浅谈普朗克常数

普朗克常数简介

​ 我们显然知道很多物理学的很多基本常数,其中一部分是通过实验和测量得出的,如光速c等;但也有一部分是通过建立相关定律和定理时得出的,如牛顿引力常数g等。但是普朗克常数则完全是有普朗克的智慧所得的,是物理学中的实实在在,具有深远意义的一个十分神奇的自然常数。

普朗克常数大小和应用公式

​ 普朗克常数我们记为h,其现代值为:

​ $h=6.626\ 069\ 572\ 910^{-34}kgm^2/s$

​ 而我们很显然知道一个普朗克常数的经典应用公式:

​ $E=hc/\lambda$

​ 这个公式中,E表示一个微观粒子的能量,h为普朗克常数,c为光速,$\lambda$则表示该微观粒子的波长。因此,我们可以通过这个公式计算出一个微观粒子的能量。

普朗克常数的原理和重要意义

​ 1900年10月7日,普朗克推理出了他的公式,而他的公式的一个基本原理则是:

​ 假定发出光的能量是由大量较小的能量量子(即微观粒子发射的能量)组成,才可以解释黑体的光谱。换句话说,总能量是由一个大自然的新的基本常数为单位量子化的,普朗克称其为“作用量子”,而现在我们则称之为普朗克常数。

​ 但同时,普朗克在计算这个普朗克常数的时候(普朗克的推理公式非常复杂,而且实验的误差极大,姑且以后再做讨论),是有一个非常令人难以理解的假设的,但结果却符合至今为止的所有实验结果。

​ 而这个假设即:在光波的发射和吸收过程中,物体的能量变化是不连续的。百度百科中也有另一种说法:物体通过分立的跳跃非连续地改变它们的能量,能量值只能取某个最小能量量子的整数倍。这便是热辐射过程中能量变化的非连续性。

​ 这不符合我们日常生活中的所有经验,也就是说,微观世界和宏观世界将会有很多生活经验上的违背,但又是正确的。

​ 到如今,已经出现了一些假说来解释富朗克常数违背生活经验的原因,但这里先暂且不表,可以以后再做讨论。

​ 正是普朗克将经典物理所有依据的地基打破,而之后又有爱因斯坦的光电效应将经典物理完全摧毁,现代物理也就是在他们的基础下重新开始发展。

疑问和支持

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