¿Cuál es una forma intuitiva de entender la constante de Planck?

La analogía que me gusta usar (y tenga en cuenta, me preocupa que esta analogía pueda ser engañosa; léala con esa consideración en mente) involucra una cuerda de guitarra. Si toca una cuerda de guitarra con cuidado, puede producir varias formas de onda estacionarias diferentes. La cadena podría tener un pico, o dos, o tres, o doce, o doscientos siete …

Estos se llaman armónicos. Cada armónico debe tener un número entero de picos (porque los puntos finales de la cuerda son fijos, lo que limita la forma en que la cuerda puede vibrar), y una vez que supere los veinte, el sonido probablemente estará más allá del oído humano, pero matemáticamente puede obtener la cuerda para vibrar en cualquier armónico arbitrariamente alto que elija.

Sin embargo, podemos imaginar que existe una restricción física sobre qué tan alto puede producir un armónico en una cadena dada: cierta longitud [matemática] \ lambda [/ matemática] que es la distancia más corta entre picos por la cual la cuerda puede vibrar realmente. Esa restricción física será la misma para cada cadena de ese tipo. Las cadenas más largas pueden alcanzar armónicos más altos porque pueden tener más picos de longitud [math] \ lambda [/ math], pero todavía hay un límite superior dictado por los límites físicos de la cadena.

Entonces, esta es la analogía para la constante de Planck: una limitación física en la forma en que se puede liberar energía para que toda la energía tenga que ser múltiplos enteros de esta constante.

La respuesta de Ian Miller es buena. Daré una interpretación algo diferente (pero estrechamente relacionada).

La constante de Planck es una constante de proporcionalidad, que vincula el momento observable ([matemática] p [/ matemática]) de una partícula a la frecuencia espacial ([matemática] k [/ matemática]) de su función de onda,

[matemáticas] p = \ hbar k [/ matemáticas]

Cuanto más frecuentemente oscile la función de onda sobre alguna región del espacio, mayor será el impulso de la partícula asociada:

Recordando que [math] p = mv [/ math] en entornos no relativistas, vemos que la constante de Planck también relaciona la frecuencia espacial de la función de onda con la velocidad de una partícula,

[matemáticas] v = \ frac {\ hbar k} {m} [/ matemáticas]

Una frecuencia espacial más alta corresponde a una partícula en movimiento más rápida.

Hay una variable en Física llamada acción, que es esencialmente energía por tiempo. Piense en ello como la integral de tiempo de Lagrangian, o la variable principal de la ecuación de Hamilton-Jacobi, o alternativamente, simplemente acepte que hay una variable llamada acción. Ahora acepte que es extremadamente fundamental para la física.

Ahora las derivaciones matemáticas anteriores de la física clásica sugieren que esta variable es continua, pero no lo es y esta es la diferencia entre la dinámica clásica y la dinámica cuántica. En este último, la acción ocurre en “trozos” discretos. Una de esas “partes” es la constante de Planck. Si observas las dimensiones, verás que las unidades son de energía por el tiempo.

Compare la “longitud de Planck” con el tamaño de píxeles en la pantalla de una computadora. No hay material de pantalla más pequeño (Sin embargo, esta es una concepción popular solamente). Entonces debe tener una idea de la palabra “cuántico” y ser capaz de autoeducarse a partir de la definición o material no atractivo sobre la constante de Planck, si es necesario.

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