Constanta lui Planck poate fi scrisă ca 6,63 x 10 ^ -34 Js sau 4,14 x 10 ^ -15 eV-uri nu? Dar cum aleg pe care Ar trebui să descopăr un răspuns la o întrebare?
Comentarii
- bine, care depinde doar de unitățile pe care le ' folosiți pentru celelalte cantități și unitățile în care doriți să vă exprimați rezultatul. Cum știți dacă utilizați m / s sau km / h într-o problemă de mecanică?
Răspuns
Întrebarea dvs. nu este în primul rând despre constanta lui Planck, ci despre semnificația și utilizarea unităților în fizică. Acolo ar trebui să vă concentrați energia intelectuală pentru a rezolva această întrebare. Poate credeți că sunteți familiarizați cu unitățile, dar cred că întrebarea dvs. sugerează că ar trebui să încercați să vă familiarizați și mai mult.
Vă recomand să vă întoarceți mai întâi la câteva exemple foarte simple de unități și apoi să generalizați treptat până când îl veți „obține” cu adevărat, unde vreau să spun că l-ați înțeles pe deplin, până la punctul în care intuiția și instinctele dvs. se aliniază cu facultatea ta de raționament.
Deci, un exemplu simplu ar fi cumpărarea bananelor. Să presupunem, de dragul argumentului, că supermarketul vinde banane în grupuri de 5. Se stabilește că fiecare grămadă de banane are 5 banane. Apoi putem măsura numărul de fructe, fie în banane, fie în ciorchini.
1 banană = 0,2 ciorchini
12 banane = 2,4 ciorchini
2 ciorchini = 10 banane
etc.
Întrebarea dvs. despre constanta lui Planck este ca și cum cineva vă dă o cutie cu fructe și cere calcule care să conțină conținutul cutiei și vă întrebați „ar trebui să folosesc banane sau ciorchini atunci când fac calcule și raportări rezultate? „Răspunsul este că utilizați ceea ce este mai convenabil.
Dar, din moment ce energia este mai puțin familiară decât fructele, voi scrie ceva mai mult pentru a lucra la exemplul de electron volți.
Am putea merge alături de alte exemple familiare, cum ar fi distanța care poate fi măsurată în metri, mile, inci, milimetri etc. și timpul care poate fi măsurat în secunde, ore, nanosecunde etc. I Sunt sigur că toate acestea sunt destul de familiare. Din acestea se pot construi unități de viteză — nu doar metrii familiari pe secundă și mile pe oră, ci și toate celelalte combinații, cum ar fi inci pe an și lucruri de genul acesta. Ideea este că, deși factorii de conversie sunt adesea numere reale, mai degrabă decât raporturi simple de numere întregi, toate acestea implică în mod fundamental aceeași idee ca și exemplul meu original de banane și ciorchini.
Acum ajungem la electron-volți. Primul lucru este să fie clar că electronul-volt este o unitate de energie. Nu este o încărcare sau o tensiune sau un timp sau o banană, ci o energie. Apoi, utilizând definiția (prima linie de mai jos), puteți începe să lucrați cu ea:
$$ \ begin {array} {rcl} 1 \ mbox { electron-volt} & = & 1.60218 \ times 10 ^ {- 19} \ mbox {joules} \\ 12 \ mbox {electron -volt} & = & 12 \ times 1.60218 \ times 10 ^ {- 19} \ mbox {joules} \\ & = & 1.92261 \ times 10 ^ {- 18} \ mbox {joules} \\ 1 \ mbox {joule} & = & 6.24151 \ times 10 ^ {18} \ mbox {electron-volts} \\ etc. \ end {array} $$
În cele din urmă, voi oferi câteva sfaturi pentru a reduce la minimum șansa de a face greșeli.
- Deoarece unitățile SI sunt familiare, este adesea util să puneți totul în unitățile SI în timpul unui calcul și apoi să le convertiți la orice alte unități doriți chiar la final.
- Cu toate acestea, aceasta nu este întotdeauna cea mai bună politică. Cred că fiecare dintre noi descoperim, prin calcularea multor exemple, când utilizarea unor alte unități devine mai convenabilă.
- Ori de câte ori un grup de factori dintr-o ecuație dă un rezultat general care este adimensional, atunci puteți calcula acel grup pe cont propriu folosind unitățile pe care le considerați convenabile.
Răspundeți
Când aveți dubii, folosiți întotdeauna unități SI (sau unități derivate SI ). Apoi se pot conecta valorile în formulă și se obține rezultatul corect în unități SI (sau unitatea derivată din SI corespunzătoare mărimii fizice).
Unitățile SI pentru constanta Planck sunt Js.
Cealaltă formă (cu eV) este acolo pentru comoditate și poate fi utilizată dacă se urmărește unitățile. De exemplu. relația de frecvență a energiei
$ E = h \ nu $
va da apoi $ E $ în unități de $ eV $ în loc de $ J $ ( Unitatea SI).Unitatea eV există deoarece atunci când se lucrează cu fotoni optici, valorile numerice pentru energia fotonică în eV sunt numere în ordinea $ 1 $ , care este mai convenabil să lucreze cu.