Constante de Planck

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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

Ícone da lupa mgx2.svg O mesmo tópico em detalhes: Quantização (física) .

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

Ícone da lupa mgx2.svg O mesmo tópico em detalhes: o princípio da incerteza de Heisenberg .

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

  1. ^ Gianpaolo Parodi, Marco Ostili, Guglielmo Mochi Onori, The Evolution of Physics (Volume 3) , Paravia, 2006, ISBN 88-395-1611-5 . p.429
  2. ^ (EN) Nicola Manini, Introdução à Física da Matéria, Springer , 2014, ISBN 978-3-319-14381-1 . p.5
  3. ^ BIPM - unidades de medida , em www.bipm.org . Recuperado em 23 de julho de 2019 (arquivado do original em 23 de dezembro de 2018) .
  4. ^ Constantes físicas fundamentais de NIST , em physics.nist.gov . Recuperado em 23 de julho de 2019 .
  5. ^ David J. Griffiths, Introdução à mecânica quântica , Ambrosiana Publishing House, 2015, ISBN 978-88-08-08747-8 . p.2
  6. ^ Gianpaolo Parodi, Marco Ostili, Guglielmo Mochi Onori, The Evolution of Physics (Volume 3) , Paravia, 2006, ISBN 88-395-1611-5 . p.453
  7. ^ Paolo Mazzoldi, Massimo Nigro, Cesare Voci, Physics (Volume II) , EdiSES Editore, 2001, ISBN 88-7959-152-5 . p.717
  8. ^ Caforio - Ferilli, PHYSICA 2000, átomos, núcleos e partículas .
  9. ^ Singh, Modern Physics for Engineers .

Bibliografia

Itens relacionados

links externos

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