معلومات عن ثابت بلانك

: “ثابت بلانك” هو ثابت فيزيائي يعبر عن الحركة الكهرومغناطيسية للفوتون، حيث يرتبط بتردد الطاقة التي يحملها الفوتون، ويتم تعريف الكيلوجرام بناء عليه. ويعتبر هذا الثابت أساسيا في ميكانيكا الكم وعلم القياس .

نشأة ثابت بلانك

في نهاية القرن التاسع عشر، لم يتمكن الفيزيائيون من تفسير سبب اختلاف طيف إشعاع الجسم الأسود بدقة. تم قياس هذا الاختلاف بدقة كبيرة في ذلك الوقت عند ترددات أعلى من تلك التي توقعتها النظريات الموجودة .

في عام 1900، اشتق ماكس بلانك صيغة للطيف المرصود بشكل تجريبي، حيث افترض أن المذبذب الكهربائي المشحون افتراضيا في تجويف يحتوي على إشعاع الجسم الأسود لا يمكن أن يتغير طاقته إلا بأقل زيادة تتناسب مع تردد الموجة الكهرومغناطيسية المرتبطة به .

في عام 1905، ربط ألبرت أينشتاين القيمة E بأدنى قيمة لعناصر طاقة الموجة الكهرومغناطيسية ، وهو ما أطلق عليه في النهاية اسم “الفوتون” بدلا من الموجة الكهرومغناطيسية. وحصل ماكس بلانك على جائزة نوبل في الفيزياء لعام 1918 تقديرا للخدمات التي قدمها في تطوير الفيزياء من خلال اكتشافه لطاقة الكمية .

العلاقة بين ثابت بلانك والتردد

نظرا لأن الطاقة والكتلة متساويان، يرتبط ثابت بلانك أيضا بالتردد. وفي عام 2017 تم قياس ثابت بلانك بدقة كافية من حيث الوحدات الأساسية، والتي كانت أساسية لمشروع استبدال النموذج الدولي للكيلوجرام، وهو أسطوانة معدنية عرفت الكيلوجرام منذ عام 1889. وتمت الموافقة بالإجماع على التعريف الجديد في المؤتمر العام للأوزان والمقاييس في 16 نوفمبر 201 .

تعريف ثابت بلانك

يتعلق ثابت بلانك بكمية الضوء والمادة، ويتم استخدام الإلكترون فولت كوحدة للطاقة المناسبة، ووحدة بيتاهيرتز كوحدة للتردد المناسب، وتعتمد أنظمة الوحدات الذرية جزئيًا على ثابت بلانك .

يُعدُّ ثابت بلانك من أصغر الثوابت المستخدمة في الفيزياء، ويُستخدَم لتوصيف الكوانتا، والتي تُعدُّ أصغر قيمة ممكنة للطاقة، وبالتالي، يلعب ثابت بلانك دورًا رئيسيًا في ميكانيكا الكم .

ثابت بلانك هو أصغر وحدة للطاقة مضروبة بوحدة الزمن، وهي الثانية. وبالتالي، يعد ثابت بلانك وحدة للشغل أو القدرة، حيث يمثل الجول في الثانية. إنه أصغر وحدة للشغل في الكون، حيث لا يوجد أقل منها. يلعب ثابت بلانك دورا أساسيا في السلوك الفيزيائي للمادة والطاقة، ويعتبر أحد العناصر الأساسية في خلق الكون، مثل الجاذبية والشحنة الأساسية وسرعة الضوء وغيرها .

طُرح مفهوم ثابت بلانك في البداية من قبل العالم ماكس بلانك لتفسير سلوك الإشعاع الكهرومغناطيسي للجسم الأسود، حيث يُعتبر الفرض الأساسي لقانون بلانك هو أن إصدار الإشعاع الكهرومغناطيسي من الجسم الأسود يمكن تمثيله عن طريق هزّ توافقي يتحرك بطاقة كمومية .

الاستخدام العلمي لثابت بلانك

يتم استخدام مفهوم الثابت البلانك لوصف الطاقة على مستوى الجزيئات الصغيرة، مثل الذرات والجزيئات والجسيمات الأولية مثل الإلكترونات والبروتونات. في هذا العالم الصغير، يختلف سلوك الطبيعة بشكل جذري عن سلوكها في العالم الكبير الذي يشمل الكواكب والنجوم والمجرات. في الأنظمة الكبيرة، يسيطر الجاذبية والقوى الكهرومغناطيسية على سلوك الطبيعة. أما في العالم الصغير، فيسود المفهوم الكمومي وتتغير الطاقة بشكل قفزات وغير مستمر .

يُعد كلًا من ثابت بلانك وسرعة الضوء في الفراغ وثابت الجاذبية من أهم الثوابت الطبيعية على الإطلاق، لأنها تحدد القوى الأساسية وكتلة الإلكترون وكتلة البروتون والشحنة الأولية لتشكيل الكون بأكمله، من النجوم والمجرات والكواكب وحتى الأرض التي نعيش عليها ونشأت عليها الحياة .