهروضوئي يختفي ، على الرغم من شدة الضوء الكبيرة.

وفقًا لتفسير أينشتاين ، تم الكشف عن الطبيعة الكمومية للضوء في هذه الملاحظات ؛ تُحمل الطاقة الضوئية في "رزم" صغيرة أو كمومية بدلاً من كونها موجة مستمرة. كان حجم "رزم" الطاقة هذه ، والتي سميت فيما بعد بالفوتونات ، هو نفس حجم "عناصر الطاقة" الخاصة بلانك. هذا أدى إلى نظرة حديثةصيغ بلانك لطاقة الفوتون:

تم إثبات فرضية أينشتاين تجريبياً: ثابت التناسب بين تردد الضوء ν وطاقة الفوتون هتبين أنها تساوي ثابت بلانك ح.

هيكل الذرة

المقال الرئيسي: مسلمات بوهر

قدم نيلز بور أول نموذج كمي للذرة في عام 1913 في محاولة للتخلص من صعوبات نموذج رذرفورد الكلاسيكي للذرة. وفقًا للديناميكا الكهربائية الكلاسيكية ، يجب أن تشع الشحنة النقطية ، عند الدوران حول مركز ثابت ، طاقة كهرومغناطيسية. إذا كانت هذه الصورة صالحة للإلكترون في الذرة أثناء دورانه حول النواة ، فمع مرور الوقت سيفقد الإلكترون طاقته ويسقط على النواة. للتغلب على هذه المفارقة ، اقترح بوهر ، على غرار الطريقة التي تحدث بها الفوتونات ، أن يكون للإلكترون في ذرة شبيهة بالهيدروجين طاقات كمية. ه ن:

أين ص∞ ثابت محدد تجريبيًا (ثابت ريدبيرج بوحدات طول متبادلة) ، معهي سرعة الضوء ، نهو عدد صحيح ( ن = 1, 2, 3, …), ض- الرقم التسلسلي للعنصر الكيميائي في الجدول الدوري ، يساوي واحدًا لذرة الهيدروجين. إلكترون دخل مستوى الطاقة الأدنى ( ن= 1) في الحالة الأرضية للذرة ولم يعد بإمكانها ، لأسباب لم تحدد بعد في ميكانيكا الكم ، تقليل طاقتها. سمح هذا النهج لبوهر بالتوصل إلى صيغة Rydberg ، التي تصف بشكل تجريبي طيف انبعاث ذرة الهيدروجين ، وحساب قيمة ثابت Rydberg ص∞ من حيث الثوابت الأساسية الأخرى.

قدم بوهر أيضًا الكمية ح/2π ، المعروف باسم ثابت بلانك المختزل أو ħ ، كمقدار الزخم الزاوي. افترض بوهر أن ħ تحدد معامل الزخم الزاوي لكل إلكترون في الذرة. لكن ثبت أن هذا غير دقيق على الرغم من التحسينات في نظرية بور من قبل سومرفيلد وآخرين. تبين أن نظرية الكم أكثر صحة ، في شكل ميكانيكا المصفوفة لهايزنبرغ في عام 1925 وفي شكل معادلة شرودنغر في عام 1926. وفي نفس الوقت ، ظل ثابت ديراك هو الكم الأساسي للزخم الزاوي. لو يهو الزخم الزاوي الكلي للنظام مع الثبات الدوراني ، و Jzهو الزخم الزاوي المقاس على طول الاتجاه المحدد ، فإن هذه الكميات يمكن أن يكون لها القيم التالية فقط:

مبدأ عدم اليقين

تم تضمين ثابت بلانك أيضًا في التعبير عن مبدأ عدم اليقين لـ Werner Heisenberg. إذا أخذنا عددًا كبيرًا من الجسيمات في نفس الحالة ، فإن عدم اليقين في موضعها Δ x، وعدم اليقين في زخمهم (في نفس الاتجاه) ، Δ ص، الانصياع للعلاقة:

حيث يتم إعطاء عدم اليقين على أنه الانحراف المعياري للكمية المقاسة عن توقعاتها الرياضية. هناك أزواج أخرى مماثلة من الكميات الفيزيائية التي تعتبر علاقة الارتياب بها صالحة.

في ميكانيكا الكم ، يدخل ثابت بلانك تعبير المبدل بين مشغل الموضع وعامل الزخم:

حيث δ ij هو رمز Kronecker.

طيف Bremsstrahlung

عندما تتفاعل الإلكترونات مع المجال الكهروستاتيكي للنواة الذرية ، يحدث الإنكسار في شكل كوانتا الأشعة السينية. من المعروف أن الطيف الترددي للأشعة السينية يحتوي على حد أعلى دقيق يسمى الحد البنفسجي. ينبع وجودها من الخصائص الكمومية للإشعاع الكهرومغناطيسي وقانون الحفاظ على الطاقة. حقًا،

اين سرعة الضوء

هو الطول الموجي للأشعة السينية ،

هي شحنة الإلكترون ،

هو الجهد المتسارع بين أقطاب أنبوب الأشعة السينية.

ثم ثابت بلانك سيكون مساويًا لـ:

الثوابت الفيزيائية المتعلقة بثابت بلانك

تستند قائمة الثوابت أدناه إلى بيانات 2014كوداتا. . ما يقرب من 90 ٪ من عدم الدقة في هذه الثوابت ترجع إلى عدم الدقة في تحديد ثابت بلانك ، كما يتضح من مربع معامل ارتباط بيرسون ( ص 2 > 0,99, ص> 0.995). عند مقارنته بالثوابت الأخرى ، يُعرف ثابت بلانك بدقة الترتيب مع عدم اليقين في القياس 1 σ هذه الدقة أفضل بكثير من أو UGC.

بقية كتلة الإلكترون

كقاعدة عامة ، ثابت ريدبيرج ص∞ (بوحدات طول متبادلة) يتم تعريفها من حيث الكتلة مهـ والثوابت الفيزيائية الأخرى:

يمكن تحديد ثابت Rydberg بدقة متناهية ( ) من طيف ذرة الهيدروجين ، بينما لا توجد طريقة مباشرة لقياس كتلة الإلكترون. لذلك ، لتحديد كتلة الإلكترون ، يتم استخدام الصيغة:

أين جهي سرعة الضوء و α هنالك . يتم تحديد سرعة الضوء بدقة تامة في نظام الوحدات الدولي للوحدات ، كما هو الحال بالنسبة للثابت هيكل غرامة (). لذلك ، فإن عدم الدقة في تحديد كتلة الإلكترون يعتمد فقط على عدم دقة ثابت بلانك ( ص 2 > 0,999).

ثابت أفوجادرو

المقال الرئيسي: رقم أفوجادرو

رقم أفوجادرو نيتم تعريف A على أنه نسبة كتلة مول واحد من الإلكترونات إلى كتلة إلكترون واحد. للعثور عليه ، عليك أن تأخذ كتلة مول واحد من الإلكترونات على شكل "الكتلة الذرية النسبية" للإلكترون أص (هـ) تقاس بـ كتابة الفخ () مضروبة بواحد الكتلة المولية م u ، والذي يتم تعريفه بدوره على أنه 0.001 كجم / مول. النتيجه هي:

اعتماد رقم أفوجادرو على ثابت بلانك ( ص 2> 0.999) للثوابت الأخرى المتعلقة بكمية المادة ، على سبيل المثال ، لوحدة الكتلة الذرية. يحد عدم اليقين في قيمة ثابت بلانك من قيم الكتل والجسيمات الذرية بوحدات النظام الدولي للوحدات ، أي بالكيلوجرام. في الوقت نفسه ، تُعرف نسب كتلة الجسيمات بدقة أفضل.

شحنة أولية

حدد سومرفيلد في الأصل ثابت البنية الدقيقة α لذا:

أين ههناك الابتدائية الشحنة الكهربائية, ε 0 - (وتسمى أيضًا سماحية الفراغ) ، μ 0 - ثابت مغناطيسي أو نفاذية مغناطيسية للفراغ. آخر ثابتين لهما قيم ثابتة في نظام الوحدات الدولي للوحدات. معنى α يمكن تحديدها تجريبيا عن طريق قياس عامل g الإلكترون ز e والمقارنة اللاحقة مع القيمة التالية من الديناميكا الكهربائية الكمية.

حاليًا ، يتم الحصول على القيمة الأكثر دقة للشحنة الكهربائية الأولية من الصيغة أعلاه:

مغنطون بوهر ومغنطون نووي

المقالات الرئيسية: مغنيتون بوهر , مغناطيسي نووي

إن مغنطون بوهر والمغنيتون النووي هما وحدتان تستخدمان لوصف الخصائص المغناطيسية للإلكترون والنواة الذرية ، على التوالي. مغناطيس بوهر هو اللحظة المغناطيسية المتوقعة للإلكترون إذا تصرف مثل جسيم مشحون بالدوران وفقًا للديناميكا الكهربائية الكلاسيكية. يتم اشتقاق قيمته من خلال ثابت ديراك والشحنة الكهربائية الأولية وكتلة الإلكترون. كل هذه الكميات مشتقة من ثابت بلانك ، الناتج عن الاعتماد على ح ½ ( ص 2> 0.995) باستخدام الصيغة:

يحتوي المغناطيس النووي على تعريف مماثل ، مع اختلاف أن البروتون أكبر بكثير من الإلكترون. نسبة الكتلة الذرية النسبية الإلكترونية إلى نسبة البروتون الكتلة الذريةيمكن تحديدها بدقة كبيرة ( ). للاتصال بين كلا المغناطيسين ، يمكننا أن نكتب:

التعريف من التجارب

طريقة	معنى ح, 10 - 34 جول	دقة تعريفات
توازن الطاقة	6,626 068 89(23)	3,4∙10 –8
كثافة الأشعة السينية للبلور	6,626 074 5(19)	2,9∙10 –7
ثابت جوزيفسون	6,626 067 8(27)	4,1∙10 –7
الرنين المغناطيسي	6,626 072 4(57)	8,6∙10 –7	[ 20 ]
ثابت فاراداي	6,626 065 7(88)	1,3∙10 –6
الكوداتا 20 10 القيمة المقبولة	6,626 06 9 57 (29 )	4 , 4 ∙10 –8	[ 22 ]
بالنسبة لخمس طرق مختلفة ، تم سرد تسعة قياسات حديثة لثابت بلانك. إذا كان هناك أكثر من قياس ، يشار إلى المتوسط ​​المرجح حوفقًا لمنهجية CODATA.

يمكن تحديد ثابت بلانك من طيف الجسم الأسود المشع أو الطاقة الحركية للإلكترونات الضوئية ، كما حدث في أوائل القرن العشرين. ومع ذلك ، فإن هذه الأساليب ليست الأكثر دقة. معنى حوفقًا لـ CODATA على أساس ثلاثة قياسات بواسطة طريقة توازن الطاقة لمنتج الكميات ك J2 ص K وقياس واحد بين المختبرات الحجم الموليالسيليكون ، بشكل رئيسي عن طريق طريقة توازن الطاقة حتى عام 2007 في الولايات المتحدة الأمريكية في المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST). القياسات الأخرى الموضحة في الجدول لم تؤثر على النتيجة بسبب عدم الدقة الكافية.

هناك صعوبات عملية ونظرية في تحديد ح. وبالتالي ، فإن أكثر الطرق دقة لموازنة قوة البلورة وكثافة الأشعة السينية لا تتفق تمامًا مع بعضها البعض في نتائجها. قد يكون هذا بسبب المبالغة في تقدير الدقة في هذه الأساليب. تنبع الصعوبات النظرية من حقيقة أن جميع الطرق ، باستثناء كثافة الأشعة السينية للبلورة ، تستند إلى الأساس النظري لتأثير جوزيفسون وتأثير هول الكم. مع بعض عدم الدقة المحتملة لهذه النظريات ، سيكون هناك أيضًا عدم دقة في تعريف ثابت بلانك. في الوقت نفسه ، لم يعد من الممكن استخدام القيمة التي تم الحصول عليها من ثابت بلانك كاختبار لاختبار هذه النظريات من أجل تجنب الدائرة المنطقية المفرغة. على الجانب الإيجابي ، هناك طرق إحصائية مستقلة لاختبار هذه النظريات.

ثابت جوزيفسون

المقال الرئيسي: تأثير جوزيفسون

ثابت جوزيفسون كيربط الاختلاف المحتمل يو، الناشئة في تأثير جوزيفسون في "اتصالات جوزيفسون" ، بتردد ν إشعاع الميكروويف. من الناحية النظرية ، يتبع التعبير بدقة تامة:

يمكن قياس ثابت جوزيفسون بمقارنته بفرق الجهد الذي يحدث في بطارية ملامسات جوزيفسون. لقياس فرق الجهد ، يتم استخدام تعويض القوة الكهروستاتيكية بواسطة قوة الجاذبية. ويترتب على النظرية أنه بعد استبدال الشحنة الكهربائية هعلى قيمته من حيث الثوابت الأساسية (انظر أعلاه شحنة أولية ) ، التعبير عن ثابت بلانك من حيث كي:

توازن الطاقة

تقارن هذه الطريقة بين نوعين من الطاقة ، أحدهما يقاس بوحدات SI بالواط ، والآخر يقاس بوحدات كهربائية تقليدية. من التعريف الشرطواط دبليو 90 ، يعطي المقياس للمنتج ك J2 ص K في وحدات SI ، حيث ص K هو ثابت Klitzing الذي يظهر في تأثير القاعة الكمومية. إذا كان العلاج النظري لتأثير جوزيفسون وتأثير هول الكمي صحيحًا ، إذن صك = ح/ه 2 والقياس ك J2 صيؤدي K إلى تعريف ثابت بلانك:

الرنين المغناطيسي

المقال الرئيسي: نسبة الجيرومغناطيسية

نسبة الجيرومغناطيسية γ هو عامل التناسب بين التردد ν الرنين المغناطيسي النووي (أو الرنين المغنطيسي الإلكترون للإلكترونات) ، والمجال المغناطيسي المطبق ب: ν = γ ب. على الرغم من وجود صعوبة في تحديد النسبة الجيرومغناطيسية بسبب القياسات غير الدقيقة ب، بالنسبة للبروتونات في الماء عند 25 درجة مئوية ، فمن المعروف بدقة أفضل من 10-6. البروتونات "محمية" جزئيًا من التطبيق حقل مغناطيسيإلكترونات جزيئات الماء. نفس التأثير يؤدي إلى تحول كيميائي في التحليل الطيفي المغناطيسي النووي ، ويشار إليها بضربة في رمز النسبة الجيرومغناطيسية ، γ′ ص. ترتبط النسبة الجيرومغناطيسية بالعزم المغناطيسي للبروتون الذي تم فحصه μ′ ص ، تدور عدد الكم س (س= 1/2 للبروتونات) وثابت ديراك:

نسبة العزم المغناطيسي لبروتون محمي μ′ ص ل لحظة جاذبةإلكترون μ يمكن قياس e بشكل مستقل بدقة عالية ، لأن عدم دقة المجال المغناطيسي له تأثير ضئيل على النتيجة. معنى μ e ، معبراً عنه بمغناطيس بوهر ، يساوي نصف عامل g الإلكتروني زه. لذلك،

مزيد من التعقيد يرجع إلى حقيقة أن للقياس γ′ ع تحتاج إلى قياس التيار الكهربائي. يتم قياس هذا التيار بشكل مستقل في الشرطأمبير ، لذا فإن التحويل إلى SI يتطلب عامل تحويل. رمز Γ′ يشير p-90 إلى النسبة الجيرومغناطيسية المقاسة في الوحدات الكهربائية التقليدية (بدأ الاستخدام المسموح به لهذه الوحدات في بداية عام 1990). يمكن قياس هذه القيمة بطريقتين ، طريقة "المجال الضعيف" وطريقة "المجال القوي" ، ويختلف عامل التحويل في هذه الحالات. عادة ، يتم استخدام طريقة المجال القوي لقياس ثابت بلانك والقيمة Γ′ p-90 (مرحبًا):

بعد الاستبدال ، يتم الحصول على تعبير ثابت بلانك من حيث Γ′ p-90 (مرحبًا):

ثابت فاراداي

المقال الرئيسي: ثابت فاراداي

ثابت فاراداي Fهي شحنة مول واحد من الإلكترونات يساوي عدد أفوجادرو نمضروبة في الشحنة الكهربائية الأولية ه. يمكن تحديده من خلال تجارب التحليل الكهربائي الدقيقة ، عن طريق قياس كمية الفضة المنقولة من قطب كهربائي إلى آخر في الوقت المعطىمنح التيار الكهربائي. في الممارسة العملية ، يتم قياسها بالوحدات الكهربائية التقليدية ، ويتم الإشارة إليها F 90. استبدال القيم نأ و ه، وبالانتقال من الوحدات الكهربائية التقليدية إلى وحدات النظام الدولي (SI) ، نحصل على نسبة ثابت بلانك:

كثافة الأشعة السينية للبلور

طريقة كثافة الأشعة السينية البلورية هي الطريقة الرئيسية لقياس ثابت أفوجادرو نأ ، ومن خلاله ثابت بلانك ح. لايجاد نتؤخذ A كنسبة بين حجم وحدة خلية البلورة ، مقاسة بتحليل حيود الأشعة السينية ، و الحجم الموليمواد. تستخدم بلورات السيليكون كما هي متوفرة من جودة عاليةوالنقاء بفضل التكنولوجيا المطورة في إنتاج أشباه الموصلات. يتم حساب حجم خلية الوحدة من المسافة بين مستويين بلوريين ، يُشار إليهما د 220 . الحجم المولي الخامسيتم حساب m (Si) من حيث كثافة البلورة والوزن الذري للسيليكون المستخدم. يتم الحصول على ثابت بلانك من خلال:

ثابت بلانك في وحدات SI

المقال الرئيسي: كيلوغرام

كما ذكرنا أعلاه ، تعتمد القيمة العددية لثابت بلانك على نظام الوحدات المستخدمة. تُعرف قيمته في نظام الوحدات الدولي SI بدقة 1.2 × 10 -8 ، على الرغم من أنه يتم تحديده في الوحدات الذرية (الكمية) بالضبط(في الوحدات الذرية ، عن طريق اختيار وحدات الطاقة والوقت ، يمكن للمرء أن يحقق أن ثابت ديراك ، باعتباره ثابت بلانك المختزل ، يساوي 1). يحدث نفس الموقف في الوحدات الكهربائية التقليدية ، حيث ثابت بلانك (مكتوب ح 90 ، على عكس التدوين في SI) من خلال التعبير:

أين ك J-90 و ص K – 90 هي ثوابت محددة جيدًا. تعتبر الوحدات الذرية والوحدات الكهربائية التقليدية ملائمة للاستخدام في المجالات الخاصة بكل منها ، نظرًا لأن أوجه عدم اليقين في النتيجة النهائية تعتمد فقط على عدم اليقين في القياس ، دون الحاجة إلى عامل تحويل إضافي وغير دقيق للنظام الدولي للوحدات.

هناك عدد من المقترحات لتحديث القيم النظام الموجود الوحدات الأساسية SI باستخدام الثوابت الفيزيائية الأساسية. تم القيام بذلك بالفعل للمتر ، والذي يتم تعريفه من حيث قيمة معينة لسرعة الضوء. الوحدة التالية المحتملة للمراجعة هي الكيلوغرام ، الذي تم تحديد قيمته منذ عام 1889 بواسطة كتلة أسطوانة صغيرة من سبيكة البلاتين الإيريديوم المخزنة تحت ثلاث عبوات زجاجية. هناك حوالي 80 نسخة من هذه المعايير الجماعية ، والتي تتم مقارنتها بشكل دوري بوحدة الكتلة الدولية. تختلف دقة المعايير الثانوية بمرور الوقت بسبب استخدامها ، حتى قيم عشرات الميكروغرام. هذا يتوافق تقريبًا مع عدم الدقة في تعريف ثابت بلانك.

في المؤتمر العام الرابع والعشرين للأوزان والمقاييس في 17-21 أكتوبر 2011 ، تم اعتماد قرار بالإجماع ، والذي اقترح ، على وجه الخصوص ، في مراجعة مستقبلية النظام الدوليتعيد الوحدات (SI) تعريف وحدات SI بحيث يكون ثابت Planck بالضبط 6.62606X 10 −34 J s ، حيث يرمز X إلى واحد أو أكثر شخصيات مهمة، والتي سيتم تحديدها في المستقبل بناءً على توصيات CODATA الأكثر دقة. . في نفس القرار ، تم اقتراحه بنفس الطريقة لتحديد القيم الدقيقة لثابت Avogadro ، و.

ثابت بلانك في نظرية التداخل اللانهائي للمادة

على عكس الذرات ، لا توجد أشياء مادية في النظرية - جسيمات ذات كتلة أو حجم أدنى. بدلاً من ذلك ، يفترض وجود قابلية لا نهائية لتقسيم المادة إلى هياكل أصغر بشكل متزايد ، وفي نفس الوقت وجود العديد من الأشياء التي هي أكبر بكثير من Metagalaxy. في الوقت نفسه ، يتم تنظيم المادة في مستويات منفصلة وفقًا للكتل والأحجام ، والتي تنشأ وتتجلى وتتحقق.

تمامًا مثل ثابت بولتزمان وعدد من الثوابت الأخرى ، يعكس ثابت بلانك الخصائص الكامنة في مستوى الجسيمات الأولية (بشكل أساسي النيوكليونات والتي تتكون منها المادة). من ناحية أخرى ، يرتبط ثابت بلانك بطاقة الفوتونات وترددها. من ناحية أخرى ، حتى المعامل العددي الصغير 2π ، في شكل يحدد وحدة الزخم المداري للإلكترون في الذرة. مثل هذا الاتصال ليس عرضيًا ، لأنه عندما ينبعث من ذرة ، يقلل الإلكترون من زخمه الزاوي المداري ، وينقله إلى فوتون خلال فترة وجود الحالة المثارة. لفترة واحدة من ثورة سحابة الإلكترون حول النواة ، يتلقى الفوتون مثل هذا الكسر من الطاقة الذي يتوافق مع جزء من الزخم الزاوي المنقولة بواسطة الإلكترون. متوسط ​​تواتر الفوتون قريب من تردد دوران الإلكترون بالقرب من مستوى الطاقة حيث يمر الإلكترون أثناء الإشعاع ، حيث تزداد قوة الإشعاع للإلكترون بسرعة مع اقترابه من النواة.

رياضيا ، يمكن وصف هذا على النحو التالي. معادلة الحركة الدورانية لها الشكل:

أين ك - لحظة القوة ، إل هي لحظة الزخم. إذا ضربنا هذه النسبة في زيادة زاوية الدوران وأخذنا في الاعتبار أن هناك تغيرًا في طاقة دوران الإلكترون ، وهناك تردد زاوي للدوران المداري ، فسيكون:

في هذه النسبة ، الطاقة د يمكن تفسيره على أنه زيادة في طاقة الفوتون المنبعث عندما يزيد الزخم الزاوي بالقيمة دل . لإجمالي طاقة الفوتون ه والزخم الزاوي الكلي للفوتون ، يجب فهم القيمة ω على أنها متوسط ​​التردد الزاوي للفوتون.

بالإضافة إلى ربط خصائص الفوتونات المنبعثة و الإلكترونات الذريةمن خلال الزخم الزاوي ، تمتلك النوى الذرية أيضًا زخمًا زاويًا ، معبرًا عنه بوحدات ħ. لذلك يمكن افتراض أن ثابت بلانك يصف الحركة الدورانية للجسيمات الأولية (النوى ، النوى والإلكترونات ، الحركة المدارية للإلكترونات في الذرة) ، وتحويل طاقة الدوران والاهتزازات للجسيمات المشحونة إلى طاقة إشعاعية. بالإضافة إلى ذلك ، بناءً على فكرة ازدواجية الموجة والجسيم ، في ميكانيكا الكم ، تُنسب جميع الجسيمات إلى موجة مادة دي بروي المصاحبة لها. تعتبر هذه الموجة على شكل موجة من سعة احتمال العثور على جسيم في نقطة معينة في الفضاء. بالنسبة للفوتونات ، تصبح ثوابت بلانك وديراك في هذه الحالة معاملي التناسب لجسيم كمي ، يدخل في تعابير زخم الجسيم ، للطاقة ه وللعمل س :