constante de Planck

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La constante de Planck , también llamada cuanto de acción e indicada con , es una constante física que representa la acción más pequeña o elemental posible. Determina que la energía y las cantidades físicas fundamentales ligadas a ella no evolucionan continuamente, sino que se cuantifican , es decir, solo pueden asumir múltiples valores de esta constante. [1]

La constante de Planck tiene las dimensiones de una energía por un tiempo y en el sistema de unidades de medida de unidades atómicas compone la unidad de medida del momento angular . Permite la cuantificación de cantidades como la energía , el momento y el momento angular, y su descubrimiento jugó un papel decisivo en el nacimiento y posterior evolución de la mecánica cuántica . Además, es una de las constantes fundamentales que definen la constante de estructura fina o constante de Sommerfeld . [2]

Toma su nombre de Max Planck , quien lo introdujo en 1900 tras estudios sobre el espectro de radiación del cuerpo negro .

Valor

Se asume que el valor de la constante de Planck está libre de errores ya que, a partir del 20 de mayo de 2019, es la constante utilizada para definir el kilogramo . [3] El valor elegido es: [4]

La expresión aparece con frecuencia en el tratamiento matemático , comúnmente indicado para la conveniencia de escribir con y nombrado " cut ", o constante de Planck reducida o constante de Dirac , que es: [5]

Cuantificación de cantidades físicas

Icono de lupa mgx2.svg El mismo tema en detalle: Cuantización (física) .

La constante de Planck está ligada a la cuantificación de las cantidades dinámicas que caracterizan el estado de la materia a nivel microscópico, es decir, de las partículas que componen la materia y la luz: electrones , protones , neutrones y fotones . Por ejemplo, energia transportado por una onda electromagnética con frecuencia constante solo puede asumir valores iguales a: [6]

A veces es más conveniente utilizar la velocidad angular , eso da:

En el caso de un átomo, la cuantificación del momento angular determina en el espectro de emisión atómica las líneas de emisión correspondientes a una serie de números cuánticos . Dado el momento angular total de un sistema con invariancia rotacional e momento angular medido a lo largo de cualquier dirección dada, estas cantidades solo pueden asumir valores

Por lo tanto se le puede llamar "cuanto de momento angular".

Indeterminación

Icono de lupa mgx2.svg El mismo tema en detalle: el principio de incertidumbre de Heisenberg .

La constante de Planck también entra en el límite de precisión al determinar los valores de pares de variables como Energía-Tiempo y Posición-Momento de acuerdo con el principio de incertidumbre de Heisenberg . La incertidumbre en la medición de la posición. y la incertidumbre al medir el impulso en la misma dirección, , están de hecho vinculados por la relación: [7]

.

Sin embargo, las relaciones de incertidumbre representan promedios estadísticos cuyos valores se derivan de un gran número de mediciones [8] . Por tanto, cabe señalar que una verificación más detallada muestra la relación [9] :

Nota

  1. ^ Gianpaolo Parodi, Marco Ostili, Guglielmo Mochi Onori, La evolución de la física (Volumen 3) , Paravia, 2006, ISBN 88-395-1611-5 . p.429
  2. ^ (EN) Nicola Manini, Introducción a la física de la materia, Springer , 2014, ISBN 978-3-319-14381-1 . p.5
  3. ^ BIPM - unidades de medida , en www.bipm.org . Recuperado el 23 de julio de 2019 (archivado desde el original el 23 de diciembre de 2018) .
  4. ^ Constantes físicas fundamentales de NIST , en physics.nist.gov . Consultado el 23 de julio de 2019 .
  5. ^ David J. Griffiths, Introducción a la mecánica cuántica , Ambrosiana Publishing House, 2015, ISBN 978-88-08-08747-8 . p.2
  6. ^ Gianpaolo Parodi, Marco Ostili, Guglielmo Mochi Onori, La evolución de la física (Volumen 3) , Paravia, 2006, ISBN 88-395-1611-5 . p.453
  7. ^ Paolo Mazzoldi, Massimo Nigro, Cesare Voci, Física (Volumen II) , EdiSES Editore, 2001, ISBN 88-7959-152-5 . p.717
  8. ^ Caforio - Ferilli, PHYSICA 2000, Átomos, núcleos y partículas .
  9. ^ Singh, Física moderna para ingenieros .

Bibliografía

  • Paolo Silvestroni, Fundamentos de química , 10ª ed., CEA, 1996, ISBN 88-408-0998-8 .

Artículos relacionados

enlaces externos

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