加载中…
个人资料
学习学习再学习20160601
学习学习再学习201
60601
  • 博客等级:
  • 博客积分:0
  • 博客访问:6,362
  • 关注人气:4
  • 获赠金笔:0支
  • 赠出金笔:0支
  • 荣誉徽章:
相关博文
推荐博文
正文 字体大小:

精细结构常数的内涵

(2017-01-13 17:26:33)
标签:

教育

相对论

文化

量子理论

 

                

 

                 精细结构常数的内涵

                                       

                 深圳宏源清实业有限公司 深圳市  518004           

                        

摘要:精细结构常数是物理学中一个很重要的常数,该常数的特点体现为无量纲数(常用希腊字母α表示)。

关键词:精细结构常数真空磁导率真空介电常数

                 The Connotation of Fine Structure

               Hu Liang

     SHENZHEN HONGYUANQING INDUSTRIAL CO., LTD. SHENZHEN 518004

                        

Abstract: Fine structure constants are a very important constant in physics, which is characterized by the dimensionless number (commonly used in the Greek alphabet α).

Key words: fine structure constant, vacuum permeability, and dielectric permittivity

 

1.精细结构常数

  精细结构常数是物理学中一个很重要的常数,该常数的特点体现为无量纲数(常用希腊字母α表示)。精细结构常数表达电子运动速度和光速的比值,计算公式为 α=e^2/(4πε0cħ)(其中e是电子的电荷,ε0 表达真空介电常数, ħ表达约化普朗克常数,c 表达真空中的光速)。

2.真空磁导率(μ0)及真空介电常数 ε0

  磁介质磁感应强度B与磁场强度H之比就是磁导率μ,即μ=dB/dH;实践中,使用磁介质的相对磁导率(μr),其定义磁导率μ真空磁导率(μ0)之比,即μr=μ/μ0

而,真空介电常数 ε0与真空背景周期成正比.

  麦克斯韦方程中,真空中真空介电常数 ε0真空磁导率(μ0)的乘积的开方等于光波的速度光速C),而这两个导通率在实验上被检测为常数,所以乘积的开方也是常数,可见光C)也是常数。

3真空磁导率(μ0)及真空介电常数 ε0)的量纲

根据能量特征常数理论,

动能Ek的量纲[L^(3)T^(0)]*[L^(2)T^(-2)]*[L^(0)T^(-1)]或[L^(3)T^(-1)]*[L^(2)T^(-2)]*[L^(0)T^(0)]

  势能Ep)的量纲[L^(3)T^(0)]*[L^(2)T^(-2)]*[L^(1)T^(0)]或[L^(3)T^(-1)]*[L^(3)T^(-1)]*[L^(0)T^(0)]

  能量E)的量纲[L^(3)T^(0)]*[L^(2)T^(-2)]*[L^(1)T^(-1)]

  [L^(3)T^(-1)]*[L^(2)T^(-2)]*[L^(1)T^(0)]

       可见:     [E^(2)]/C=Ek*Ep.   E^(2=Ek*Ep*C

         Ek=[Ep*C]/[E^(2] Ep =[Ek*C]/[E^(2]

第一:万有引力常数的推导,

 牛顿定理的量纲分析,

惯性体系的量纲[L^(3)T^(-1)]*[L^(1)T^(-2)]*[L^(2)T^(0)]

量纲[L^(3)T^(-1)]体现为质量,用m表达。量纲[L^(3)T^(-1)]*[L^(1)T^(-2)]体现为万有引力,用F表达。量纲[L^(2)T^(0)]体现为两个惯性体系之间距离的平方,用L^(2)。万有引力常数用G表达。

        万有引力公式          F=G*(m1*m2)/L^(2)

从量纲来看,[L^(3)T^(-1)]*[L^(1)T^(-2)]=G*{[L^(3)T^(-1)]*[L^(3)T^(-1)]}/L^(2)

因此,可推导出,G的量纲是t^(-1)。

   C=ν*λ=(1/t)*λ=νpp=(1/tp)*λp,其中C表达真空中的光速,ν表达频率,λ表达波长,t表达时间,νp表达普朗频率(能量最大的频率),tp表达普朗克时间(能量最小的时间),λp表达最小的波长(等价于最小的普朗克长度Lp)。

可见,G的实际大小是:νp1/tp

第二 类比万有引力常数推导真空磁导率(μ0)及真空介电常数 ε0)的量纲

对于第一个惯性体系,其势能的量纲是[L^(3)T^(0)]*[L^(2)T^(-2)]*[L^(1)T^(0)]

对于第二个惯性体系,其势能[L^(3)T^(0)]*[L^(2)T^(-2)]*[L^(1)T^(0)]

 在真空状态下,两个惯性体系之间的普朗克常数(h),

h=[L^(3)T^(0)]*[L^(2)T^(-2)]

  =[fp^(2)]*{[L^(3)T^(0)]*[L^(3)T^(0)]}/[L^(1)T^(0)]

可见:fp^(2)的量纲是[L^(0)T^(-2)]等于(1/tp^(2).其中,量纲tp表达最小的普朗克时间。量纲fp表达最大的普朗克频率。

    真空介电常数ε0)等价于tp^(2).

因为:C^(2)=1/(ε0*μ0)可见:真空磁导率(μ0的量纲是[L^(-2)T^(0)],即1/[λp^(2)].其中,量纲λp表达最小的普朗克长度。

  明白了真空介电常数 ε0)的量纲,自然就了解精细结构常数的内涵。

 

 

 

0

阅读 评论 收藏 转载 喜欢 打印举报/Report
  • 评论加载中,请稍候...
发评论

    发评论

    以上网友发言只代表其个人观点,不代表新浪网的观点或立场。

      

    新浪BLOG意见反馈留言板 电话:4000520066 提示音后按1键(按当地市话标准计费) 欢迎批评指正

    新浪简介 | About Sina | 广告服务 | 联系我们 | 招聘信息 | 网站律师 | SINA English | 会员注册 | 产品答疑

    新浪公司 版权所有