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第一OO篇 揭秘卜朗克常数 1 ——量子论第十问题的解答 一、小引 霍布森教授说：今天我们仍然不知道为什么卜朗克常数是h 这个很小的特定的值？为什么光速是C 这个很大的特定的值？（参见该书P329），这就是量子论的第十问题，本篇先讨论卜朗克常数。 有了前面 第九十八篇 宏观世界的量子、第九十九篇 微观世界的量子 两篇文章的铺垫，回答这一问题就自然了。 二、黑体光辐射与卜朗克常数 卜朗克研究黑体热辐射时，发现辐射能量E不连续，有最小能量单元h ；不管辐射或吸收都取h的整数倍，这倍数即频率f ，得黑体热辐射能公式：E=hf .式中能量E指热辐射的动能，其单位为克·（厘米2/ 秒2），卜朗克常数写为h = 6.63·10—27克·（厘米2/ 秒2）/赫兹。后来大家都知道，黑体热辐射其实就是黑体光辐射，以下皆称黑体光辐射。 当频率f = 1赫兹，黑体光辐射的能量即是能量子，亦即能量的、最小的、基本的单位，记为：h。= 6.63·10—27克·（厘米2/ 秒2），能量子h。中的“克”代表物质，“厘米”代表空间，“秒”代表时间。它提示我们：辐射的能量，或微观粒子的能量之所以一定是量子化的，其原因在于物质、空间和时间等三大基本要素都一定是量子化的，卜朗克常数是微观物质在量子化时空舞台上的表象。 经过前面十来篇文章的讨论，我们现在已经知道：时间、空间、物质、能量、等等，都是量子化的了。 三、黑体光辐射的质量量子 如前所述，频率为f = 1赫兹，能量为h。的黑体光辐射，是一个能量子。此能量子有一个对应的质量，记为 m°并可由下式计祘： 按公式 E= h。f 和 E = m° C 2 ， 可得： m° = h。 f / C 2 = 0.737 x 10—47 克 定义m°为辐射能的质量子。这样一来，黑体光辐射除了有一个能量子标签 h。外，还有一个质量子标签 m°了。 第一OO篇 揭秘卜朗克常数 2 ——时空量化规则定律 四、时空量化规则定律 我们在 “第八十五篇 量子论第一问题的解答” 的文章中已经指出：“辐射的能量，或微观粒子的能量之所以一定是量子化的，原因在于物质、空间和时间三大基本要素都一定是量子化的。卜朗克常数是微观物质在量子化时空舞台上的一种精彩表象。” 我们在 “第九十八篇 宏观世界的量子（之一）”的文章中又指出：“由于微观粒子经常会出现于宏观世界，从而使两个世界的量子化问题发生混淆，一定要特别注意区别。” 在这里还要进一步指出：由黑体辐射出来的光子，当它一但离开原子内部的那个微观世界，进入宏观世界的自由时空，它就必须立即遵守宏观世界的时空量化规则。 同样，光子一但从宏观世界的自由时空进入原子内部的那个微观世界，它就必须立即遵守微观世界的时空量化规则。 这就是时空量化规则定律 。 第一OO篇 揭秘卜朗克常数3 ————共同能量子定律 五、共同能量子定律 在宏观世界的量子化时空之中，一个单位能量L与宏观世界的空间量子D。的平方成正比，与宏观世界的时间量子T。的平方成反比，与黑体光辐射的质量子m° 成正比。数学表示为： 单位能量 L = K。（ D。2 / T。2）m° 式中K。为系数。 单位能量 L 可称为宏观世界的能量子。 现将，黑体光辐射的质量子 m° = 0.737 x 10—47克 宏观世界的空间量子 D。≈ 1.058x10—8厘米 宏观世界的时间量子 T。≈ 1.107x 10—18秒 代入上式，并令K。= π2 ，可得： L ≈ 6.63 x 10—27 克 厘米2 / 秒2 显然，L ≈ h。 ；好了，现在可以高兴地说，以上定性的计祘能够证明：卜朗克常数确实是微观粒子在宏观世界量子化时空中的表象，卜朗克常数是由微观世界和宏观世界两方面的量子化共同决定的。卜朗克常数大约相当于宏观世界量子化时空之中的1个单位能量L ，这就是卜朗克常数的秘底。 若在微观世界，就需遵守微观世界的时空量化规则，将d。、τ。、m° 代入上式，仍令 K=π2 ，仍有 L ≈ h。； 所以，卜朗克常数既是宏观世界的能量子，也是微观世界的能量子。这就是共同能量子定律。 （转载自张天健_560） (责任编辑：admin) |