Men Før Suzie vil resitere det magiske tallet, hun exacts en høy pris: Dustin har å synge kjenningsmelodien til filmen » The NeverEnding Story.»
dette kan alle ha ført deg til å lure på: Hva Er Plancks konstant, uansett?konstanten-utviklet i 1900 Av en tysk fysiker Ved Navn Max Planck, som ville vinne 1918 Nobelprisen for sitt arbeid — er en avgjørende del av kvantemekanikken, grenen av fysikk som omhandler de små partiklene som utgjør saken og kreftene som er involvert i deres samspill. Fra databrikker og solcellepaneler til lasere, » det er fysikken som forklarer hvordan alt fungerer.»
Annonse
Den Usynlige Verden Av Ultrasmall
Planck og andre fysikere på slutten av 1800 — tallet og tidlig på 1900 — tallet prøvde å forstå forskjellen mellom klassisk mekanikk-det vil si bevegelsen av legemer i den observerbare verden rundt oss, beskrevet Av Sir Isaac Newton på slutten av 1600-tallet-og en usynlig verden av ultrasmall, hvor energi oppfører seg i en noen måter som en bølge og på noen måter som en partikkel, også kjent som en foton.»i kvantemekanikk fungerer fysikk forskjellig fra våre erfaringer i makroskopisk verden,» forklarer Stephan Schlamminger, fysiker For Nasjonalt Institutt For Standarder og Teknologi, via e-post. Som en forklaring citerer han eksemplet på en kjent harmonisk oscillator, et barn på et svingesett.
«i klassisk mekanikk kan barnet være i hvilken som helst amplitude (høyde) på svingens sti,» Sier Schlamminger. «Energien som systemet har er proporsjonal med kvadratet av amplitude. Derfor kan barnet svinge på ethvert kontinuerlig spekter av energier fra null til et bestemt punkt.»
Men når du kommer ned til nivået av kvantemekanikk, oppfører ting seg annerledes. «Mengden energi som en oscillator kan ha, er diskret, som trinn på en stige,» Sier Schlamminger. «Energinivåene er adskilt av h ganger f, hvor f er frekvensen av fotonet – en partikkel av lys – en elektron vil frigjøre eller absorbere for å gå fra ett energinivå til et annet.»
i denne 2016-videoen forklarer En ANNEN nist-fysiker, Darine El Haddad, Plancks konstant ved å bruke metaforen om å sette sukker i kaffe. «I klassisk mekanikk er energi kontinuerlig, noe som betyr at hvis jeg tar min sukker dispenser, kan jeg hente noe sukker i kaffen min,» sier hun. «Enhver mengde energi ER OK.»
» Men Max Planck fant noe helt annet da han så dypere, forklarer hun i videoen. «Energi er kvantisert, eller det er diskret, noe som betyr at jeg bare kan legge til en sukkerbit eller to eller tre. Bare en viss mengde energi er tillatt.»
Plancks konstant definerer mengden energi som en foton kan bære, i henhold til frekvensen av bølgen der den beveger seg.Elektromagnetisk stråling og elementære partikler «viser egentlig både partikkel-og bølgeegenskaper,» forklarer Fred Cooper, en ekstern professor Ved Santa Fe Institute, et uavhengig forskningssenter I New Mexico, via e-post. «Den grunnleggende konstanten som forbinder Disse to aspektene av disse enhetene, Er Plancks konstant. Elektromagnetisk energi kan ikke overføres kontinuerlig, men overføres av diskrete fotoner av lys hvis energi E er gitt Av E = hf, hvor h Er Plancks konstant, og f er lysets frekvens.»
Annonse
En Litt Skiftende Konstant
En av de forvirrende tingene For forskere Om Plancks konstant er at verdien tildelt Den har endret seg med små mengder over tid. Tilbake i 1985 var den aksepterte verdien h = 6,626176 x 10-34 joule-sekunder. Den nåværende beregningen, gjort i 2018, er h = 6.62607015 x 10-34 joule-sekunder.»mens disse grunnleggende konstantene er festet i universets stoff, vet vi mennesker ikke deres eksakte verdier,» Forklarer Schlamminger. «Vi må bygge eksperimenter for å måle disse grunnleggende konstantene til det beste av menneskehetens evne. Vår kunnskap kommer fra noen eksperimenter som var i gjennomsnitt for å produsere en middelverdi for Planck-konstanten.»for å måle Plancks konstant har forskere brukt to forskjellige eksperimenter — Kibble-balansen og xrcd-metoden (Xrcd), og over tid har de utviklet en bedre forståelse av hvordan man får et mer presist tall. «Når et nytt nummer er publisert, legger eksperimentene frem sitt beste nummer, så vel som deres beste beregning av usikkerheten i målingen,» Sier Schlamminger. «Den sanne, men ukjente verdien av konstanten, skal forhåpentligvis ligge i intervallet pluss / minus usikkerheten rundt det publiserte tallet, med en viss statistisk sannsynlighet.»På dette punktet» er vi sikre på at den sanne verdien ikke er langt unna. Kibble-balansen og xrcd-metoden er så forskjellige at det ville være en stor tilfeldighet at begge veier er enige så godt ved en tilfeldighet.»
den lille unøyaktigheten i forskernes beregninger er ikke en stor sak i ordningen av ting. Men Hvis Plancks konstant var et betydelig større eller mindre tall, ville «hele verden rundt oss være helt annerledes,» forklarer Martin Fraas, en assisterende professor i matematikk Ved Virginia Tech, via e-post. Hvis verdien av konstanten ble økt, for eksempel, kan stabile atomer være mange ganger større enn stjerner.
størrelsen på et kilo, som trådte i kraft 20. Mai 2019, som avtalt av International Bureau Of Weights And Measures (hvis franske akronym ER BIPM), er nå basert På Plancks konstant.
Annonse