Công thức vật lý Max Planck trong vật lý thống kê

Chia sẻ: Nguyen AAA | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

349
lượt xem 12
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Hằng số Planck, đặt tên theo nhà vật lý Max Planck, ký hiệu là h, là một hằng số cơ bản của vật lý xuất hiện trong các bài toán của vật lý lượng tử: với J là joule và s là giây Khi dùng electronvolt (eV) là đơn vị đo năng lượng thì:

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Công thức vật lý Max Planck trong vật lý thống kê

Công thức vật lý Max Planck trong vật lý thống kê Hằng số Planck Hằng số Planck, đặt tên theo nhà vật lý Max Planck, ký hiệu là h, là một hằng số cơ bản của vật lý xuất hiện trong các bài toán của vật lý lượng tử: với J là joule và s là giây Khi dùng electronvolt (eV) là đơn vị đo năng lượng thì: Hằng số này có đơn vị đo là năng lượng nhân thời gian. Một hằng số liên quan thường gặp trong lý thuyết lượng tử là hằng số Planck đơn giản hay hằng số Planck rút gọn, còn gọi là hằng số Planck- Dirac, ký hiệu là (đọc là "hát ngang"), được định nghĩa là: với π là số pi.
Hằng số Planck được dùng trong các miêu tả về các hạt cơ bản như electron hay photon với tính chất vật lý có các giá trị gián đoạn chứ không liên tục. Ví dụ, năng lượng của một hạt photon có tần số ν là: Do vậy năng lượng của chùm ánh sáng (chùm hạt photon) có tần số ν chỉ có thể có giá trị bằng số nguyên lần một năng lượng nhỏ nhất (số nguyên này chính là số hạt photon trong chùm, và năng lượng nhỏ nhất là năng lượng của 1 hạt photon): Hằng số Planck xuất hiện trong nguyên lý bất định nổi tiếng của Werner Heisenberg.
Bức tường Planck Bức tường Planck (đặt theo tên nhà vật lý Max Planck) chỉ khoảng thời gian của lịch sử vũ trụ trong đó vũ trụ có độ tuổi bằng thời gian Planck, tức là khoảng giây. Trước thời gian này là khoảng thời gian được gọi là kỷ nguyên Planck, là khoảng thời gian trong đó tất cả các định luật vật lý cổ điển hiện tại như các định luật của vật lý lượng tử gặp phải giới hạn và cần thiết phải có một mô tả ở cấp vi mô về lực hấp dẫn (ta gọi một thuyết như vậy là lý thuyết hấp dẫn lượng tử), mà đến nay vẫn còn là điều bí ẩn. Những hiểu biết của chúng ta do vậy vướng phải một "bức tường" trừu tượng. Các độ đo vật lý như áp suất, nhiệt độ cao đến mức mà không-thời gian có vẻ như đạt đến một độ cong (curvature) vô hạn, mà ta còn gọi là một điểm kỳ dị trong thuyết tương đối rộng[1]. Kích thước của vũ trụ tại thời điểm này có độ lớn bằng độ dài Planck, ký hiệu , và có giá trị xấp xỉ , là độ dài vật lý nhỏ nhất có nghĩa trong các lý thuyết vật lý hiện tại. Nó thể hiện một độ dài tự nhiên theo đó có thể xuất hiện một lý thuyết hấp dẫn lượng tử nào đó. Thời gian và không gian mà chúng ta hay quy ước trở thành các khái niệm rõ ràng là phức tạp hơn nhiều "bên ngoài" bức tường Planck, tức là trong suốt kỷ nguyên Planck. Những nghiên cứu gần đây trong ngành lý thuyết dây và trong ngành lý thuyết hấp dẫn lượng tử vòng cũng đều cho rằng thời gian và không gian có lẽ không phải là những khái niệm nguyên thủy mà xuất phát từ một thực tế lý thuyết phức tạp hơn thế. Chẳng hạn như một khi đạt dến kích thước Planck, thời gian và không gian sẽ không liên tục nữa mà dần dần có tính chất rời rạc và không liên tục.
Chú thích 1. ^ Dĩ nhiên, giả sử chính xác là các định luật dẫn tới các vô hạn này không còn áp dụng được trong kỷ nguyên Planck thì các vô hạn này hoàn toàn có thể biến mất theo một thuyết hấp dẫn lượng tử nào đó và biến đổi của vũ trụ khi đó sẽ trở nên có quy tắc hơn. Tuy nhiên khi không có một thuyết như vậy thì khó tính toán và tiên đoán được dựa trên các tính toán cổ điển.
Hệ thống đo lường Planck Hệ thống đo lường Planck là được đặt theo tên nhà vật lý nổi tiếng Max Planck sử dụng các đơn vị đo lường sau đây: Trị số gần Tên Đại lượng Công thức đúng trong hệ thống SI Hằng số năng lượng.thời Planck gian (Joule.s) Độ dài 1.616 × 10−35 khoảng cách (L) Planck m Khối 2.177 × 10−8 lượng khối lượng (M) kg Planck Thời gian thời gian (T) 5.391 × 10−44 s Planck Nhiệt độ nhiệt độ 1.415 × 1032 K Planck (ML2T−2/k) Điện tích 1.875 × 10−18 điện tích (Q) Planck C
Nguyên lý bất định Nguyên lý bất định là một nguyên lý quan trọng của cơ học lượng tử, do nhà Vật lý lý thuyết người Đức Werner Heisenberg phát triển. Nguyên lý này phát biểu rằng ta không bao giờ có thể xác định chính xác cả vị trí lẫn vận tốc (hay động lượng, hoặc xung lượng) của một hạt vào cùng một lúc. Nếu ta biết một đại lượng càng chính xác thì ta biết đại lượng kia càng kém chính xác. Về mặt toán học, hạn chế đó được biểu hiện bằng bất đẳng thức sau: Trong công thức trên, là sai số của phép đo vị trí, là sai số của phép đo động lượng và h là hằng số Planck. Trị số của hằng số Planck h trong hệ đo lường quốc tế : J.s. Sai số tương đối trên trị số này là 1,7×10-7, đưa đến sai số tuyệt đối là 1,1×10- 40 J.s. Ý nghĩa của nguyên lý bất định Các hạt vi mô khác với các vật vĩ mô thông thường. Các hạt vi mô vừa có tính chất sóng lại vừa có tính chất hạt, đó là một thực tế khách quan. Việc không đo được chính xác đồng thời cả tọa độ và xung lượng của hạt là do bản chất của sự việc chứ không phải do trí tuệ của con người bị hạn chế. Kĩ thuật
đo lường của ta có tinh vi đến mấy đi nữa cũng không đo được chính xác đồng thời cả tọa độ và xung lượng của hạt. Hệ thức bất định Heisenberg là biểu thức toán học của lưỡng tính sóng hạt của vật chất.