Igre množenja i deljenja fizičkih konstanti - Svet fizike
Svet fizike

Igre množenja i deljenja fizičkih konstanti

by on Aug.12, 2015, under iz ugla Prof. dr Branislava Čabrića

Cabric

 

 

 

 

Prof. dr Branislav Čabrić

 

 

Igre množenja i deljenja fizičkih konstanti, koje možemo naći na kraju svakog boljeg udžbenika fizike, uvek su zanimljive. Na primer, ako e, me i c kombinujemo tako da dobijemo dimenziju dužine

1

 

možemo se pitati šta predstavlja ta dužina.

Poznato je da je sopstvena elektrostatička energija kugle čije je ukupno površinsko naelektrisanje e i poluprečnik R

4

Da bi odredili sopstvenu elektrostatičku energiju elektrona potrebno je znati njegov poluprečnik. Međutim, za sada još ne postoji teorija koja bi nam rekla koliki je poluprečnik elektrona.
O tome možemo samo nagađati i jedan, nazovimo ga, klasičan način, bio bi da elektron posmatramo kao kuglicu poluprečnika r0 i čisto električne prirode, što znači da važi relacija

5

odakle sledi klasični poluprečnik elektrona

6

Ovaj primer pokazuje da možemo očekivati da će neke kombinacije tih konstanata imati očigledno objašnjenje, a druge neće.

U atomskoj fizici se pojavljuju konstante e, me, c i Plankova konstanta h = 6,626·10-34 J·s (odnosno ћ = h/2π = 1,054·10-34 J·s).

Njihove bezdimenzionalne kombinacije su za fiziku od posebnog značaja. Znamo da e2/r0 ima dimenziju energije,
što znači da e2 ima, dimenziju proizvoda energije i dužine. Ako podelimo e2 sa ћ dobićemo

7

Jedna od važnih brzina u fizici je očigledno brzina svetlosti c. Tako deljenjem e2/ ћ sa c dobijamo važnu bezdimenzionalnu veličinu, koja se obično označava sa α

8

i nosi naziv konstanta fine strukture. Razlog za taj naziv je istorijski a povezan je sa cepanjem spektralnih linija. Mi ne znamo zašto α ima baš tu vrednost, niti da li je to nešto što se ikada može odrediti iz teorije.

Može se dobiti čitav niz važnih veličina, koje imaju dimenziju dužine ako podelimo klasični radijus elektrona sa nekim stepenom od α. Tako dobijamo da je

11

Komptonova [Compton, Arthur Holly, 1892-1962] talasna dužina. Druga važna dužina je Borov [Bohr , Niels (Henrik David), 1885-1962] radijus osnovnog stanja atoma vodonika, koji se dobije kao

12

Da bi videli važnost Borovog radijusa za modernu fiziku vratimo se malo u istoriju. U devetnaestom veku ljudi su znali sasvim dobro da atomi postoje. Znali su da odrede njihov broj i približno njihovu veličinu (iz broja atoma u poznatoj zapremini čvrste ili tečne supstance).
Veličina atoma je tada bila samo broj.
Najveći doprinos kvantne teorije bilo je povezivanje veličine atoma sa univerzalnim konstantama fizike, kao što su e,
mi ћ u jedan izraz danas poznat kao Borov radijus [1].

LITERATURA

[1] Martinis, M., Matematičko- fizički list, br . 1, 10-14 (1973-74).

Prof. dr Branislav Čabrić

Prorodno-matematički fakultet, Kragujevac,

e-mail: branko.cabric@gmail.com

Share

Leave a Reply

Looking for something?

Use the form below to search the site:

Still not finding what you're looking for? Drop a comment on a post or contact us so we can take care of it!

preporučite nas

Share