Kuantum Mekaniğinde Planck Sabiti

Planck sabiti

Kuantum mekaniğindeki en küçük birim Planck Sabitidir. Diğer bir deyişle süreksizliğin birimidir. Planck formülü, kuantum fiziğinde frekansı bilinen bir taneciğin enerjisinin hesaplanmasında kullanılır.

Klasik fiziğe göre ısıtılan cismin sıcaklığı arttıkça yaydığı ışımanın frekansının da sürekli artması bekleniyordu. Fakat yapılan deneylerin bulgularının teorik açıklaması yapılamadı.

Işığın kuantumlu yapısı
1900 yılında Alman termodinamikçi Max Planck, kara cisim ışımasında ortaya çıkan grafiğin çözümünü bazı varsayımlara dayandırdı. Bu yaklaşıma göre ışık dalga değil parçacıklardan oluşmaktaydı. Ona göre ışık, her bir parçacığının enerjisi h.v olan enerji paketleri halinde yayılmaktaydı.

Planck bağımsız dalga paketlerinden oluşan ışığın her birimine foton ya da kuantum adını verdi. Işığın yayılması ya da soğrulması ancak belirli enerji değerlerine sahip iki farklı enerji seviyesindeki geçiş sonucu olmalıydı.

Planck formülü

Her ışığın (rengin) kendine özgü fotonları vardır ve fotonlar en küçük enerji birimleridir. Mavi ışığın fotonunun enerjisi yeşilden, yeşilinki de kırmızıdan büyüktür. Burada enerjiyle dalga boyu arasında bir ilişkiden söz edilir. Yayılma ya da soğurulma miktarının en küçük değeri hv kadar enerji gerektirir.

Planck sabiti (h), bir fizik sabitidir ve  Değeri h= 6.62607015×10−34 J⋅s’ dir. Daha önceleri Planck sabiti bir Fotonun enerjisi (E) ile elektromanyetik dalgasının frekansı (ν) arasın bir orantı idi. Enerji ile frekans arasındaki bu ilişki Planck ilişkisi veya Planck formülü olarak adlandırılır.

Planck formülü, bir fotonun enerjisi ile ona eşlik eden elektromanyetik dalganın frekansı arasındaki bağıntıdır.

E = h X V

E
fotonun enerjisi (kuantum enerjisi)

h
Planck sabiti

V
ışımanın frekansı

Kuantum mekaniğinde Planck sabiti etki edilen en küçük birimi temsil eder, başka bir deyişle süreksizliğin birimidir.Planck formülü, frekansı bilinen bir taneciğin enerjisinin hesaplanmasında kullanılır. Max Planck, bu buluşuyla 1918 Nobel Fizik Ödülünü kazanmıştır. Planck bu buluşu ile kuantum fiziğinin kapılarını aralamıştır ve Bohr’un atom modeline öncülük etmiştir.

Planck Uzunluğu

Fizikte Planck uzunluğu (ℓP), Planck birimleri olarak bilinen doğal birimler sisteminde uzunluk birimidir ve vakumda ışık hızı ile Planck zamanı çarpımına eşittir.

 Kuantum kuramının temel uzunluk birimi Planck uzunluğudur. Zaman ve uzay, sonsuza kadar bölünemez. Bu uzunluk, Bir metrenin 10³⁵ te biri kadardır ve ışığın bir Planck zamanında kat ettiği yola eşittir. Bir metre, 100.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000 tane planck uzunluğuna eşittir.