基本介紹
緒論,基本單位,衍生單位,簡化物理方程,相關條目,
緒論
上述每一個常數都至少出現於一個基本物理理論:G在廣義相對論與牛頓的萬有引力定律、在量子力學、c在狹義相對論、 在靜電學、在統計力學與熱力學。實際上,以上的五個常數在許多物理定律的代數表達式中多次出現,因此引入普朗克單位制可以將這些代數表達式簡化,普朗克單位制也因此成為了理論物理學一個非常有用的工具。在統一理論方面的研究,特別如量子引力學中,普朗克單位制能夠給研究者一點大概的提示。
基本單位
每一個單位制都有一組基本單位。(在國際單位制里,長度的基本單位是米)在普朗克單位制里,長度的基本單位是普朗克長度,時間的基本單位是普朗克時間,等等。這些單位都是由表1的五個基礎物理常數衍生的。表2展示出這些基本普朗克單位。
使用普朗克單位後,表1的五個基礎物理常數的數值都約化為1,因此表2的普朗克長度,普朗克質量,普朗克時間,普朗克電荷,與普朗克溫度這些計量也都約化為1。這可以無量綱地表達為
因為 ,所以 。
衍生單位
在任何單位系統里,許多物理量的單位是由基本單位衍生的。表3展示了一些在理論物理研究里常見的衍生普朗克單位。實際上,大多數普朗克單位不是太大,就是太小,並不適合於實驗或任何實際用途。
簡化物理方程
嚴格地說,不同量綱的物理量,雖然它們的數值可能相等,仍舊不能用在相等式的兩邊。但是,在理論物理學裡,為了簡化運算,我們可以把這顧慮放在一邊。簡化的過程稱為無量綱化。表4展示出普朗克單位怎樣通過無量綱化使許多物理方程變得更簡單。