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普朗克長度是怎么算出來的

時間:2024-11-29 23:37:28 瀏覽量:

1900年,德國物理學(xué)家普朗克脫離了經(jīng)典物理觀念的束縛,推導(dǎo)出了黑體輻射經(jīng)驗公式,

即在假定物質(zhì)輻射的能量不連續(xù)的情況下,它的能量只能是某一個最小能量的整數(shù)倍。這一理論的得出,開辟了物理學(xué)的一個新領(lǐng)域——量子力學(xué)。根據(jù)普朗克提出的量子學(xué)理論,科學(xué)家們得出了物理學(xué)上最小的距離單位普朗克長度。它由引力常數(shù)、光速和普朗克常數(shù)的相對數(shù)值決定,是物理學(xué)意義上最小的距離單位,在這一距離單位下,重力和時空不復(fù)存在,量子效應(yīng)占據(jù)支配地位。

它有意義的最小可測長度。普朗克長度由引力常數(shù)、光速和普朗克常數(shù)的相對數(shù)值決定,它大致等于1.6x10-35米,即1.6x10-33厘米,是一個質(zhì)子直徑的10^22分之一。

忽略掉2π等等的因子,普朗克質(zhì)量的意義大約是一個史瓦西半徑等同于康普頓波長的黑洞所帶有的質(zhì)量。 這黑洞的半徑大約是普朗克長度。

透過思想實驗闡明:想像要測量一個物體的位置,我們得用照在其上的光所得的反射。如果對它的位置要測到很高的精確度,我們必須用更短波長的光子,如此表示這些光子的能量會更高。如果這能量高到一個程度,原則上它們撞到物體時可以產(chǎn)生黑洞。這個黑洞可以“吞噬掉”光子而讓實驗失敗。通過簡單的量綱分析計算可發(fā)現(xiàn)當(dāng)測量物***置的精準(zhǔn)度達到普朗克長度以下,便會發(fā)生上述的問題。

這個思想實驗涉及到了廣義相對論與量子力學(xué)(主要指海森堡不確定原理),即是說結(jié)合了兩個理論來看,我們無法對位置做出比普朗克長度還要小、還要精確的測量。因此,在任何結(jié)合廣義相對論與量子力學(xué)的量子引力理論中,若在時間短于普朗克時間、距離小于普朗克長度的尺度下,我們傳統(tǒng)上對時間、空間的標(biāo)示將會全盤瓦解。

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