¿Cuál es el significado de la constante de Planck y por qué se usa ampliamente en la mecánica cuántica?

El primer problema es entender qué es la acción. Puedes considerarlo como la integral de tiempo de Lagrangian, o la variable principal de la ecuación diferencial parcial de Hamilton-Jacobi, ambas de la mecánica clásica. Mi punto de vista personal es el mejor libro de texto que se ha enfrentado a este sigue siendo “Mecánica”, de Landau y Lifshitz.

Ahora, echemos un vistazo a la acción, y pensemos en ella como la energía multiplicada por el tiempo. (El lagrangiano es un término de energía.) La ecuación de Einstein E = hν puede reescribirse Eτ = h, donde τ es el tiempo periódico de la onda. El lado izquierdo es el de la acción; el lado derecho indica que la acción debe venir en unidades discretas de h, en oposición a la mecánica clásica, donde la acción se considera continua.

Del mismo modo, el impulso proporcionado no varía con el tiempo, la acción es p.Δq, donde Δq es el cambio en la coordenada q. La ecuación de onda de Broglie p.λ = h es una afirmación de que si la partícula tiene un momento p, entonces la acción generada por una longitud de onda es discreta y ocurre en unidades de h.

¿Por qué? Es poco probable que muchos respondedores acuerden esto, pero mi respuesta, desde mi teoría de la Onda de Orientación, es así. La función de onda es compleja, pero si aplicamos la teoría de números complejos de Euler, para una partícula que cumple con los requisitos de De Broglie, la onda se vuelve real dos veces por período, PERO solo una será aplicable. (El otro es para una partícula que viaja en la dirección opuesta.) Si afirmamos que solo podemos saber cuál es la acción cuando la onda es real, entonces las posiciones o la realidad están separadas por h, como lo indican las ecuaciones de Einstein y de Broglie. . Haga lo que quiera de eso, pero mi punto es que ninguna otra interpretación comienza a responder “¿Por qué?” Y prefiere presentar una secuencia de ecuaciones. No hay nada malo con las ecuaciones, pero ¿por qué sigue siendo una pregunta válida?

La constante de Planck refleja la escala (orden de magnitud) en la que la mecánica cuántica se vuelve significativa. Si fuera un número mayor, verías efectos de QM en cosas más grandes. Si fuera un número menor, tendría que ir a escalas de menor tamaño antes de que QM sea importante.

Como explicación más técnica, la base de QM es que el orden en el que realiza ciertas mediciones es significativo. En la jerga, ciertos operadores no conmutan, es decir, siguen la ley de conmutación que conoces de la aritmética. La constante de Planck es proporcional a la diferencia entre los dos órdenes diferentes de hacer las mediciones. Es decir, si la constante de Planck fuera cero, entonces los operadores serían conmutativos y no habría QM.

Como resultado, la constante de Planck se muestra mucho en QM, como en valores de momento angular y niveles de energía.

Por cierto, el origen de la constante de Planck, tal como lo utilizó el propio Planck, es anterior a la QM en unos 30 años. Planck estaba tratando de averiguar por qué el espectro de emisión de los objetos calientes era como era (la llamada radiación del cuerpo negro). Descubrió que al hackear una ecuación con esta constante obtuvo la respuesta correcta, pero más allá de un vago argumento de agitar la mano, realmente no sabía por qué.

En la medida en que “¿Cuál es la constante de Planck?” Podría ser una pregunta de tarea, también es la proporcionalidad entre energía y frecuencia en QM. Incluso antes de QM, Einstein descubrió esto, por lo que ganó el Premio Nobel de Física (y no de relatividad). (La constante de Planck también entra en la proporcionalidad entre el momento y la longitud de onda).

Se usa ampliamente en la mecánica cuántica aplicada a la física debido al trabajo teórico fundamental de Planck sobre el fotón (espectro del cuerpo negro) y el trabajo empírico fundamental de Einstein sobre el efecto fotoeléctrico; que luego condujo directamente a la formulación de la mecánica cuántica en física.

No toda la física es predictiva. La teoría actualmente necesita relaciones empíricas clave (como la constante de Planck) para hacer predicciones de nuevas situaciones.

Finalmente, la constante de Planck tiene tanto significado como las diversas ecuaciones en las que aparece; su significado depende del contexto y seguirá siéndolo hasta que se unifique la física moderna. Explico por qué en esta respuesta: ¿Tiene sentido tomar G de la entropía del agujero negro y reemplazarlo en EFE?

La constante de Planck es:

  • el cuanto del momento angular;
  • el factor de conversión entre la frecuencia y la energía de un fotón;
  • La incertidumbre mínima en la medición de energía y tiempo simultáneamente.

Se usa ampliamente en la mecánica cuántica porque la mecánica cuántica tiene que ver con la conversión de algún conocimiento en otro conocimiento, y la constante de Planck actúa como un agente de esta conversión.

La constante de Planck es el cuanto del momento angular . Debido a que muchas otras cantidades fundamentales pueden expresarse en términos de momento angular, esto establece el factor de escala absoluto para nuestro universo físico. Parte de la lista de otras propiedades cuantificadas se puede deducir fácilmente del modelo de Bohr del átomo de hidrógeno, pero reglas como “energía = frecuencia de tiempos constantes de Planck” y “momento = constante de Planck dividida por la longitud de onda” han resultado ser universales.

No podría haber mecánica cuántica sin la constante de Planck.

La constante de Planck es un factor de conversión que expresa la relación entre las unidades clásicas de momento y energía y las frecuencias y números de onda asociados con los campos que representan partículas en la mecánica cuántica y la teoría de campos.

Esta constante se considera una constante universal. Es la clave para la física cuántica, como concepto y herramienta para tratar con el sistema microscópico, cuando llega a cero, entre el campo de la física clásica. ¿Cómo se encontró? en 1900, Planck estaba estudiando la radiación del cuerpo negro, descubrió que la energía de esta radiación se cuantifica, como puzzles !, no una energía continental, como suponía la física clásica antes de 1900. Este paquete de energía se llama cuántica, su energía E es proporcional a su frecuencia, es decir, E ~ f = hf, donde f es la frecuencia y h es la constante de proporcionalidad, que se llama constante de Planck. Su valor encontrado experimentalmente es h = 6.626 x 10 ^ -34 julios.seg. (es un flujo de energía)

Es el enlace entre la energía y la frecuencia de una partícula cuántica. Está en la base de la mecánica cuántica y su valor también es importante porque si fuera mucho diferente en valor, el universo no podría existir.

Lea más de la página de Wikipedia y las referencias en la parte inferior de la misma:

Constante de Planck – Wikipedia

La constante de Planck es una constante que proporciona la relación invariable de la energía de un cuanto de radiación a su frecuencia y que tiene un valor aproximado de 6.626 × 10−34 J · s símbolo h

Constante de Planck (símbolo h), característica física constante constante de las formulaciones matemáticas de la mecánica cuántica, que describe el comportamiento de las partículas y las ondas a escala atómica, incluido el aspecto de partículas de la luz. El físico alemán Max Planck introdujo la constante en 1900 en su formulación precisa de la distribución de la radiación emitida por un cuerpo negro, o absorbente perfecto de energía radiante (ver la ley de radiación de Planck).

La constante de Planck es 6.626 * 10 ^ -34 Js.

Es una de las constantes más bellas de la ciencia.

  • Para encontrar la energía de una partícula, E es igual a hc / w donde h es la constante de Planck y c es la velocidad de la luz y w es la longitud de onda.
  • La otra ecuación es E es igual a hf donde f es frecuencia.