Планковские единицы
Из Википедии, свободной энциклопедии
Пла́нковские едини́цы — система единиц измерения, одна из естественных систем единиц. Предложена в 1901 году немецким физиком Максом Планком и названа в его честь[1].
Система планковских единиц не имеет широкого распространения, потому что величины большинства входящих в неё единиц неудобны для практического использования (очень велики или очень малы). Однако, как и другие естественные системы единиц, она с большим успехом применяется в теоретической физике, поскольку в ней уравнения существенно упрощаются, их запись освобождается от излишних коэффициентов[2].
Основные единицы
Суммиров вкратце
Перспектива
Ныне под планковской системой понимается система единиц, в которой в качестве основных единиц выбраны следующие фундаментальные физические постоянные[3]:
- — постоянная Дирака (постоянная Планка, делённая на );
- — скорость света (электродинамическая постоянная);
- — гравитационная постоянная;
- — постоянная Больцмана.
При этом значение коэффициента пропорциональности в законе Кулона выбрано равным единице[4].
Обычно, говоря о планковской системе, указывают, что в этом случае выполняется и Однако в действительности такая форма записи не точна. Она отражает лишь то, что соответствующая постоянная выбрана в качестве меры. Следует иметь в виду, что в планковской системе размерности отнюдь не исчезают, скорее наоборот, они приобретают фундаментальный характер, поскольку составляются из фундаментальных постоянных[4].
Производные единицы
Суммиров вкратце
Перспектива
Из основных планковских единиц выводятся все остальные (производные) единицы системы, часть из которых приведена ниже. Значения и в единицах Международной системы единиц (СИ), использованные в расчётах, рекомендованы CODATA[5].
Величина | Формула | Значение (в единицах СИ) |
---|---|---|
Планковская масса | кг | |
Планковская длина | м | |
Планковское время | с | |
Планковское ускорение | м/с2 | |
Планковская энергия | Дж | |
Планковская температура | К | |
Планковский заряд | , где — элементарный электрический заряд, — постоянная тонкой структуры, — постоянная Планка. Соответственно, постоянная тонкой структуры — это квадрат заряда электрона, выраженного в планковских зарядах. | Кл |
Планковский ток | А | |
Планковская сила | Н | |
Планковское давление | Па | |
Планковская угловая частота | c−1 | |
Планковская мощность (или планковская светимость) | Вт | |
Планковская площадь (или планковское сечение рассеяния) | м2 | |
Планковский импульс | кг·м/с | |
Планковская плотность | кг/м³ |
Погрешность (в скобках после величины) выражается в единицах последней значащей цифры. Для большинства планковских единиц основной вклад в погрешность вносит относительная погрешность измерения гравитационной постоянной G (δG ≈ 2,2 × 10−5)[6], что значительно больше, чем относительная погрешность электрической постоянной ε0 (δε0 ≈ 1,5 × 10−10)[7], в то время как относительные погрешности постоянной Планка h, постоянной Больцмана kB, элементарного заряда e и скорости света c равны нулю — эти величины выражаются через единицы СИ как точные значения (поскольку соответствующие единицы в существующей в настоящее время редакции СИ определены через них). Таким образом, если в формулу для планковской единицы входит G±s, её относительная погрешность примерно равна s·δG (например, для единиц, в определение которых входит G1/2 или G−1/2, относительная погрешность примерно равна δG/2 ≈ 10−5). Одной из немногих планковских единиц, не включающих в своё определение G, является планковский заряд, поэтому его точность определяется погрешностью δε0.
История

Система планковских единиц впервые предложена в 1899 году Максом Планком на основе скорости света , гравитационной постоянной и двух ввёденных им новых постоянных теории теплового излучения и (они отличаются от современных постоянных и на безразмерные множители)[8]. Первоначально планковские единицы были введены в докладе, сделанном 18 мая 1899 года на заседании Академии наук в Берлине и посвящённом обзору теории явлений теплового излучения, рассматриваемых с точки зрения электромагнитной теории света, и значению второго начала термодинамики в ней.
Все до сих пор используемые системы единиц, в том числе так называемая абсолютная СГС-система, обязаны своим происхождением пока что случайному стечению обстоятельств, поскольку выбор единиц, лежащих в основе каждой системы, сделан не исходя из общей точки зрения, обязательно приемлемой для всех мест и времен, но исключительно исходя из потребностей нашей земной культуры… В связи с этим представляло бы интерес заметить, что, используя обе постоянные и … мы получаем возможность установить единицы длины, массы, времени и температуры, которые не зависели бы от выбора каких-либо тел или веществ и обязательно сохраняли бы своё значение для всех времен и для всех культур, в том числе и внеземных и нечеловеческих, и которые поэтому можно было бы ввести в качестве «естественных единиц измерений».
— [9]
В 1900 году Макс Планк предложил новый закон излучения (закон Планка), в котором фигурировали две новые постоянные и В 1901 году Планком была предложена система на основе постоянных и [1].
См. также
Примечания
Литература
Ссылки
Wikiwand - on
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.