加载中…精细结构常数在几种单位制中的不同表示
(2020-02-01 16:01:34)
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教育 |
在量子电动力学（QED）中，经常出现一个无量纲常数，它就是精细结构常数
α ≡ 
=1/137.03599913
高斯单位制 （Gaussian
units）（文献[3]） 是一种用于的计量单位 制度，属于公制，是从厘米-克-秒制衍生的，电磁单位系统中最常见的一种单位制。在高斯单位(Gauss)制中，精细结构常数表示为：
α= e2／c（参考文献[4]））
洛伦兹—亥维赛单位 (Heaviside—Lorentz）制（参考文献[3]） 是一种衍生自厘米-克-秒制的单位系统，主要用于电磁学领域。得名于荷兰物理学家亨德里克.洛伦兹与英国数学家奥利弗.亥维赛。与同是衍生自厘米-克-秒制的高斯单位制类似，在使用这种单位制时，电常数ε0及磁常数µ0并不在方程中出现，而是整合于相关的单位中。相对于国际单位制，洛伦兹-亥维赛单位制可以视作调整麦克斯韦方程组，归一ε0与µ0，转而在麦克斯韦方程组中使用光速c的结果。在洛伦兹—亥维赛单位制中精细结构常数表示为：
α= e2 ／4πc（参考文献[4]）
=1/137.03599913在量子电动力学中，任何电磁现象都可以用精细结构常数α的幂级数来表达。这样一来，精细结构常数就具有了全新的含义:它是电磁相互作用中电荷之间耦合强度的一种度量，或者说，它就是电磁相互作用的强度。精细结构常数α是光谱学和量子电动力学的基本常数之一,在量子场论中α是表征电磁相互作用强度的常数（参考文献[1]）。它最早出现在索末菲用狭义相对论对波尔模型的修正计算中（参考文献[2]），这一常数以不同的方式与基本电荷 e 在不同的单位制有着不同的表示。
这样就导致了在不同的文献出现了精细结构常数不同的表述。
参考文献：
[1]郭硕鸿.电动力学[M].北京：人民教育出版社，1982:288.
[2][美]保罗.A.蒂普勒，现代物理基础及其应用[M].
[3]百度百科https://baike.baidu.com/item/高斯单位制
[4][美]W.Greiner,J.Reinhardt.量子电动力学[M].马泊强，杨建军，徐德之，沈洪请，译.张启仁，审校.北京：北京大学出版社，2001:207.
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