Constante de Planck
A constante de Planck , também chamada de quantum de ação e indicada com , é uma constante física que representa a menor ação possível, ou elementar. Determina que a energia e as grandezas físicas fundamentais a ela ligadas não evoluem continuamente, mas são quantizadas , ou seja, só podem assumir múltiplos valores dessa constante. [1]
A constante de Planck tem as dimensões de uma energia por um tempo e no sistema de unidades de medida de unidades atômicas compõe a unidade de medida do momento angular . Ele permite a quantização de quantidades como energia , momento e momento angular, e sua descoberta desempenhou um papel decisivo no nascimento e posterior evolução da mecânica quântica . Além disso, é uma das constantes fundamentais que definem a constante de estrutura fina ou constante de Sommerfeld . [2]
Seu nome vem de Max Planck , que o introduziu em 1900 após estudos sobre o espectro de radiação do corpo negro .
Valor
O valor da constante de Planck é considerado livre de erros, uma vez que, a partir de 20 de maio de 2019, é a constante usada para definir o quilograma . [3] O valor escolhido é: [4]
A expressão aparece com frequência no tratamento matemático , comumente indicado para conveniência de escrever com e chamado " cut ", ou constante de Planck reduzida ou constante de Dirac , que é: [5]
Quantização de quantidades físicas
A constante de Planck está ligada à quantização das grandezas dinâmicas que caracterizam o estado da matéria no nível microscópico, ou seja, das partículas que constituem a matéria e a luz: elétrons , prótons , nêutrons e fótons . Por exemplo, energia transportado por uma onda eletromagnética com frequência constante ele só pode assumir valores iguais a: [6]
Às vezes é mais conveniente usar a velocidade angular , isso dá:
No caso de um átomo, a quantização do momento angular determina no espectro de emissão atômica linhas de emissão correspondentes a uma série de números quânticos . Dado o momento angular total de um sistema com invariância rotacional e momento angular medido ao longo de qualquer direção, essas quantidades só podem assumir valores
Portanto pode ser chamado de "quantum de momento angular".
Indeterminação
A constante de Planck também entra no limite de precisão na determinação dos valores de pares de variáveis como Energia-Tempo e Posição-Momentum de acordo com o princípio da incerteza de Heisenberg . A incerteza na medição da posição e a incerteza na medição do momento ao longo da mesma direção, , são de fato limitados pela relação: [7]
- .
No entanto, as relações de incerteza representam médias estatísticas cujos valores derivam de um grande número de medições [8] . Portanto, deve-se notar que uma verificação mais detalhada mostra a relação [9] :
Observação
- ^ Gianpaolo Parodi, Marco Ostili, Guglielmo Mochi Onori, The Evolution of Physics (Volume 3) , Paravia, 2006, ISBN 88-395-1611-5 . p.429
- ^ (EN) Nicola Manini, Introdução à Física da Matéria, Springer , 2014, ISBN 978-3-319-14381-1 . p.5
- ^ BIPM - unidades de medida , em www.bipm.org . Recuperado em 23 de julho de 2019 (arquivado do original em 23 de dezembro de 2018) .
- ^ Constantes físicas fundamentais de NIST , em physics.nist.gov . Recuperado em 23 de julho de 2019 .
- ^ David J. Griffiths, Introdução à mecânica quântica , Ambrosiana Publishing House, 2015, ISBN 978-88-08-08747-8 . p.2
- ^ Gianpaolo Parodi, Marco Ostili, Guglielmo Mochi Onori, The Evolution of Physics (Volume 3) , Paravia, 2006, ISBN 88-395-1611-5 . p.453
- ^ Paolo Mazzoldi, Massimo Nigro, Cesare Voci, Physics (Volume II) , EdiSES Editore, 2001, ISBN 88-7959-152-5 . p.717
- ^ Caforio - Ferilli, PHYSICA 2000, átomos, núcleos e partículas .
- ^ Singh, Modern Physics for Engineers .
Bibliografia
- Paolo Silvestroni, Fundamentals of chemical , 10th ed., CEA, 1996, ISBN 88-408-0998-8 .
Itens relacionados
links externos
- ( EN ) A constante de Planck , na Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
- ( EN ) IUPAC Gold Book, "Planck constant" , em goldbook.iupac.org .
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