Постійна Планка (квант дії) - основна константа квантової теорії. коефіцієнт, що зв'язує величину енергії електромагнітного випромінювання з його частотою. Також має сенс кванта дії і кванта моменту імпульсу. Введена в науковий обіг М. Планком в роботі, присвяченій тепловому випромінюванню, і тому названа в його честь.
Дж · c Ерг · c. еВ · c.
Часто застосовується величина
Дж · c. Ерг · c. еВ · c.
звана скороченої (або раціоналізованій) постійної Планка або постійної Дірака.
фізичний сенс
У квантовій механіці імпульс має фізичний зміст хвильового вектора, енергія - частоти, а дія - фази хвилі, проте традиційно (історично) механічні величини вимірюються в інших одиницях (кг · м / с, Дж, Дж · с), ніж відповідні хвильові (м -1, с -1. безрозмірні одиниці фази). Постійна Планка відіграє роль переказного коефіцієнта (завжди одного і того ж), що зв'язує ці дві системи одиниць - квантову і традиційну:
(Імпульс) (енергія) (дію)
Якби система фізичних одиниць формувалася вже після виникнення квантової механіки і пристосовувалася для спрощення основних теоретичних формул, константа Планка ймовірно просто була б зроблена дорівнює одиниці, або, в усякому разі, більш круглого числа. У теоретичній фізиці дуже часто для спрощення формул використовується система одиниць с, в ній
При цьому постійна Планка має і просту оціночну роль в розмежуванні областей застосовності класичної та квантової фізики: вона в порівнянні з величиною дії або моменту імпульсу показує, наскільки може бути застосована до даної фізичної системі класична механіка. А саме, якщо - дія системи, а - її момент імпульсу, то при або поведінку системи з хорошою точністю описується класичною механікою.
методи вимірювання
При даному способі вимірювання постійної Планка використовується закон Ейнштейна для фотоефекту:
де - максимальна кінетична енергія вилетіли з катода фотоелектронів,
- частота падаючого світла, - т. Зв. робота виходу електрона.
Вимірювання проводиться так. Спочатку катод фотоелемента опромінюють монохроматичним світлом з частотою, при цьому на фотоелемент подають замикає напруга, так, щоб струм через фотоелемент припинився. При цьому має місце наступне співвідношення, безпосередньо випливає з закону Ейнштейна:
Потім той же фотоелемент опромінюють монохроматичним світлом з частотою і точно також замикають його за допомогою напруги
Почленно віднімаючи другий вираз з першого, отримуємо
Аналіз спектру гальмівного рентгенівського випромінювання
Цей спосіб вважається найточнішим з існуючих. Використовується той факт, що частотний спектр гальмівного рентгенівського випромінювання має точну верхню межу, яка називається фіолетовою кордоном. Її існування випливає з квантових властивостей електромагнітного випромінювання і закону збереження енергії. дійсно,
де - швидкість світла,
- довжина хвилі рентгенівського випромінювання, - заряд електрона, - прискорює напруга між електродами рентгенівської трубки.
Тоді постійна Планка дорівнює