Shirit konstant në xhaul për sekondë. Shirit konstant. Formula e Planck për rrezatimin termik

· Gjendje e përzier · Matje · Pasiguri · Parimi Pauli · Dualizëm · Dekoherencë · Teorema e Ehrenfestit · Efekti i tunelit

Eksperimentet
Eksperimenti i Davisson-Germer-it Eksperimenti i Popper-it Eksperimenti i Stern-Gerlach-it Eksperimenti i Jungut Kontrollimi i pabarazive të Bell-it Efekti i fotografisë Efekti Compton

Formulimi
Përfaqësimi Schrödinger Përfaqësimi Heisenberg Përfaqësia e ndërveprimit Matrica Mekanika kuantike Rruga Integralët Diagramet Feynman

Ekuacionet
Ekuacioni Schrödinger Ekuacioni Pauli Ekuacioni Klein-Gordon Ekuacioni Dirac Ekuacioni Ekuacioni Schwinger-Tomonaga Von Neumann Equation Equation Bloch Equation Lindblad Equation Heisenberg Equation

Interpretimet
Teoria e parametrit të fshehur të Kopenhagës Teoria e shumë botëve De Broglie-Bohm Theory

Zhvillimi i teorisë
Teoria e fushës kuantike Elektrodinamika kuantike Glashow-Weinberg-Teoria e Salam Kromodinamika kuantike Modeli standard Graviteti kuantik

Shkencëtarët e famshëm
Planck Einstein Schrodinger Heisenberg Jordan Bohr Pauli Dirac Fock Lindur në Broglie Landau Feynman Bohm Everett

Shiko gjithashtu: Portali: Fizikë

Ndjenja fizike

Në mekanikën kuantike, një impuls ka kuptimin fizik të një vektori të valës, frekuencave të energjisë dhe fazave të valës, megjithatë, tradicionalisht (historikisht) sasitë mekanike maten në njësi të tjera (kg m / s, J, J s) sesa vala përkatëse (m −1, s −1, njësi fazore pa dimension). Konstanta e Planck luan rolin e një faktori konvertimi (gjithmonë i njëjtë) që lidh këto dy sisteme njësish - kuantike dhe tradicionale:

$\backslash \; mathbf\; p\; =\; \backslash \; hbar\; \backslash \; mathbf\; k$(puls) $(|\; \backslash \; mathbf\; p\; |\; =\; 2\; \backslash \; pi\; \backslash \; hbar\; /\; \backslash \; lambda)$ $E\; =\; \backslash \; hbar\; \backslash \; omega$(energji) $S\; =\; \backslash \; hbar\; \backslash \; phi$(veprim)

Nëse sistemi i njësive fizike do të formohej pas shfaqjes së mekanikës kuantike dhe do të rregullohej për të thjeshtuar formulat themelore teorike, konstanta e Planck ndoshta do të ishte thjesht e barabartë me një, ose, në çdo rast, një numër më të rrumbullakët. Në fizikën teorike, shumë shpesh, për të thjeshtuar formula, sistemi i njësive me $\backslash \; hbar\; =\; 1$, në të

$\backslash \; mathbf\; p\; =\; \backslash \; mathbf\; k$ $(|\; \backslash \; mathbf\; p\; |\; =\; 2\; \backslash \; pi\; /\; \backslash \; lambda)$ $E\; =\; \backslash \; omega$ $S\; =\; \backslash \; phi$ $(\backslash \; hbar\; =\; 1)$.

Konstanta e Planck gjithashtu ka një rol të thjeshtë vlerësues në përcaktimin e zonave të zbatueshmërisë së fizikës klasike dhe kuantike: ajo, në krahasim me madhësinë e vlerave të veprimit ose vrullin këndor karakteristik të sistemit në shqyrtim, ose produktet e impulsit karakteristik sipas madhësisë karakteristike, ose energjisë karakteristike sipas kohës karakteristike, tregon se sa e zbatueshme për këtë sistem fizik, mekanika klasike. Gjegjësisht, nëse $S$është veprimi i sistemit, dhe $M$është vrulli i tij këndor, atëherë në $\backslash \; frac\; (S)\; (\backslash \; hbar)\; \backslash \; gg1$ ose $\backslash \; frac\; (M)\; (\backslash \; hbar)\; \backslash \; gg1$ sjellja e sistemit përshkruhet me saktësi të mirë nga mekanika klasike. Këto vlerësime lidhen drejtpërdrejt me marrëdhëniet e pasigurisë së Heisenberg.

Historia e zbulimit

Formula e Planck për rrezatimin termik

Formula e Planck është një shprehje për densitetin e fuqisë spektrale të rrezatimit të një trupi absolutisht të zi, i cili u mor nga Max Planck për densitetin e ekuilibrit të rrezatimit $u\; (\backslash \; omega,\; T)$... Formula Planck u mor pasi u bë e qartë se formula Rayleigh-Jeans përshkruan në mënyrë të kënaqshme rrezatimin vetëm në rajonin me valë të gjata. Në vitin 1900, Planck propozoi një formulë me një konstante (e quajtur më vonë konstanta e Planck), e cila ishte në përputhje të mirë me të dhënat eksperimentale. Në të njëjtën kohë, Planck besonte se kjo formulë është vetëm një truk i suksesshëm matematikor, por nuk ka asnjë kuptim fizik. Kjo do të thotë, Planck nuk supozoi se rrezatimi elektromagnetik lëshohet në formën e pjesëve të veçanta të energjisë (kuantet), vlera e të cilave lidhet me frekuencën ciklike të rrezatimit me shprehjen:

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

Raporti i aspektit $\backslash \; hbar$ emëruar më pas Konstante Planck, $\backslash \; hbar$= 1.054 · 10 −34 J · s.

Efekti i fotografisë

Efekti fotoelektrik është emetimi i elektroneve nga një substancë nën ndikimin e dritës (dhe, në përgjithësi, çdo rrezatim elektromagnetik). Në substancat e kondensuara (të ngurta dhe të lëngshme), emetohet efekti fotoelektrik i jashtëm dhe i brendshëm.

Pastaj e njëjta fotocelë rrezatohet me dritë njëngjyrëshe me një frekuencë $\backslash \; nu\_2$ dhe në të njëjtën mënyrë e mbyllin me tension $U\_2:$

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

Duke zbritur shprehjen e dytë nga termi i parë me term, marrim

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

prej nga vijon

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

Bremsstrahlung analiza e spektrit me rreze X

Kjo metodë konsiderohet më e sakta nga ato ekzistuese. Isshtë përdorur fakti se spektri i frekuencës së rrezeve X të shkurtra ka një kufi të saktë të sipërm, të quajtur kufiri vjollcë. Ekzistenca e tij rrjedh nga vetitë kuantike të rrezatimit elektromagnetik dhe ligji i ruajtjes së energjisë. Me të vërtetë,

$h\; \backslash \; frac\; (c)\; (\backslash \; lambda)\; =\; eU,$

ku $c$- shpejtësia e dritës,

$\backslash \; lambda$- gjatësia e valës së rrezatimit me rreze X, $e$- ngarkesa e elektroneve, $U$është tensioni përshpejtues midis elektrodave të tubave me rreze X.

Atëherë konstantja e Planck është

$h\; =\; \backslash \; frac\; ((\backslash \; lambda)\; (Ue))\; (c).$

Shkruani një përmbledhje për artikullin "Plank Constant"

Shënime (redakto)

Letërsi

• John D. Barrow. Konstantet e Natyrës; Nga Alfa në Omega - Numrat që Kodifikojnë Sekretet më të Thella të Universit. -Librat Pantheon, 2002 .-- ISBN 0-37-542221-8.
• Shtajner R.// Raportet mbi Progresin në Fizikë. - 2013. - Vol. 76. - P. 016101.

Lidhjet

Kryesor Derivatet Përdorur në

Një fragment që karakterizon konstantën e Planck

"Kjo është kupa ime," tha ai. - Thjesht fut gishtin, do të pi gjithçka.
Kur samovari ishte plotësisht i dehur, Rostov mori kartat dhe ofroi të luante mbretër me Marya Genrikhovna. Ne hodhëm short për të vendosur se kush duhet të luajë Marya Genrikhovna. Rregullat e lojës, me sugjerimin e Rostov, ishin që ai që do të ishte mbreti kishte të drejtë të puthte dorën e Marya Genrikhovna, dhe se ai që mbeti një i poshtër do të shkonte për të vënë një samovar të ri për mjekun kur u zgjua.
- Epo, dhe çfarë nëse Marya Genrikhovna do të jetë mbreti? Pyeti Ilyin.
- Ajo tashmë është një mbretëreshë! Dhe urdhrat e saj janë ligj.
Loja sapo kishte filluar kur koka e hutuar e mjekut u ngrit papritur nga prapa Marya Genrikhovna. Ai nuk kishte fjetur për një kohë të gjatë dhe dëgjoi atë që u tha, dhe me sa duket nuk gjeti asgjë qesharake, qesharake ose zbavitëse në gjithçka që u tha dhe u bë. Fytyra e tij ishte e trishtuar dhe e dëshpëruar. Ai nuk i përshëndeti oficerët, gërvishti veten dhe kërkoi leje për të dalë jashtë, pasi i ishte bllokuar rruga. Sapo ai u largua, të gjithë oficerët shpërthyen në të qeshura të forta, dhe Marya Genrikhovna u skuq në lot dhe kështu u bë edhe më tërheqëse për sytë e të gjithë oficerëve. Duke u kthyer nga oborri, mjeku i tha gruas së tij (e cila tashmë kishte ndaluar së buzëqeshuri me aq gëzim dhe, duke pritur me frikë vendimin, e shikoi) se shiu kishte kaluar dhe se duhej të shkonim për të kaluar natën në kamionçinë, përndryshe ata do i largonte të gjithë.
- Po, do të dërgoj një lajmëtar ... dy! - tha Rostov. - Plotësia, doktor.
"Unë do të shikoj veten!" - tha Ilyin.
"Jo, zotërinj, keni fjetur mirë, por unë nuk kam fjetur për dy netë," tha doktori dhe u ul i zymtë pranë gruas së tij, duke pritur që loja të përfundonte.
Duke parë fytyrën e zymtë të mjekut, i cili shikonte me ngulm gruan e tij, oficerët u bënë edhe më të gëzuar dhe shumë nuk mundën të mos qeshnin, për të cilën u përpoqën me nxitim të kërkonin justifikime të besueshme. Kur doktori u largua, pasi mori gruan e tij dhe u vendos me të në karrocë, oficerët u shtrinë në bujtinë, të mbuluar me pardesy të lagura; por ata nuk flinin për një kohë të gjatë, ndonjëherë flisnin, kujtonin frikën e mjekut dhe argëtimin e mjekut, pastaj vraponin në verandë dhe raportonin se çfarë po ndodhte në kamionçinë. Disa herë Rostov, duke u mbështjellë me kokën e tij, donte të binte në gjumë; por përsëri vërejtja e dikujt e argëtoi, filloi përsëri një bisedë dhe përsëri u dëgjua një zhurmë e qeshur falas, gazmore, fëminore.

Në orën tre askush nuk kishte fjetur akoma, kur rreshteri i përgjithshëm u shfaq me një urdhër për të folur në qytetin e Ostrovne.
Të gjithë me të njëjtën bisedë dhe të qeshur, oficerët filluan të mblidheshin me nxitim; përsëri e vendosën samovarin në ujë të ndotur. Por Rostov, duke mos pritur çaj, shkoi në skuadron. Tashmë po merrte dritë; shiu u ndal, retë u shpërndanë. Ishte i lagësht dhe i ftohtë, veçanërisht me një fustan të lagur. Duke lënë bujtinën, Rostov dhe Ilyin të dy në muzg shikuan karrocën e mjekut, me shkëlqim nga shiu, me këmbët e mjekut të nxjerra nga poshtë platformës dhe në mes të së cilës kapaku i mjekut ishte i dukshëm në jastëk dhe dëgjohej frymëmarrja e përgjumur Me
- Me të vërtetë, ajo është shumë e ëmbël! - i tha Rostov Ilyin, i cili po largohej me të.
- Çfarë grua e bukur! Ilyin u përgjigj me gjashtëmbëdhjetë seriozitet.
Gjysmë ore më vonë, skuadrilja e rreshtuar qëndroi në rrugë. U dëgjua komanda: “Ulu! - ushtarët u kryqëzuan dhe filluan të ulen. Rostov, duke ecur përpara, urdhëroi: "Mars! - dhe, duke u shtrirë në katër burra, hussarët, që tingëllojnë si thundra duke përplasur në rrugën e lagur, duke kërcitur saberët dhe një zhurmë të qetë, u nisën përgjatë një rruge të madhe të veshur me thupra, duke ndjekur këmbësorin dhe një bateri që po shkonte përpara.
Retë e grisura ngjyrë vjollce, të skuqur në lindje të diellit, u shtynë shpejt nga era. U bë më e ndritshme. Dikush mund të shihte qartë atë bar kaçurrel që ulet gjithmonë në rrugët e fshatit, ende i lagur nga shiu i djeshëm; Degët e varura të thupërve, gjithashtu të lagura, lëkundeshin në erë dhe lëshonin pika të lehta anash. Fytyrat e ushtarëve ishin më të qarta dhe më të qarta. Rostov hipi me Ilyin, i cili nuk mbeti prapa tij, në anë të rrugës, midis një rreshti të dyfishtë thuprash.
Rostov në fushatë i lejoi vetes lirinë për të hipur jo në një kalë të vijës së përparme, por në një Kozak. Si një ekspert dhe një gjahtar, ai kohët e fundit i dha vetes një Don të vrullshëm, një kal të madh dhe të sjellshëm, mbi të cilin askush nuk e hodhi. Kalërimi i këtij kali ishte një kënaqësi për Rostov. Ai mendoi për kalin, për mëngjesin, për mjekun dhe asnjëherë nuk mendoi për rrezikun e afërt.
Para se Rostov, të hynte në biznes, kishte frikë; tani ai nuk ndjente ndjenjën më të vogël të frikës. Jo sepse nuk kishte frikë se ishte mësuar me zjarr (nuk mund të mësohesh me rrezikun), por sepse mësoi të kontrollonte shpirtin e tij përballë rrezikut. Ai ishte mësuar të mendonte për gjithçka, të hynte në biznes, përveç asaj që, me sa duket, do të ishte më interesante se çdo gjë tjetër - për rrezikun e afërt. Pavarësisht se sa shumë u përpoq, pavarësisht se sa e qortoi veten për frikacak gjatë periudhës së parë të shërbimit të tij, ai nuk mund ta arrinte këtë; por me kalimin e viteve tani është bërë në vetvete. Ai tani po hipte pranë Ilyin midis thupërve, herë pas here duke shqyer gjethet nga degët që i vinin nën krah, ndonjëherë duke prekur ijën e kalit me këmbën e tij, ndonjëherë duke i dhënë tubin e tymosur hussarit që kalëronte pas, me një qetësi të tillë dhe shikim të shkujdesur, sikur të ishte duke hipur në udhëtim. Ishte për të ardhur keq për të të shikonte fytyrën e trazuar të Ilyin, i cili fliste shumë dhe me ankth; ai e dinte nga përvoja atë gjendje agonizuese të pritjes së frikës dhe vdekjes në të cilën gjendej korneti dhe e dinte se asgjë përveç kohës nuk do ta ndihmonte.
Sapo dielli u shfaq në një brez të qartë nga nën retë, era u shua, sikur të mos guxonte të prishte këtë mëngjes të mrekullueshëm veror pas një stuhie; pikat ende binin, por tashmë të tejdukshme - dhe gjithçka ishte e qetë. Dielli doli plotësisht, u shfaq në horizont dhe u zhduk në një re të ngushtë dhe të gjatë që qëndronte mbi të. Disa minuta më vonë, dielli u shfaq edhe më i ndritshëm në skajin e sipërm të reve, duke shqyer skajet e tij. Gjithçka shkëlqeu dhe shkëlqeu. Dhe së bashku me këtë dritë, sikur i përgjigjej, të shtënat e armëve ranë përpara.
Para se Rostov të kishte kohë të mendonte dhe të përcaktonte se sa larg ishin këto të shtëna, ndihmësi i Kontit Osterman Tolstoy galopoi nga Vitebsk me urdhrin për të ecur përgjatë rrugës.
Skuadroni voziste rreth këmbësorisë dhe bateria, e cila gjithashtu ishte me nxitim për të shkuar sa më shpejt të ishte e mundur, zbriti në tatëpjetë dhe, duke kaluar nëpër ndonjë fshat bosh, pa banorë, përsëri u ngjit në mal. Kuajt filluan të shkumëzojnë, njerëzit u skuqën.
- Ndal, bëhu i barabartë! - ekipi i divizionit u dëgjua përpara.
- Supin e majtë përpara, hap marsh! - urdhëroi përpara.
Dhe hussarët përgjatë vijës së trupave kaluan në anën e majtë të pozicionit dhe qëndruan prapa uhlanëve tanë, të cilët qëndronin në rreshtin e parë. Në të djathtë ishte këmbësoria jonë në një kolonë të trashë - këto ishin rezerva; më lart në mal ishin të dukshme në ajrin e pastër të pastër, në mëngjes, të zhdrejtë dhe të ndritshëm, ndriçim, në horizont, topat tanë. Kolonat dhe topat e armikut ishin të dukshëm përpara grykës. Në zgavrën ne mund të dëgjonim zinxhirin tonë, i cili tashmë kishte hyrë në veprim dhe ishte përplasur me gëzim me armikun.
Rostov, si nga tingujt e muzikës më të gëzuar, u ndje i gëzuar në shpirtin e tij nga këto tinguj, të cilët nuk ishin dëgjuar për një kohë të gjatë. Trap ta ta ta! - duartrokiti, pastaj papritmas, pastaj shpejt, njëra pas tjetrës disa të shtëna. Përsëri gjithçka heshti, dhe përsëri ishte sikur plasaritjet plasnin, mbi të cilat dikush po ecte.
Hussarët qëndruan në një vend për rreth një orë. Filloi edhe kanonada. Konti Osterman dhe shoqëria e tij hipën pas skuadriljes, u ndalën, biseduan me komandantin e regjimentit dhe u nisën drejt topave në mal.
Pas largimit të Osterman, lancers dëgjuan komandën:
- Në kolonë, rreshtohuni për sulmin! - Këmbësoria para tyre dyfishoi togat për të lënë kalorësinë. Lanserët u nisën, duke tundur kulmin e tyre me orë të motit dhe u ulën drejt greminës drejt kalorësisë franceze, e cila u shfaq nën malin në të majtë.
Sapo lancers zbritën, hussarët u urdhëruan të lëviznin përpjetë, për të mbuluar baterinë. Ndërsa hussarët po zinin vendin e lancers, nga zinxhiri fluturuan, duke bërtitur dhe fishkëllimë, plumba të largët, të pazbatuar.
Ky tingull, i cili nuk ishte dëgjuar për një kohë të gjatë, pati një efekt edhe më të gëzueshëm dhe emocionues në Rostov sesa tingujt e mëparshëm të xhirimit. Ai u drejtua, shikoi fushën e betejës, e cila u hap nga mali, dhe me gjithë shpirt mori pjesë në lëvizjen e shtizave. Lanserët fluturuan pranë dragonjve francezë, diçka u ngatërrua atje në tym, dhe pesë minuta më vonë heshtarët nxituan përsëri jo në vendin ku qëndronin, por në të majtë. Midis heshtave portokalli mbi kuajt e kuq dhe pas tyre, në një grumbull të madh, ishin dragonj blu francezë mbi kuaj gri.

Rostov, me syrin e tij të mprehtë të gjuetisë, ishte një nga të parët që pa këta dragonj blu blu duke ndjekur laçerët tanë. Më afër, më afër, heshtësit dhe dragonët francezë, duke i ndjekur ata, po lëviznin në turma të frustruara. Tashmë ishte e mundur të shihej se si këta njerëz, në dukje të vegjël nën mal, u përplasën, kapën njëri -tjetrin dhe tundën duart ose shpatat.
Rostov, si i persekutuar, shikoi atë që po bëhej para tij. Ai ndjeu instinktivisht se nëse ata tani sulmojnë dragonjtë francezë me hussarët, ata nuk do të rezistonin; por nëse ata godisnin, atëherë ishte e nevojshme tani, këtë minutë, përndryshe do të ishte vonë. Ai shikoi përreth tij. Kapiteni, duke qëndruar pranë tij, në të njëjtën mënyrë nuk i hoqi sytë nga kalorësia poshtë.
- Andrey Sevastyanych, - tha Rostov, - ne do të dyshojmë tek ata ...
- Një gjë tërheqëse, - tha kapiteni, - por me të vërtetë ...
Rostov, duke mos e dëgjuar, shtyu kalin, galopoi përpara skuadriljes dhe para se të kishte kohë të komandonte lëvizjen, e gjithë skuadrilja, duke përjetuar të njëjtën gjë si ai, u nis pas tij. Vetë Rostov nuk e dinte se si dhe pse e bëri atë. Të gjitha këto i bëri, siç bëri në gjueti, pa menduar, pa menduar. Ai pa që dragonjtë ishin afër, se ata kërcejnë, të mërzitur; ai e dinte që ata nuk do të qëndronin, ai e dinte se kishte vetëm një minutë që nuk do të kthehej nëse e humbiste. Plumbat kërcisnin dhe fishkëllenin aq entuziastë rreth tij, kali lutej aq fort përpara saqë nuk mund ta duronte. Ai preku kalin, dha komandën dhe në të njëjtën çast, duke dëgjuar prapa tij zhurmën e goditjes së skuadriljes së tij të vendosur, me shpejtësi të plotë, filloi të zbriste te dragonjtë teposhtë. Sapo ata zbritën poshtë, ecja e tyre e trotit u shndërrua padashur në një galop, duke u bërë më e shpejtë dhe më e shpejtë ndërsa iu afruan heshtave të tyre dhe dragonjve francezë që galoponin pas tyre. Dragonjtë ishin afër. Pjesa e përparme, duke parë hussarin, filluan të ktheheshin prapa, ato të pasme u ndalën. Me ndjenjën me të cilën ai po nxitonte përtej ujkut, Rostov, duke lëshuar fundin e tij në lëvizje të plotë, galopoi nëpër shkallët e frustruara të dragonjve francezë. Një çarçaf u ndal, një këmbësor ra në tokë në mënyrë që të mos shtypet, një kalë pa kalorës u përzien me hussarët. Pothuajse të gjithë dragonët francezë galopuan prapa. Rostov, duke zgjedhur njërën prej tyre mbi një kalë gri, u nis pas tij. Rrugës, ai u ndesh me një shkurre; një kalë i sjellshëm e mbajti mbi të dhe, mezi duke arritur në shalë, Nikolai pa që në pak çaste do të kapte armikun që ai kishte zgjedhur si objektiv të tij. Ky francez ishte ndoshta një oficer - me uniformën e tij, të përkulur, galopuar mbi kalin e tij gri, duke e nxitur atë me një saber. Një moment më vonë, kali i Rostov goditi kalin e oficerit me gjoksin e tij, pothuajse e rrëzoi dhe në të njëjtën kohë Rostov, pa e ditur pse, ngriti saberin dhe goditi francezin me të.

Konstanta e Planck përcakton kufirin midis makrokozmosit, ku veprojnë ligjet e mekanikës Njutoniane dhe mikrokozmosit, ku veprojnë ligjet e mekanikës kuantike.

Max Planck - një nga themeluesit e mekanikës kuantike - erdhi në idetë e kuantizimit të energjisë, duke u përpjekur të shpjegojë teorikisht procesin e ndërveprimit midis valëve elektromagnetike të zbuluara kohët e fundit ( cm Ekuacionet e Maxwell) dhe atomet dhe, kështu, zgjidhin problemin e rrezatimit të trupit të zi. Ai kuptoi se për të shpjeguar spektrin e vërejtur të emetimit të atomeve, duhet marrë si e mirëqenë se atomet lëshojnë dhe thithin energji në pjesë (të cilat shkencëtari i quajti kuantet) dhe vetëm në frekuencat individuale të valëve. Energjia e bartur nga një kuant është e barabartë me:

ku v Frequencyshtë frekuenca e rrezatimit, dhe h — kuanti elementar i veprimit, e cila është një konstante e re universale, e cila shpejt mori emrin Konstanta e Planck -ut... Planck ishte i pari që llogariti vlerën e tij bazuar në të dhënat eksperimentale h = = 6.548 × 10 -34 J · s (SI); sipas të dhënave moderne h = = 6.626 × 10 -34 J · s. Në përputhje me rrethanat, çdo atom mund të lëshojë një gamë të gjerë të frekuencave diskrete të ndërlidhura, e cila varet nga orbitat e elektroneve në atom. Së shpejti, Niels Bohr do të krijojë një model koherent, megjithëse të thjeshtuar, të atomit Bohr, në përputhje me shpërndarjen e Planck.

Pasi publikoi rezultatet e tij në fund të vitit 1900, vetë Planck - dhe kjo është e qartë nga botimet e tij - në fillim nuk besonte se kuantet janë një realitet fizik, dhe jo një model i përshtatshëm matematikor. Sidoqoftë, kur pesë vjet më vonë, Albert Ajnshtajni botoi një artikull duke shpjeguar efektin fotoelektrik bazuar në kuantizimi i energjisë rrezatimi, në qarqet shkencore formula e Planck filloi të perceptohet jo si një lojë teorike, por si një përshkrim i një fenomeni të vërtetë fizik në nivelin nënatomik, duke dëshmuar natyrën kuantike të energjisë.

Konstanta e Planck shfaqet në të gjitha ekuacionet dhe formulat e mekanikës kuantike. Ai, në veçanti, përcakton shkallën nga e cila parimi i pasigurisë Heisenberg hyn në fuqi. Përafërsisht, konstanta e Planck na tregon kufirin e poshtëm të madhësive hapësinore, pas së cilës efektet kuantike nuk mund të injorohen. Për kokrrat e rërës, të themi, pasiguria në produktin e madhësisë dhe shpejtësisë së tyre lineare është aq e parëndësishme sa mund të neglizhohet. Me fjalë të tjera, konstanta e Planck tërheq kufirin midis makrokozmosit, ku veprojnë ligjet e mekanikës Njutoniane dhe mikrokozmosit, ku ligjet e mekanikës kuantike hyjnë në fuqi. Pasi u mor vetëm për përshkrimin teorik të një fenomeni të vetëm fizik, konstanta e Planck u bë shpejt një nga konstantet themelore të fizikës teorike, e përcaktuar nga vetë natyra e universit.

Shiko gjithashtu:

Max Karl Ernst Ludwig Plank, 1858-1947

Fizikan gjerman. Lindur në Kiel në familjen e një profesori të jurisprudencës. Si një pianist virtuoz, në rininë e tij, Planck u detyrua të bëjë një zgjedhje të vështirë midis shkencës dhe muzikës (thuhet se para Luftës së Parë Botërore, pianisti Max Planck shpesh kompozonte një duet klasik shumë profesional me violinistin Albert Einstein në kohën e lirë. Afërsisht përkthyes) Planck mbrojti tezën e doktoratës mbi ligjin e dytë të termodinamikës në 1889 në Universitetin e Mynihut - dhe në të njëjtin vit u bë mësues, dhe nga 1892 - profesor në Universitetin e Berlinit, ku punoi deri në pensionimin e tij në 1928. Planck konsiderohet me të drejtë një nga etërit e mekanikës kuantike. Sot një rrjet i tërë i instituteve kërkimore gjermane mban emrin e tij.

PLANE KONSTANTE
h, një nga konstantet numerike universale të natyrës, e përfshirë në shumë formula dhe ligje fizike që përshkruajnë sjelljen e materies dhe energjisë në shkallën e mikro -botës. Ekzistenca e kësaj konstante u vendos në vitin 1900 nga M. Planck, profesor i fizikës në Universitetin e Berlinit, në një punë që hodhi themelet e teorisë kuantike. Ai gjithashtu dha një vlerësim paraprak të vlerës së tij. Vlera e pranuar aktualisht e konstantes së Planck është (6.6260755 ± 0.00023) * 10 -34 J * s. Planck e bëri këtë zbulim ndërsa përpiqej të gjente një shpjegim teorik për spektrin e rrezatimit të emetuar nga trupat e ndezur. Një rrezatim i tillë emetohet nga të gjithë trupat, të përbërë nga një numër i madh i atomeve, në çdo temperaturë mbi zero absolute, por bëhet e dukshme vetëm në temperatura afër pikës së vlimit të ujit 100 ° C dhe mbi të. Përveç kësaj, ajo mbulon të gjithë spektrin nga frekuenca e radios në infra të kuqe, të dukshme dhe ultravjollcë. Në rajonin e dritës së dukshme, rrezatimi bëhet mjaft i ndritshëm vetëm në rreth 550 ° C. Varësia e intensitetit të rrezatimit për njësi të kohës nga frekuenca karakterizohet nga shpërndarjet spektrale të treguara në Fig. 1 për disa temperatura. Intensiteti i rrezatimit në një frekuencë të caktuar është sasia e energjisë së emetuar në një brez të ngushtë frekuencash në afërsi të një frekuence të caktuar. Zona e kurbës është proporcionale me energjinë totale të emetuar në të gjitha frekuencat. Siç është e lehtë të shihet, kjo zonë rritet shpejt me rritjen e temperaturës.

Planck donte të nxirrte teorikisht funksionin e shpërndarjes spektrale dhe të gjente një shpjegim për dy rregullsi të thjeshta të përcaktuara eksperimentalisht: frekuenca që korrespondon me shkëlqimin më të ndritshëm të një trupi të ndezur është proporcionale me temperaturën absolute, dhe energjia totale e emetuar për 1 me një njësi të sipërfaqes së Sipërfaqja e një trupi absolutisht të zi është fuqia e katërt e temperaturës së tij absolute ... Modeli i parë mund të shprehet me formulën

Aty ku nm është frekuenca që korrespondon me intensitetin maksimal të rrezatimit, T është temperatura absolute e trupit, dhe a është një konstante në varësi të vetive të objektit emetues. Rregullsia e dytë shprehet me formulën

Aty ku E është energjia totale e emetuar nga një njësi e sipërfaqes në 1 s, s është një konstante që karakterizon objektin emetues, dhe T është temperatura absolute e trupit. Formula e parë quhet ligji i zhvendosjes së Wien, dhe e dyta quhet ligji Stefan-Boltzmann. Planck u përpoq, në bazë të këtyre ligjeve, të nxirrte një shprehje të saktë për shpërndarjen spektrale të energjisë së rrezatuar në çdo temperaturë. Natyra universale e fenomenit mund të shpjegohet nga pikëpamja e ligjit të dytë të termodinamikës, sipas të cilit proceset termike që vazhdojnë spontanisht në një sistem fizik shkojnë gjithmonë në drejtim të vendosjes së ekuilibrit termik në sistem. Imagjinoni që dy trupa të zbrazët A dhe B të formave të ndryshme, madhësi të ndryshme dhe materiale të ndryshme me të njëjtën temperaturë janë përballë njëri -tjetrit, siç tregohet në Fig. 2. Nëse supozojmë se më shumë rrezatim vjen nga A në B sesa nga B në A, atëherë trupi B në mënyrë të pashmangshme do të bëhet më i ngrohtë për shkak të A dhe ekuilibri do të shkelet spontanisht. Kjo mundësi përjashtohet nga ligji i dytë i termodinamikës, dhe për këtë arsye, të dy trupat duhet të lëshojnë të njëjtën sasi energjie, dhe, prandaj, vlera e s në formulën (2) nuk varet nga madhësia dhe materiali i sipërfaqes emetuese, me kusht që kjo e fundit të jetë një lloj zgavre. Nëse zgavrat do të ndaheshin nga një ekran me ngjyra që filtronte dhe pasqyronte të gjithë rrezatimin, përveç rrezatimit me një frekuencë të vetme, atëherë gjithçka që u tha do të mbetej e vërtetë. Kjo do të thotë se sasia e rrezatimit të emetuar nga secila zgavër në secilën pjesë të spektrit është e njëjtë, dhe funksioni i shpërndarjes spektrale për zgavrën ka karakterin e një ligji universal të natyrës, dhe sasinë a në formulën (1), si sasia s, është një konstante universale fizike.

Planck, i cili ishte i aftë për termodinamikën, preferoi një zgjidhje të tillë të problemit dhe, duke vepruar me prova dhe gabime, gjeti një formulë termodinamike që bëri të mundur llogaritjen e funksionit të shpërndarjes spektrale. Formula që rezultoi ishte në përputhje me të gjitha të dhënat eksperimentale në dispozicion dhe, në veçanti, me formula empirike (1) dhe (2). Për ta shpjeguar këtë, Planck përdori një truk të zgjuar të sugjeruar nga ligji i dytë i termodinamikës. Duke besuar me të drejtë se termodinamika e materies është studiuar më mirë sesa termodinamika e rrezatimit, ai përqendroi vëmendjen e tij kryesisht në çështjen e mureve të zgavrës, dhe jo në rrezatimin brenda saj. Meqenëse konstantet e përfshira në ligjet Wien dhe Stefan-Boltzmann nuk varen nga natyra e substancës, Planck kishte të drejtë të bënte ndonjë supozim në lidhje me materialin e mureve. Ai zgjodhi një model në të cilin muret përbëhen nga një numër i madh i oshilatorëve të vegjël të ngarkuar elektrikë, secili me frekuencën e vet. Lëkundësit nën ndikimin e rrezatimit që ndodhin mbi to mund të dridhen, ndërsa emetojnë energji. I gjithë procesi mund të hetohet duke u bazuar në ligjet e njohura të elektrodinamikës, d.m.th. funksioni i shpërndarjes spektrale mund të gjendet duke llogaritur energjinë mesatare të oshilatorëve me frekuenca të ndryshme. Duke përmbysur sekuencën e arsyetimit, Planck, duke vazhduar nga funksioni i saktë i shpërndarjes spektrale që ai mendoi, gjeti një formulë për energjinë mesatare U të një oshilatori me një frekuencë n në një zgavër në ekuilibër në një temperaturë absolute T:

Aty ku b është një sasi e përcaktuar në mënyrë eksperimentale, dhe k është një konstante (e quajtur konstante Boltzmann, megjithëse u prezantua për herë të parë nga Planck), e cila shfaqet në termodinamikë dhe teorinë kinetike të gazrave. Meqenëse kjo konstante zakonisht hyn me një faktor T, është i përshtatshëm të futet një konstante e re h = bk. Pastaj b = h / k dhe formula (3) mund të rishkruhen si

Konstanta e re h është konstante e Planck; vlera e tij e llogaritur nga Planck ishte 6.55X10-34 JChs, e cila është vetëm rreth 1% e ndryshme nga vlera moderne. Teoria e Planck bëri të mundur shprehjen e vlerës së s në formulën (2) përmes h, k dhe shpejtësinë e dritës c:

Kjo shprehje u pajtua me eksperimentin brenda kufijve të saktësisë me të cilën njiheshin konstantet; më vonë, matjet më të sakta nuk zbuluan ndonjë mospërputhje. Kështu, problemi i shpjegimit të funksionit të shpërndarjes spektrale është reduktuar në një problem "më të thjeshtë". Ishte e nevojshme të shpjegohej cili është kuptimi fizik i konstantes h ose, më mirë, produktit hn. Zbulimi i Planck ishte se kuptimi i tij fizik mund të shpjegohet vetëm duke futur një koncept krejtësisht të ri të "kuantit të energjisë" në mekanikë. Më 14 dhjetor 1900, në një takim të Shoqërisë Fizike Gjermane, Planck tregoi në raportin e tij se formula (4), dhe kështu pjesa tjetër e formulave, mund të shpjegohet nëse supozojmë se një oshilator me një frekuencë n shkëmben energji me një fushë elektromagnetike jo vazhdimisht, por si në hapa, duke fituar dhe humbur energjinë e tyre në pjesë diskrete, kuantet, secila prej të cilave është e barabartë me hn.
Shiko gjithashtu
RREZATIM ELEKTROMAGNETIK;
NGROHJE;
THERMODINAMIKA.
Pasojat e zbulimit të bërë nga Planck janë paraqitur në artikujt EFEKT FOTOELEKTRIK;
EFEKTI I KOMPONIT;
ATOM;
NDURTIMI I ATOMIT;
MEKANIKA KUANTIKE . Mekanika kuantike është një teori e përgjithshme e fenomeneve në shkallën e mikro -botës. Zbulimi i Planck tani shfaqet si një pasojë e rëndësishme e një karakteri të veçantë që vjen nga ekuacionet e kësaj teorie. Në veçanti, doli se është e vlefshme për të gjitha proceset e shkëmbimit të energjisë që ndodhin gjatë lëvizjes lëkundëse, për shembull, në akustikë dhe në fenomene elektromagnetike. Ai shpjegon fuqinë e lartë depërtuese të rrezeve X, frekuencat e të cilave janë 100-10,000 herë më të larta se ato karakteristike të dritës së dukshme, dhe kuantet e të cilave kanë një energji përkatësisht më të lartë. Zbulimi i Planck shërben si bazë për të gjithë teorinë e valës së materies, e cila merret me vetitë valore të grimcave elementare dhe kombinimet e tyre. Theoryshtë e njohur nga teoria e Maksuellit se një rreze drite me energji E mbart një impuls p të barabartë me

Ku c është shpejtësia e dritës. Nëse kuantet e dritës konsiderohen si grimca, secila prej të cilave ka energji hn, atëherë është e natyrshme të supozohet se secila prej tyre ka një vrull p të barabartë me hn / c. Marrëdhënia themelore që lidh gjatësinë e valës l me frekuencën n dhe shpejtësinë e dritës c ka formën

Pra, shprehja për vrullin mund të shkruhet si h / l. Në vitin 1923, studenti i diplomuar L. de Broglie sugjeroi që jo vetëm drita, por të gjitha format e materies karakterizohen nga dualizmi i valëve-grimcave, i shprehur në marrëdhëniet

midis karakteristikave të valës dhe grimcës. Kjo hipotezë u konfirmua, e cila e bëri konstantën e Planck -ut një konstante fizike universale. Roli i tij doli të ishte shumë më domethënës sesa mund të supozohej që në fillim.
LITERATURA
Metrologjia kuantike dhe konstantet themelore. M., 1973 Shepf H.-G. Nga Kirchhoff në Planck. M., 1981

Enciklopedia e Collier -it. - Shoqëria e hapur. 2000 .

Shikoni se çfarë është "PLANI KONSTANT" në fjalorë të tjerë:

- (kuanti i veprimit) konstanta kryesore e teorisë kuantike (shih. Mekanika kuantike), e emëruar pas M. Planck. Bar konstant h ?? 6.626.10 34 J. Sasia përdoret shpesh. = h / 2 ???? 1,0546.10 34 J.s, e cila quhet edhe konstante e Planck ... Fjalor i madh enciklopedik

- (kuanti i veprimit, i shënuar me h), themelor fizik. konstante duke përcaktuar një gamë të gjerë fizike. fenomene për të cilat diskretiteti i sasive me dimensionin e veprimit është thelbësor (shih MEKANIKAT KUANTE). Prezantuar nga ai. fizikan M. Planck në 1900 në ... ... Enciklopedia fizike

- (kuanti i veprimit), konstanta kryesore e teorisë kuantike (shih mekanika kuantike). I emëruar për M. Planck. Shiriti është konstant h≈6.626 · 10 34 J · s. Sasia h = h / 2π≈1.0546 · 10 34 J · s përdoret shpesh, e quajtur edhe konstante e Planck -ut. * * * ... ... Fjalor enciklopedik

Konstanta e Planck (kuanti i veprimit) është konstanta themelore e teorisë kuantike, një koeficient që lidh sasinë e energjisë së rrezatimit elektromagnetik me frekuencën e tij. Gjithashtu ka kuptim për kuantin e veprimit dhe kuantin e momentit këndor. Futur në përdorim shkencor M ... Wikipedia

Kuanti i veprimit (Shih veprimin), një konstante themelore fizike (Shih konstantet fizike) që përcakton një gamë të gjerë të fenomeneve fizike për të cilat diskrecioni i veprimit është thelbësor. Këto fenomene studiohen në mekanikën kuantike (Shih ... Enciklopedia e Madhe Sovjetike

- (kuanti i veprimit), kryesor. konstante e teorisë kuantike (shih mekanikën kuantike). I emëruar për M. Planck. P. f. H 6.626 * 10 34 J * s. Vlera H = h / 2PI 1.0546 * 10 34 J * s përdoret shpesh, e quajtur edhe. P. p ... Shkenca natyrore. Fjalor enciklopedik

Themelore fizike konstante, një kuant veprimi, i cili ka dimensionin e produktit të energjisë dhe kohës. Përcakton fizike. fenomeni i mikro -botës, për të cilin dallueshmëria e fizikës është karakteristike. sasi me dimensionin e veprimit (shih Mekanika kuantike). Më i madhi ... ... Enciklopedia kimike

Një nga ato fizike absolute. konstante, e cila ka dimensionin e veprimit (energjia X kohë); në sistemin CGS, zëri është i barabartë me (6.62377 + 0.00018). 10 27 erg x sec (+0.00018 gabim i mundshëm i matjes). Ajo u prezantua për herë të parë nga M. Planck (M. Planck, 1900) në ... ... Enciklopedia e Matematikës

Kuanti i veprimit, një nga kryesorët. konstante të fizikës, pasqyron specifikën e ligjeve në mikro -botë dhe luan një rol themelor në mekanikën kuantike. P. p.h (6.626 0755 ± 0.000 0040) * 10 34 J * s Vlera A = d / 2n = (1.054 572 66 ± ... Fjalor i madh Enciklopedik Politeknik

Shirit konstant (kuanti i veprimit)-një nga konstantet (konstantet) themelore të botës, që luan një rol vendimtar në mikro-botën, e shfaqur në ekzistencën e vetive diskrete në mikro-objekte dhe sistemet e tyre, të shprehura me numra kuantikë të plotë, me përjashtim të gjysmë-numrit të plotë ... ... Fillimet e shkencës moderne natyrore

Librat

• Universi dhe fizika pa "energji të errët" (zbulime, ide, hipoteza). Në 2 vëllime. Vëllimi 1, O. G. Smirnov. Librat i kushtohen problemeve të fizikës dhe astronomisë që kanë ekzistuar në shkencë për dhjetëra e qindra vjet nga G. Galileo, I. Newton, A. Einstein deri në ditët e sotme. Grimcat më të vogla të materies dhe planetëve, yjeve dhe ...

Drita është një formë e energjisë rrezatuese që udhëton nëpër hapësirë ​​në formën e valëve elektromagnetike. Në vitin 1900, shkencëtari Max Planck - një nga themeluesit e mekanikës kuantike - propozoi një teori sipas së cilës energjia rrezatuese emetohet dhe absorbohet jo nga një rrjedhë e vazhdueshme valësh, por në pjesë të veçanta, të cilat quhen kuantet (fotone).

Energjia e bartur nga një kuant është e barabartë me: E = hv, ku v Frequencyshtë frekuenca e rrezatimit, dhe h – kuanti elementar i veprimit, e cila është një konstante e re universale, e cila shpejt mori emrin Konstanta e Planck -ut(sipas të dhënave moderne h = = 6.626 × 10 –34 J · s).

Në 1913, Niels Bohr krijoi një model të hollë, megjithëse të thjeshtuar, të atomit, në përputhje me shpërndarjen e Planck. Bohr propozoi një teori të rrezatimit bazuar në postulatet e mëposhtme:

1. Ka gjendje stacionare në atom, duke qenë në të cilat atomi nuk rrezaton energji. Gjendjet stacionare të një atomi korrespondojnë me orbitat e palëvizshme përgjatë të cilave lëvizin elektronet;

2. Kur një elektron kalon nga një orbitë e palëvizshme në tjetrën (nga një gjendje e palëvizshme në tjetrën), një kuant energjie lëshohet ose absorbohet hν = ‌‌‌‌‌‌‌‌‌|E i – E n| , ku ν Isshtë frekuenca e kuantit të emetuar, E i – energjia e gjendjes nga e cila kalon, dhe E n- energjia e gjendjes në të cilën kalon elektroni.

Nëse një elektron nën ndonjë ndikim lëviz nga një orbitë afër bërthamës në ndonjë tjetër më të largët, atëherë energjia e atomit rritet, por kjo kërkon shpenzimin e energjisë së jashtme. Por një gjendje e tillë e ngacmuar e atomit është e paqëndrueshme dhe elektroni bie përsëri drejt bërthamës në një orbitë më të afërt të mundshme.

Dhe kur një elektron hidhet (bie) në një orbitë që shtrihet më afër bërthamës së një atomi, atëherë energjia e humbur nga atomi shndërrohet në një kuant të energjisë rrezatuese të emetuar nga atomi.

Në përputhje me rrethanat, çdo atom mund të lëshojë një gamë të gjerë të frekuencave diskrete të ndërlidhura, e cila varet nga orbitat e elektroneve në atom.

Një atom hidrogjeni përbëhet nga një proton dhe një elektron që lëviz rreth tij. Nëse elektroni thith një pjesë të energjisë, atëherë atomi shkon në një gjendje të ngacmuar. Nëse elektroni heq dorë nga energjia, atëherë atomi kalon nga një gjendje energjie më e lartë në një më të ulët. Zakonisht, kalimet nga një gjendje më e lartë e energjisë në një gjendje më të ulët të energjisë shoqërohen nga emetimi i energjisë në formën e dritës. Sidoqoftë, tranzicionet jo -rrezatuese janë gjithashtu të mundshme. Në këtë rast, atomi kalon në një gjendje më të ulët energjie pa lëshuar dritë, dhe energjia e tepërt i jepet, për shembull, një atomi tjetër kur përplasen.

Nëse një atom, duke kaluar nga një gjendje energjie në tjetrën, lëshon një linjë spektrale me një gjatësi vale λ, atëherë, në përputhje me postulatin e dytë të Bohr, energjia rrezatohet E barabartë me :, ku h- konstantja e Planck; cështë shpejtësia e dritës.

Mbledhja e të gjitha linjave spektrale që një atom mund të lëshojë quhet spektri i emetimit të tij.

Siç tregon mekanika kuantike, spektri i atomit të hidrogjenit shprehet me formulën:

, ku R- konstante, e quajtur konstante Rydberg; n 1 dhe n 2 numra, dhe n 1 < n 2 .

Çdo linjë spektrale karakterizohet nga një palë numra kuantikë n 2 dhe n 1 Ato tregojnë nivelet e energjisë të atomit, përkatësisht, para dhe pas rrezatimit.

Kur elektronet kalojnë nga nivelet e energjisë së ngacmuar në të parën ( n 1 = 1; respektivisht n 2 = 2, 3, 4, 5 ...) formohet Seri Lyman. Të gjitha linjat e serisë Lyman janë brenda ultravjollcë varg.

Kalimet e elektroneve nga nivelet e energjisë së ngacmuar në nivelin e dytë ( n 1 = 2; respektivisht n 2 = 3,4,5,6,7 ...) formë Seria Balmer... Katër rreshtat e parë (domethënë për n 2 = 3, 4, 5, 6) janë në spektrin e dukshëm, pjesa tjetër (domethënë, për n 2 = 7, 8, 9) në ultravjollcë.

Kjo do të thotë, linjat spektrale të dukshme të kësaj serie merren nëse elektroni hidhet në nivelin e dytë (orbita e dytë): e kuqe - nga orbita e tretë, jeshile - nga orbita e 4 -të, blu - nga orbita e 5 -të, vjollce - nga Orbita e 6 -të. Oh orbitë.

Kalimet e elektroneve nga nivelet e energjisë së ngacmuar në të tretën ( n 1 = 3; respektivisht n 2 = 4, 5, 6, 7 ...) formë Seri Paschen... Të gjitha linjat e serisë Paschen janë të vendosura në infra të kuqe varg.

Kalimet e elektroneve nga nivelet e energjisë së ngacmuar në të katërtën ( n 1 = 4; respektivisht n 2 = 6, 7, 8 ...) formë seria Brackett. Të gjitha linjat në seri janë në intervalin shumë infra të kuqe.

Gjithashtu në serinë spektrale të hidrogjenit, dallohen seritë Pfund dhe Humphrey.

Duke vëzhguar spektrin e linjës së atomit të hidrogjenit në rajonin e dukshëm (seria Balmer) dhe duke matur gjatësinë e valës λ të vijave spektrale të kësaj serie, është e mundur të përcaktohet konstanta e Planck.

Në sistemin SI, formula e llogaritjes për gjetjen e konstantës së Planck gjatë kryerjes së punës laboratorike do të marrë formën:

,

ku n 1 = 2 (seri Balmer); n 2 = 3, 4, 5, 6.

= 3.2 × 10 -93

λ - gjatësia e valës ( nm)

Konstanta e Planck shfaqet në të gjitha ekuacionet dhe formulat e mekanikës kuantike. Ajo, në veçanti, përcakton shkallën nga e cila Parimi i pasigurisë së Heisenberg... Përafërsisht, konstanta e Planck na tregon kufirin e poshtëm të madhësive hapësinore, pas së cilës efektet kuantike nuk mund të injorohen. Për kokrrat e rërës, të themi, pasiguria në produktin e madhësisë dhe shpejtësisë së tyre lineare është aq e parëndësishme sa mund të neglizhohet. Me fjalë të tjera, konstanta e Planck tërheq kufirin midis makrokozmosit, ku veprojnë ligjet e mekanikës Njutoniane dhe mikrokozmosit, ku ligjet e mekanikës kuantike hyjnë në fuqi. Pasi u mor vetëm për përshkrimin teorik të një fenomeni të vetëm fizik, konstanta e Planck u bë shpejt një nga konstantet themelore të fizikës teorike, e përcaktuar nga vetë natyra e universit.

Puna mund të kryhet si në një instalim laboratorik ashtu edhe në një kompjuter.

PLANE KONSTANTEh, një nga konstantet numerike universale të natyrës, e përfshirë në shumë formula dhe ligje fizike që përshkruajnë sjelljen e materies dhe energjisë në shkallën e mikro -botës. Ekzistenca e kësaj konstante u vendos në vitin 1900 nga M. Planck, profesor i fizikës në Universitetin e Berlinit, në një punë që hodhi themelet e teorisë kuantike. Ai gjithashtu dha një vlerësim paraprak të vlerës së tij. Vlera e pranuar aktualisht e konstantes së Planck është (6.6260755 ± 0.00023) H 10 –34 JH s.

Planck e bëri këtë zbulim ndërsa përpiqej të gjente një shpjegim teorik për spektrin e rrezatimit të emetuar nga trupat e ndezur. Një rrezatim i tillë emetohet nga të gjithë trupat, të përbërë nga një numër i madh i atomeve, në çdo temperaturë mbi zero absolute, por bëhet e dukshme vetëm në temperatura afër pikës së vlimit të ujit 100 ° C dhe mbi të. Përveç kësaj, ajo mbulon të gjithë spektrin nga frekuenca e radios në infra të kuqe, të dukshme dhe ultravjollcë. Në rajonin e dritës së dukshme, rrezatimi bëhet mjaft i ndritshëm vetëm në rreth 550 ° C. Varësia e intensitetit të rrezatimit për njësi të kohës nga frekuenca karakterizohet nga shpërndarjet spektrale të treguara në Fig. 1 për disa temperatura. Intensiteti i rrezatimit në një frekuencë të caktuar është sasia e energjisë së emetuar në një brez të ngushtë frekuencash në afërsi të një frekuence të caktuar. Zona e kurbës është proporcionale me energjinë totale të emetuar në të gjitha frekuencat. Siç është e lehtë të shihet, kjo zonë rritet shpejt me rritjen e temperaturës.

Planck donte të nxirrte teorikisht funksionin e shpërndarjes spektrale dhe të gjente një shpjegim për dy rregullsi të thjeshta të përcaktuara eksperimentalisht: frekuenca që korrespondon me shkëlqimin më të ndritshëm të një trupi të ndezur është proporcionale me temperaturën absolute, dhe energjia totale e emetuar për 1 me një njësi të sipërfaqes së Sipërfaqja e një trupi absolutisht të zi është fuqia e katërt e temperaturës së tij absolute ...

Modeli i parë mund të shprehet me formulën

ku n m- frekuenca që korrespondon me intensitetin maksimal të rrezatimit, T Temperatureshtë temperatura absolute e trupit, dhe a- konstante, në varësi të vetive të objektit emetues. Rregullsia e dytë shprehet me formulën

ku E- energjia totale e emetuar nga një njësi e sipërfaqes për 1 s, s Ashtë një konstante që karakterizon objektin emetues, dhe T- temperatura absolute e trupit. Formula e parë quhet ligji i zhvendosjes së Wien, dhe e dyta quhet ligji Stefan-Boltzmann. Planck u përpoq, në bazë të këtyre ligjeve, të nxirrte një shprehje të saktë për shpërndarjen spektrale të energjisë së rrezatuar në çdo temperaturë.

Natyra universale e fenomenit mund të shpjegohet nga këndvështrimi i ligjit të dytë të termodinamikës, sipas të cilit proceset termike që vazhdojnë spontanisht në një sistem fizik shkojnë gjithmonë në drejtim të vendosjes së ekuilibrit termik në sistem. Le të imagjinojmë se dy trupa të zbrazët A dhe V forma të ndryshme, madhësi dhe materiale të ndryshme me të njëjtën temperaturë përballen me njëra -tjetrën, siç tregohet në fig. 2. Duke supozuar se nga A v V më shumë rrezatim vjen nga V v A pastaj trupi V në mënyrë të pashmangshme do të bëhej më e ngrohtë për shkak të A dhe ekuilibri do të prishej spontanisht. Një mundësi e tillë përjashtohet nga ligji i dytë i termodinamikës, dhe për këtë arsye, të dy trupat duhet të lëshojnë të njëjtën sasi energjie, dhe, prandaj, sasia s në formulën (2) nuk varet nga madhësia dhe materiali i sipërfaqes emetuese, me kusht që kjo e fundit të jetë një zgavër e caktuar. Nëse zgavrat do të ndaheshin nga një ekran me ngjyra që filtronte dhe pasqyronte të gjithë rrezatimin, përveç rrezatimit me një frekuencë të vetme, atëherë gjithçka që u tha do të mbetej e vërtetë. Kjo do të thotë se sasia e rrezatimit të emetuar nga secila zgavër në secilën pjesë të spektrit është e njëjtë, dhe funksioni i shpërndarjes spektrale për zgavrën ka karakterin e një ligji universal të natyrës dhe sasinë a në formulën (1), si sasia s, është një konstante fizike universale.

Planck, i cili ishte i aftë për termodinamikën, preferoi një zgjidhje të tillë të problemit dhe, duke vepruar me prova dhe gabime, gjeti një formulë termodinamike që bëri të mundur llogaritjen e funksionit të shpërndarjes spektrale. Formula që rezultoi ishte në përputhje me të gjitha të dhënat eksperimentale në dispozicion dhe, në veçanti, me formula empirike (1) dhe (2). Për ta shpjeguar këtë, Planck përdori një truk të zgjuar të sugjeruar nga ligji i dytë i termodinamikës. Duke besuar me të drejtë se termodinamika e materies është studiuar më mirë sesa termodinamika e rrezatimit, ai përqendroi vëmendjen e tij kryesisht në çështjen e mureve të zgavrës, dhe jo në rrezatimin brenda saj. Meqenëse konstantet e përfshira në ligjet Wien dhe Stefan-Boltzmann nuk varen nga natyra e substancës, Planck kishte të drejtë të bënte ndonjë supozim në lidhje me materialin e mureve. Ai zgjodhi një model në të cilin muret përbëhen nga një numër i madh i oshilatorëve të vegjël të ngarkuar elektrikë, secili me frekuencën e vet. Lëkundësit nën ndikimin e rrezatimit që ndodhin mbi to mund të dridhen, ndërsa emetojnë energji. I gjithë procesi mund të hetohet duke u bazuar në ligjet e njohura të elektrodinamikës, d.m.th. funksioni i shpërndarjes spektrale mund të gjendet duke llogaritur energjinë mesatare të oshilatorëve me frekuenca të ndryshme. Duke përmbysur sekuencën e arsyetimit, Planck, duke vazhduar nga funksioni i saktë i shpërndarjes spektrale që ai mendoi, gjeti një formulë për energjinë mesatare U oshilator me frekuencë n në një zgavër në ekuilibër në temperaturë absolute T:

ku b A përcaktohet vlera në mënyrë eksperimentale, dhe k- një konstante (e quajtur konstante Boltzmann, megjithëse u prezantua për herë të parë nga Planck), e cila shfaqet në termodinamikë dhe teorinë kinetike të gazrave. Meqenëse kjo konstante zakonisht vjen me një shumëzues T, është i përshtatshëm për të futur një konstante të re h= b k Atëherë b = h/k dhe formula (3) mund të rishkruhet si

I ri i përhershëm h dhe është konstante Planck; vlera e saj e llogaritur nga Planck ishte 6.55 × 10 –34 JH s, që është vetëm rreth 1% e ndryshme nga vlera aktuale. Teoria e Planck bëri të mundur shprehjen e vlerës s në formulën (2) përmes h, k dhe shpejtësinë e dritës me:

Kjo shprehje u pajtua me eksperimentin brenda kufijve të saktësisë me të cilën njiheshin konstantet; më vonë, matjet më të sakta nuk zbuluan ndonjë mospërputhje.

Kështu, problemi i shpjegimit të funksionit të shpërndarjes spektrale është reduktuar në një problem "më të thjeshtë". Ishte e nevojshme të shpjegohej cili është kuptimi fizik i konstantes h ose më mirë, punon hn... Zbulimi i Planck ishte se kuptimi i tij fizik mund të shpjegohet vetëm duke futur një koncept krejtësisht të ri të "kuantit të energjisë" në mekanikë. Më 14 dhjetor 1900, në një takim të Shoqërisë Fizike Gjermane, Planck tregoi në raportin e tij se formula (4), dhe kështu pjesa tjetër e formulave, mund të shpjegohet nëse supozojmë se një oshilator me një frekuencë n shkëmben energji me fushën elektromagnetike jo vazhdimisht, por si në hapa, duke fituar dhe humbur energjinë e saj në pjesë diskrete, kuantet, secila prej të cilave është e barabartë me hn... NGROHJE; THERMODINAMIKA. Pasojat e zbulimit të bërë nga Planck janë paraqitur në artikujt EFEKT FOTOELEKTRIK; EFEKTI I KOMPONIT; ATOM; NDURTIMI I ATOMIT; MEKANIKA KUANTIKE.

Mekanika kuantike është një teori e përgjithshme e fenomeneve në shkallën e mikro -botës. Zbulimi i Planck tani shfaqet si një pasojë e rëndësishme e një karakteri të veçantë që vjen nga ekuacionet e kësaj teorie. Në veçanti, doli se është e vlefshme për nga te gjitha proceset e shkëmbimit të energjisë që ndodhin gjatë lëvizjes lëkundëse, për shembull, në akustikë dhe në fenomene elektromagnetike. Ai shpjegon fuqinë e lartë depërtuese të rrezatimit me rreze X, frekuencat e të cilave janë 100-10.000 herë më të larta se frekuencat karakteristike të dritës së dukshme, dhe kuantet e të cilave kanë energji përkatësisht më të larta. Zbulimi i Planck shërben si bazë për të gjithë teorinë e valës së materies, e cila merret me vetitë valore të grimcave elementare dhe kombinimet e tyre.

midis karakteristikave të valës dhe grimcës. Kjo hipotezë u konfirmua, e cila e bëri konstantën e Planck -ut një konstante fizike universale. Roli i tij doli të ishte shumë më domethënës sesa mund të supozohej që në fillim.