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普朗克時間

鎖定
普朗克時間,是指時間量子間的最小間隔 [5]  。約為5.39×10⁻⁴⁴s [4]  。沒有比這更短的時間存在 [5] 
中文名
普朗克時間
外文名
Planck time
提    出
普朗克
領    域
物理
提出時間
1912年 [1] 

普朗克時間歷史起源

在100多年前的1900年,物理學家馬克斯·普朗克發現,能量可以分為不可再分割的單位,並將其命名為“量子”。為了描述量子的體積,人們通常使用基本量子即普朗克量子來形容。這一發現標誌着量子力學的誕生,其對科學發展起的作用超出普朗克本人的想像。普朗克長度約為10⁻³⁵米。普朗克時間約為10⁻⁴³秒。如何超越普朗克長度和普朗克時間還是個謎,因為現行物理定律在這個範圍內就失效了 [6] 
普朗克 普朗克
經典廣義相對論的奇性不可避免,所以標準大爆炸模型中時空存在着零點,給了上帝一個容身之地。但是考慮到量子力學的不確定性原理,一些基本量度,譬如長度和時間具有不確定性。不確定的程度由普朗克常數決定,從該常數可以定出最小的長度量子,即普朗克長度,約為10E-33釐米,這遠遠小於原子核的尺度。測量任何長度不可能比這個更精確,而且比普朗克長度更短的長度是沒有意義的。同樣,作為時間量子的最小間隔,即普朗克時間,為10E-43秒。沒有比這更短的時間存在 [7] 

普朗克時間普朗克尺度

普朗克尺度,即HBAR,C,G都取為一時得到的時間,長度,質量尺度。
普朗克常數也使用於海森堡不確定原理。在位移測量上的不確定量(標準差)Δx ,和同方向在動量測量上的不確定量 Δp,有如下關係:

普朗克時間運算

普朗克長度
計算如下,單位:米。
普朗克時間為
c為真空中光速,G為萬有引力常數(引力常量),G=6.67259×10-11N·m²/kg²,
約化普朗克常數或稱狄拉克常數 [2]  。普朗克常數記為 h ,是一個物理常數,用以描述量子大小。在量子力學中佔有重要的角色,馬克斯·普朗克在1900年研究物體熱輻射的規律時發現,只有假定電磁波的發射和吸收不是連續的,而是一份一份地進行的,計算的結果才能和試驗結果是相符。這樣的一份能量叫做能量子,每一份能量子等於hv,v為輻射電磁波的頻率,h為一常量,叫為普朗克常數。普朗克常數的值約為:
h=6.6260693(11)×10-34J·s,或
h=4.13566743(35)×10-15 eV·s
其中電子伏特(eV)為能量單位,1eV約為1.6021766×10-19焦耳。
普朗克常數的物理單位為能量乘上時間,也可視為動量乘上位移量:(牛頓(N)·米(m)·秒(s))為角動量單位 [3] 
另一個常用的量為約化普朗克常數(reduced Planck constant),有時稱為狄拉克常數(Dirac constant),紀念保羅·狄拉克。狄拉克常數
。其中 π 為圓周率常數 pi。狄拉克常數
念為 "h-bar" 。
普朗克常數用以描述量子化,微觀下的粒子,例如電子光子,在一確定的物理性質下具有一連續範圍內的可能數值。例如,一束具有固定頻率 ν 的光,其能量 Ei可表示為:Ei=hv。
有時使用角頻率 ω=2πν :E=nћw
許多物理量可以量子化。譬如角動量量子化。 J 為一個具有旋轉不變量的系統全部的角動量, Jz 為沿某特定方向上所測得的角動量。其值:J=j(j+1)ћ=mћ,j=0,1/2,1,3/2,2,... ; m=-j,-j+1,...,j
因此,
可稱為 "角動量量子"。
參考資料
  • 1.    羅凌霄.普朗克時間和普朗克長度的含義[J].玉溪師範學院學報,2011,27(08):27-30.
  • 2.    [英]艾倫·艾薩克斯.麥克米倫百科全書:[M].杭州:浙江人民出版社
  • 3.    王振德.現代科技百科全書:[M].桂林:廣西師範大學出版社
  • 4.    汪世清. 談普朗克質量 [J]. 物理, 2002, (05): 302.
  • 5.    吳越. 越來越讓人困惑的時間 [J]. 大科技(科學之謎), 2010, (05): 17.
  • 6.    候海濤.科學的極限[J].科學之友,2006,(06):60.
  • 7.    普朗克長度  .中國計量測試學會[引用日期2024-01-28]