Lorsque jutilise la constante de Planck ', comment savoir quand utiliser des électrons volts ou des joules?

Votre question ne concerne pas principalement la constante de Planck, mais la signification et l’utilisation des unités en physique. Cest là que vous devez concentrer votre énergie intellectuelle afin de résoudre cette question. Vous pensez peut-être que vous connaissez les unités, mais je pense que votre question suggère que vous devriez essayer de vous familiariser encore plus.

Je vous recommanderais de revenir dabord à quelques exemples très simples dunités, puis de généraliser progressivement jusquà ce que vous layez vraiment « compris », où je veux dire compris complètement, au point où votre intuition et vos instincts salignent avec votre faculté de raisonnement.

Donc, un exemple simple serait dacheter des bananes. Supposons, pour les besoins de largumentation, que le supermarché vend des bananes par groupes de 5. Il est convenu que chaque régime de bananes contient 5 bananes. Ensuite, nous pouvons mesurer le nombre darticles de fruits en bananes ou en régimes.

1 banane = 0,2 régime
12 bananes = 2,4 régimes
2 régimes = 10 bananes
etc.

Votre question sur la constante de Planck est comme si quelquun vous donnait une boîte de fruits et vous demandait des calculs impliquant le contenu de la boîte, et vous demandez « devrais-je utiliser des bananes ou des régimes pour faire des calculs et des rapports résultats? « La réponse est que vous utilisez ce qui est le plus pratique.

Mais comme lénergie est moins familière que les fruits, jécrirai un peu plus pour travailler à lexemple de lélectron. volts.

Nous pourrions aller à côté dautres exemples familiers tels que la distance qui peut être mesurée en mètres, miles, pouces, millimètres etc., et le temps qui peut être mesuré en secondes, heures, nanosecondes etc. I je suis sûr que tout cela est assez familier. À partir de celles-ci, on peut construire des unités de vitesse – pas seulement les mètres par seconde et les miles par heure familiers, mais aussi toutes les autres combinaisons telles que les pouces par an et des choses comme ça. Le fait est que bien que les facteurs de conversion soient souvent des nombres réels plutôt que de simples rapports dentiers, tout cela implique fondamentalement la même idée que mon exemple original de bananes et de régimes.

Nous arrivons maintenant aux électrons-volts. La première chose est dêtre clair que lélectron-volt est une unité dénergie. Ce nest pas une charge ou une tension ou un temps ou une banane mais une énergie. Ensuite, en utilisant la définition (la première ligne ci-dessous), on peut commencer à travailler avec:

$$ \ begin {array} {rcl} 1 \ mbox { électron-volt} & = & 1,60218 \ times 10 ^ {- 19} \ mbox {joules} \\ 12 \ mbox {électron -volt} & = & 12 \ fois 1,60218 \ fois 10 ^ {- 19} \ mbox {joules} \\ & = & 1,92261 \ fois 10 ^ {- 18} \ mbox {joules} \\ 1 \ mbox {joule} & = & 6,24151 \ fois 10 ^ {18} \ mbox {électron-volts} \\ etc. \ end {array} $$

Enfin, je vais offrir quelques conseils afin de minimiser les risques derreurs.

1. Étant donné que les unités SI sont familières, il est souvent utile de simplement tout mettre en unités SI lors dun calcul, puis de les convertir en toutes autres unités que vous aimez à la fin.
2. Cependant, ce nest pas toujours la meilleure politique. Je pense que nous découvrons chacun, par le calcul de nombreux exemples, quand lutilisation de certaines autres unités devient plus pratique.
3. Chaque fois quun groupe de facteurs dans une équation donne un résultat global sans dimension, alors vous pouvez calculer ce groupe seul en utilisant les unités qui vous conviennent.

En cas de doute, utilisez toujours Unités SI (ou Unités dérivées SI ). Ensuite, on peut insérer les valeurs dans la formule et obtenir le résultat correct en unités SI (ou lunité dérivée SI correspondant à la quantité physique).

Les unités SI pour la constante de Planck sont Js.

Lautre forme (avec eVs) est là pour plus de commodité et peut être utilisée si lon suit les unités. Par exemple. la relation de fréquence dénergie

$ E = h \ nu $

donnera alors $ E $ en unités de $ eV $ au lieu de $ J $ (le Unité SI).Lunité eV existe parce que lorsque vous travaillez avec des photons optiques, les valeurs numériques de lénergie des photons en eV sont des nombres de lordre de $ 1 $ , ce qui est plus pratique à utiliser.