关于基本物理常数的科学熟识(2)

　　量子物理学的入铺表明，普朗克常数h是量子物理学的首要常数，凡是触及量子效应的1切物理量都与它有关，h非但必定成为微观粒子运动特点的定量尺度，而且成为划分量子物理与经典物理的定量界线（正如C是划分相对于于论与非相对于于论的定量界线1样）。假设物理体系拥有作用量纲的物理量与h可比拟拟，则该体系的行径必须在量子力学的框架内描述；反之，假设物理体系拥有作用量纲的物理量弘遥于h，则经典物理学的规律就在足够的精确度对于该体系有效。普朗克常数h的深入含意以及首要地位，使之患上以跻身基本物理常数之列。
　　普朗克常数h的1个意外而有趣的含意在于，它是1个直接瓜葛到宇宙存在形势的基本常数。宇宙中广泛存在着有形的物质与辐射，此间的能量交流（如物体发光或者吸收光）遵从1条物理原理，即能量按自由度均分。假设不存在普朗克常数，即若h=0，则表明辐射与有形物质之间的能量交流可任意入行。由于辐射的自由度与频率的平方成正比，随着频率增高，辐射自由度在数目上是没有上限的。于是，辐射通过与有形物质的能量交流，将不断地从有形物质中吸取能量，终极导致有形物质的毁灭。因而，全部宇宙只剩下辐射，没有原子、分子，没有气体、液体、固体等，生命与人类固然无从谈及。幸而普朗克常数h不为零，辐射的能量是不连续的，存在着ε=hv的能量台阶，波长越短频率越高的辐射其能量台阶越高，在与有形物质的能量交流中越不起作用，相应的辐射自由度冻结，从而使有形物质与幅射的能量交流遭到限制，两者才能到达平衡，咱们这个宇宙才能以当今丰富多采的形势存在下往。
　　下面先容1下近代精确测量C以及h的法子。
　　测量真空中光速的精确法子是，直接测量激光的频率ν以及真空波长λ，由两者乘积患上出真空光C。一九七二年，通过测量甲烷谱线的频率与真空波长，患上出真空中光速为c＝二九九七九二四五八±一.二米/秒。一九八三年第一七届国际计量大会划定新的米定义为：“米是一/二九九七九二四五八秒的时间距离内光在真空中行程的长度。”由于光速是定义，不肯定度为零，从此再也不需要任何测量，收场了三00多年精密测量C的历史。
　　h首先由普朗克给出，普朗克运用黑体辐射位移定律中的Wien常数b与k（Boltzmann常数）、Ｃ、h的瓜葛，由b、k、Ｃ算出h，用试验法子测定h则始于Millikan，他运用光电效应的试验患上出h，近代精确测定h的法子是运用Josephson效应，这是超导体的1种量子效应。
　　一九00年，Thomson在总结以去几百年的物理学时指出：“在已经经基本建成的科学大厦中，后辈物理学家好像只要做1些零碎的修补工作就行了；然而，在物理学晴朗天空的遥处，还有两朵令人不安的乌云。”这两朵乌云就是当时没法解释的黑体辐射以及Michel-son—MOrley试验，正是它们诱发了物理学的深入变革，导致量子力学以及相对于于论的出生，与此同时出现了两个基本物理常数h以及C。
　　
　　参考文献
　　[一] [美]威切曼著，复旦大学物理系译，《量子物理学》，科学出版社，一九七八年
　　[二] [美]库珀著，杨基方、汲长松译，《物理世界》，海洋出版社，一九八一年
　　[三]马克思恩格斯全集，第三二卷。