플랑크 상수는 어떻게 쓰이는 상수인지 궁금합니다.
플랑크 상수라는 것을 배웠는데
어떻게 발견된 상수이며 어떻게 활용하게 되는 것인지 알고 싶습니다. 플랑크 상수가 이용되는 공식도 알려주시면 감사하겠습니다.
안녕하세요. 아하의 전기전자 분야 전문가입니다.
플랑크 상수는 양자역학의 기초를 이루는 중요한 상수로, 에너지와 진동수 간의 관계를 나타내는 데 사용됩니다. 맥스 플랑크는 1900년에 흑체 복사를 설명하기 위한 모델을 연구하면서 이 상수를 발견했습니다. 이는 빛과 같은 입자가 불연속적인 에너지를 가질 수 있음을 제시하며, 에너지가 특정한 크기로 양자화된다는 개념을 처음 도입하게 되었죠. 플랑크 상수는 여러 공식에 사용되는데, 가장 유명한 것은 에너지와 진동수의 관계를 나타내는 E = hν입니다. 여기서 E는 에너지, h는 플랑크 상수, ν는 진동수입니다. 또 다른 중요한 공식으로는 양자역학의 슈뢰딩거 방정식에 등장합니다. 이처럼 플랑크 상수는 현대 물리학의 여러 이론과 계산에서 빠질 수 없는 핵심 요소로 활용됩니다.
안녕하세요. 김지호 과학전문가입니다.
플랑크 상수는 입자의 에너지와 드브로이 진동수의 비를 말합니다. 양자역학의 기본 상수 중 하나입니다. 이 상수를 도입한 물리학자 막스 플랑크의 이름을 땄습니다.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.
플랑크상수는 자연의 기본상수 가운데 하나로, 양자역학 현상의 크기를 나타낸다. 양자 효과를 고려해야 하는 모든 양에 나타난다. 독일의 물리학자 플랑크(M. Planck, 1858-1947)가 처음 사용하였다.
값
플랑크상수는 보통 기호
h
로 나타내며, 2018년 12월의 측정값은
h
= 6.626 070 040(81) x 10^{-34} J s 이다.1) 여기에서 (81)은 오차를 나타내는데, 마지막 두 자리 숫자의 표준편차를 나타낸다. 단위는 에너지 단위인 줄(Joule, J)과 시간 단위인 초(second, s)를 곱한 것이다. 2018년 제26차 국제도량형총회(Conference generale des poids et mesures, CGPM)에서 킬로그램을 재정의하면서, 플랑크상수의 값은 6.626 070 15 x 10-34 J s로 고정되었는데, 이 값은 2019년 5월 20일부터 공식 사용된다.
때때로 플랑크상수를 원주율의 두 배로 나눈 상수
ℏ
=
h
2
π
를 플랑크상수라고 하기도 하고, 또는 환산 플랑크상수(reduced Planck constant), 디랙상수(Dirac constant)라고 하기도 한다. 표기할 때는
h
에 가로줄을 그어 사용한다. 읽을 때는 영어로 에이치 바(h bar) 또는 독일어로 하 크베어(h quer)라고 읽는다. 환산 플랑크상수의 2018년 12월의 측정값은 1.054 571 800(13) x 10^{-34} J s이고, 2019년 5월 20일부터 사용되는 고정 값은 1.054 571 818 … x 10-34 J s이다.
사용예
가장 많이 사용되는 예는 다음과 같다. 플랑크가 1901년 흑체복사 실험을 설명하기 위하여 양자가설을 제시하였으며, 이때 광자 한개의 에너지는
E
=
h
f
=
h
c
λ
로 주어진다. 여기에서
f
는 광자의 진동수이며 같은 것을 광속
c
와 파장
λ
로 쓸 수도 있다. 아인슈타인이 1905년 광전효과를 설명하기 위하여 다시 양자가설을 제시하였고, 이 식이 다시 등장한다.
드브로이의 물질파에서도 플랑크상수가 쓰이며, 운동량이
p
=
h
λ
처럼 주어진다.
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.
플랑크 상수는 독일의 물리학자
막스 플랑크가 1900년에 흑체복사 문제를
설명하기 위해 도입한 상수입니다.
플랑크는 흑체복사의 실험 결과를
설명하기 위해서는 전자기파의 에너지가
연속적이지 않고 일정한 단위로 양자화되어야 한다는
사실을 발견했습니다.
이 단위가 바로 플랑크 상수입니다.
플랑크 상수는 다음과 같이 정의됩니다.
h = 6.62607015 × 10^-34 J⋅s
여기서
h: 플랑크 상수
J: 줄(Joule) 단위의 에너지
s: 초(second) 단위의 시간
플랑크 상수는 양자역학의
기본 상수
중 하나로 다음과
같은 다양한 분야에서 활용되고
있습니다.
플랑크 상수는 양자역학의 기본 방정식인
슈뢰딩거 방정식에 등장합니다.
슈뢰딩거 방정식은 물질파의 운동을
기술하는 방정식으로 플랑크 상수는 물질파의
에너지와 관련된 계수를 나타냅니다.
플랑크 상수는 광자의 에너지를
나타내는 공식인 플랑크의 에너지
방정식에 등장합니다.
플랑크의 에너지 방정식은 다음과
같이 정의됩니다.
E = hν
여기서
E: 광자의 에너지
h: 플랑크 상수
ν: 광자의 진동수
흑체복사의 에너지 분포
플랑크 상수는 흑체복사의 에너지 분포를
나타내는 공식인 플랑크의 법칙에 등장합니다.
플랑크의 법칙은 다음과 같이 정의됩니다.
Bν(T) = 8πhν^3/c^2 (e^hν/kT - 1)
여기서
Bν(T): 흑체복사의 에너지 분포
h: 플랑크 상수
ν: 광자의 진동수
T: 절대온도
c: 빛의 속도
플랑크 상수는 양자화를 설명하는 데
사용됩니다.
양자화는 에너지 입자수
위치 운동량 등 물리량이 일정한
단위로 존재하는
현상을 말합니다.
플랑크 상수는 이러한 양자화 현상을 나타내는
데 중요한 역할을 합니다.
이외에도 플랑크 상수는 양자역학의 발전에
중요한 역할을 했습니다.
플랑크 상수의 발견은 고전물리학의
패러다임을 바꾸는 계기가
되었으며 양자역학의 발전에 큰
기여를 했습니다.
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