圆周率真没有尽头吗?物理学上存在最短的普朗克长度,不矛盾吗?

至1949年,计算机的出现使得π的计算效率得到飞跃,第一台电脑仅用了70小时就将π计算至2037位。此后,纪录不断被打破,计算公式也不断更新。2011年,日本人近藤茂利用家用电脑和云计算将π计算至10万亿位。2019年3月14日,谷歌日本员工EmmaHarukaIwao将π计算至31万亿位,虽然离普朗克长度对应的位数还有几个数量级,但...

解读宇宙中的最高温和最低温,为何无法突破温度的限制?

为计算普朗克温度,需将各项最大值代入,即粒子速度的最大值。目前,宇宙中速度最快的是光速,因此将光速c代入上述公式,可以得出包含普朗克质量(mp)、普朗克常数(h)、真空中的光速(c)、玻尔兹曼常数(k)以及万有引力常数(G)的式子,进而推算出普朗克温度。需要注意的是,普朗克温度仅在宇宙大爆炸瞬间出现,是通过各项...

物理版“开学第一课” — 有个物理常数居然和8月31日有关?

在同一篇文章中,普朗克还首次给出了这个辅助变量h(后来被称为普朗克常数)以及另一个常数k(就是著名的玻尔兹曼常数)的值这一结果与现代的结果相当接近。话说回来,普朗克的担忧不是没有道理的。事后人们发现,由于对理论理解不够深入,普朗克用错了公式,却得到了对的答案。有人说,好的理论家会算错偶数个正负号...

深度长文:真空中光速为何是每秒30万公里,是什么决定这个速度?

关于这一点,其实在麦克斯韦方程组推导出来的光速在真空中的公式也能看出来,真空中的光速只与真空的磁导率和介电常数有关。而真空中虚粒子的密度是恒定的,不会随着环境的改变而发生变化,甚至宇宙膨胀也不会引起虚粒子密度的改变,所以说光速是不变的,通过真空的磁导率和介电常数计算出来的这个不变的数值正好是每秒...

世界量子日|量子计算攻关,美国靠大厂中国靠谁?

世界量子日|量子计算攻关,美国靠大厂中国靠谁?4月14日是第四个世界量子日。为什么定在这个特殊的日子,与量子物理学的一个最为重要的基本常数——普朗克常数有关,它的前几位数字四舍五入后近似为“4.14”,因此,4月14日被来自65个以上国家的量子科学家选为世界量子日。一提到量子,许多网友喜欢说:“遇事不决...

探索| 物理学家的伟大贡献(中)

核心观点二:普朗克常数在普朗克的量子假说中,一个至关重要的概念是普朗克常数(h),它标志着量子大小的度量衡(www.e993.com)2024年11月10日。普朗克常数定义为6.62607015×10^-34J·s(焦耳·秒),它描述了量子世界中能量与频率之间的比例关系。普朗克常数的出现,使得我们能够量化微观世界的能量变化。在量子力学中,任何一份能量的变化都必须是...

爱因斯坦和固体量子论 | 于渌院士

对他自己提出的辐射率,普朗克给出了几个不同的推导,最多承认机械振子与辐射场交换能量时只能取hν的整倍数(ν是辐射场频率,h是普朗克常数),但辐射场本身是连续的波。爱因斯坦却认为,黑体辐射、光电效应、荧光等实验与经典力学和麦克斯韦经典电磁理论的矛盾是不可调和的。这篇论文中他从高频辐射场与理想气体熵的...

全面解读量子力学的“前世今生”,量子力学为何如此诡异?

普朗克在探索维恩公式和瑞利公式的统一时,提出了一个内插公式,与实际结果高度吻合,这迫使他寻求理论上的突破。然而,尽管他付出了巨大努力,仍无法直接从经典力学的普遍理论中推导出新的辐射定律。最终,他尝试利用玻尔兹曼的统计方法取得了成功,并计算出普适常数,后被称为普朗克常数,普朗克称之为“作用量子”,而能量的...

轰轰烈烈的量子力学革命,竟从一个默默无闻的小岛开始 | 墨子沙龙

取A为粒子位置,B为粒子动量(动量的定义要复杂很多,不过我们大致当成是质量乘以速度就好了),物理学家发现AB减去BA与普朗克常数成正比。为什么位置和动量的乘积不满足乘法交换律呢?先查看粒子的速度后查看位置,跟先查看位置后查看速度有什么区别?这种奇特的乘法规则能不借助电子轨道图景就解释清楚玻尔氢原子模型的结果吗...

验证原子能级量子化的里程碑:弗兰克—赫兹实验

(2)验证了普朗克提出的革命性黑体辐射能量公式E=hf,其中E为(某种谐振子)能量,h为普朗克常数,f为谐振子或电磁波频率。弗兰克和赫兹两人更进一步反向操作,他们利用测得的图1中的峰值间距(4.9V)和放电管周边测得的光谱线波长(253.6nm),实际订定出当时尚待精确测量的普朗克常数值。令人不禁赞叹的是,弗兰克和赫兹的...