Каменные единицы

В физике эти блоки Стоней образуют систему единиц имени ирландского физика Джордж Джонстон Стони , который первый предложенные им в 1881. Они являются первым историческим примером естественных единиц , то есть единицы измерения , разработанной таким образом , что некоторые фундаментальные физические константы служат основанием ед .

Единицы [ править ]

Количество	Выражение	Значение в единицах СИ
Длина (L)	${\displaystyle l_{\text{S}}={\sqrt {\frac {Gk_{\text{e}}e^{2}}{c^{4}}}}}$	1,3807 × 10 −36  м
Масса (М)	${\displaystyle m_{\text{S}}={\sqrt {\frac {k_{\text{e}}e^{2}}{G}}}}$	1,8592 × 10 −9  кг
Время (T)	${\displaystyle t_{\text{S}}={\sqrt {\frac {Gk_{\text{e}}e^{2}}{c^{6}}}}}$	4.6054 × 10 −45  с
Электрический заряд (Q)	${\displaystyle q_{\text{S}}=e\ }$	1.6022 × 10 −19  С

Набор констант, которые Стони использовал в качестве базовых единиц, следующий: ^{[1] [2]}

• c , скорость света в вакууме,
• G , гравитационная постоянная ,
• k _e = 1 / (4 πε ₀ ), кулоновская постоянная ,
• е , элементарный заряд .

Это означает, что в единицах Стони числовые значения всех этих констант равны единице:

${\displaystyle c=G=k_{\text{e}}=e=1.}$

Набор основных единиц Стони аналогичен тому, который используется в единицах Планка , независимо предложенный Планком тридцать лет спустя, но Планк нормализовал постоянную Планка вместо элементарного заряда. ^[3] (В современном использовании единицы Планка понимаются как нормализация сокращенной постоянной Планка вместо постоянной Планка.) В единицах Стони численное значение сокращенной постоянной Планка равно

${\displaystyle \hbar ={\frac {1}{\alpha }}\approx 137.0359991,}$

где α - постоянная тонкой структуры . Единицы Планка чаще используются, чем единицы Стони, в современной физике, особенно в квантовой гравитации (включая теорию струн ). Редко единицы Планка называют единицами Планка – Стоуни. ^[3]

История [ править ]

Джордж Стоуни был одним из первых ученых, которые поняли, что электрический заряд был квантован; из этого квантования и трех других констант, которые он считал универсальными (скорость от электромагнетизма и коэффициенты в уравнениях электростатической и гравитационной сил), он вывел единицы, которые теперь названы в его честь. ^{[4] [5]} Джеймс Г. О'Хара ^[6] указывал , что в 1974 году получена оценка Стони из блока заряда , 10 ^-20 ампер-вторых, было ¹ / ₁₆ от современного значения заряда из электрон. Причина в том, что Стони использовал приблизительное значение 10 ¹⁸для количества молекул в одном кубическом миллиметре газа при стандартной температуре и давлении . Использование современных значений постоянной Авогадро 6,022 14 × 10 ²³  моль ^-1 и для объема грамм-молекулы (в СТП ) из22,4146 × 10 ⁶  мм ³ , современное значение2,687 × 10 ¹⁶ вместо 10 ¹⁸ у Стони .

Единицы Стоуни и Единицы Планка [ править ]

Длина Стоуни и энергия Стоуни, вместе называемые шкалой Стоуни , недалеко от длины Планка и энергии Планка, шкалы Планка . Шкала Стони и шкала Планка - это масштабы длины и энергии, на которых квантовые процессы и гравитация происходят вместе. Таким образом , на этих масштабах требуется единая физическая теория . Единственной заметной попыткой построить такую ​​теорию на основе шкалы Стони была попытка Х. Вейля , который связал гравитационную единицу заряда с длиной Стони ^{[7] [8] [9]} и который, похоже, вдохновил Дирака на увлечение гипотеза больших чисел . ^[10]С тех пор шкала Стони в значительной степени игнорировалась в развитии современной физики, хотя время от времени она все еще обсуждается. ^{[11] [12] [13]}

См. Также [ править ]

• Размерный анализ
• Натуральные единицы
• Физические константы
• Планковская шкала

Сноски [ править ]

Внешние ссылки [ править ]