普朗克常數:物理常數-中文百科頻道

概念釋義

定義

普朗克常數記為，是一個物理常數，用以描述量子大小。在量子力學中占有重要的角色，馬克斯·普朗克在1900年研究物體熱輻射的規律時發現，隻有假定電磁波的發射和吸收不是連續的，而是一份一份地進行的，計算的結果才能和試驗結果是相符。這樣的一份能量叫做能量子，每一份能量子等于hv，v為輻射電磁波的頻率，h為一常數，叫普朗克常數數值

約為：=6.62606957(29)×10^（-34）J·s其中能量單位為焦（J）。

若以電子伏特(eV)·秒(s)為能量單位則為=4.13566743(35)×10^（-15）eV·s

普朗克常數的物理單位為能量乘上時間，也可視為動量乘上位移量：{牛頓(N)·米(m)·秒(s)}為角動量單位

由于計算角動量時要常用到/2π這個數，為避免反複寫2π這個數，因此引用另一個常用的量為

約化普朗克常數（reduced Planck constant)，有時稱為狄拉克常數(Dirac constant)，紀念保羅·狄拉克：=/(2π)

約化普朗克常量（又稱合理化普朗克常量）是角動量的最小衡量單位。

其中π為圓周率常數，約等于3.14，(這個上有一條斜杠)念為"h拔"。

普朗克常數用以描述量子化，微觀下的粒子，例如電子及光子，在一确定的物理性質下具有一連續範圍内的可能數值。例如，一束具有固定頻率的光，其能量可為：Ek=

有時使用角頻率=2π：

許多物理量可以量子化。譬如角動量量子化。為一個具有旋轉不變量的系統全部的角動量，z為沿某特定方向上所測得的角動量。因此，可稱為"角動量量子"。

普朗克常數也使用于海森堡不确定原理。在位移測量上的不确定量（标準差）Δ，和同方向在動量測量上的不确定量Δ ，有一定關系。還有其他組物理測量量依循這樣的關系，例如能量和時間。

應用

物理學中的一個常量數值，常用于計算：1.=⊃2;.Ek=

理論提出

演講

普朗克演講的内容是關于物體熱輻射的規律，即關于一定溫度的物體發出的熱輻射在不同頻率上的能量分布規律。普朗克對于這一問題的研究已有6個年頭了，今天他将公布自己關于熱輻射規律的最新研究結果。

普朗克首先報告了他在兩個月前發現的輻射定律，這一定律與最新的實驗結果精确符合（後來人們稱此定律為普朗克定律）。然後，普朗克指出，為了推導出這一定律，必須假設在光波的發射和吸收過程中，物體的能量變化是不連續的，或者說，物體通過分立的跳躍非連續地改變它們的能量，能量值隻能取某個最小能量元的整數倍。

為此，普朗克還引入了一個新的自然常數h=6.626196×10^-34J·s（即6.626196×10^（-27）erg·s，因為1erg=10^（-7）J）。

這一假設後來被稱為能量量子化假設，其中最小能量元被稱為能量量子，而常數h被稱為普朗克常數。

于是，在一次普通的物理學會議上，在與會者們的不經意間，普朗克首次指出了熱輻射過程中能量變化的非連續性。今天我們知道，普朗克所提出的能量量子化假設是一個劃時代的發現，能量子的存在打破了一切自然過程都是連續的經典定論，第一次向人們揭示了自然的非連續本性。普朗克的發現使神秘的量子從此出現在人們的面前，它讓物理學家們既興奮，又煩惱，直到今天。

理解

物體通過分立的跳躍非連續地改變它們的能量，但是，怎麼會這樣呢？物體能量的變化怎麼會是非連續的呢？根據我們熟悉的經典理論，任何過程的能量變化都是連續的，而且光從光源中也是連續地、不間斷地發射出來的。

沒有人願意接受一個解釋不通的假設，尤其是嚴肅的科學家。因此，即使普朗克為了說明物體熱輻射的規律被迫假設能量量子的存在，但他内心卻無法容忍這樣一個近乎荒謬的假設。他需要理解它！就象人們理解牛頓力學那樣。

于是，在能量量子化假設提出之後的十馀年裡，普朗克本人一直試圖利用經典的連續概念來解釋輻射能量的不連續性，但最終歸于失敗。

1931年，普朗克在給好友伍德（Willias Wood）的信中真實地回顧了他發現量子的曆程，他寫道，“簡單地說，我可以把這整個的步驟描述成一種孤注一擲的行動，因為我在天性上是平和的、反對可疑的冒險的，然而我已經和輻射與物質之間的平衡問題鬥争了六年（從1894年開始）而沒有得到任何成功的結果。我明白，這個問題在物理學中是有根本重要性的，而且我也知道了描述正常譜（即黑體輻射譜）中的能量分布的公式，因此就必須不惜任何代價來找出它的一種理論诠釋，不管那代價有多高。”

1919年，索末菲在他的《原子構造和光譜線》一書中最早将1900年12月14日稱為“量子理論的誕辰”，後來的科學史家們将這一天定為了量子的誕生日。