プランク定数は、マックス プランクによって考案された基本的な物理量です。その値はかなりの数の変更を受けていますが、その量は確かに一定です.
Netflix の Stranger Things の新シーズン は OTT の世界を席巻し、Vecna の呪いをあちこちに広めていますが、前のシーズンには神経をすり減らす独自の陰謀やひねりがたくさんありました。
ネタバレ注意！
見知らぬもの ホーキンスの小さな町に住むホーキンス高校の友人グループの旅に基づいており、友情、愛、生存のジェットコースターに乗って視聴者を連れて行きます.彼らは、念力を持っている「イレブン」という名前の女の子に出くわしたとき、別の次元、「逆さま」の驚くべき発見の真っ只中にいることに気づきます。
異次元のモンスターと戦い、愛する町を救うことが基本的に彼らの仕事になります!
すべてのシーズンとエピソードは魅力的ですが、シーズン 3 の特定のエピソードは、主に私の物理学の本能のために、いまだに頭を悩ませています。
最後のエピソードは、「逆さま」からマインド フレイヤーと戦おうとするこれらの若いヒーローたちの奮闘に基づいています。その間、保護者のホッパーとジョイスは、ロシア人が開いた「逆さま」への扉を閉じようとします。
プランク定数が助けになるところがあります。ポータルを開いたデバイスを閉じるためのキーを取得する唯一の方法は、プランク定数の値であることが判明したコードでした。
科学志向の主人公の 1 人であるダスティンは、真の価値を思い出すことができず、プランク定数の価値を 6.62607004 と唱えるガールフレンドのスージーに助けを求めます。 、そしてブーム！ドアは閉まり、ホーキンスは救われ、スージーは予想外のヒーローとして登場します。
ここでエピソードの短いクリップを見ることができます:
しかし、ここでの問題は、スージーがダスティンに与えたプランク定数の値が真実だったということです... 2014 年に。ポイントは 6.626176 である必要がありました .
プランク定数のこの値は、このシーンが設定されているタイムラインには不適切なようです。それは意図しないエラーでしたか、それともそれ以上のものがありますか? (クレジット:スクリーンショット/Netflix)
では、スージーはどのようにしてこの定数の将来の値を知ったのでしょうか?これは作者の意図しない誤りでしたか?
この書き方の選択についてはいくつかの理論がありますが、この記事では、プランク定数とその値が変化した理由に注目します。
プランク定数とは?
ドイツの物理学者マックス・プランク博士にちなんで名付けられたプランク定数は、量子力学で重要な役割を果たす基本的な物理量です。プランクは、この量を考案したことで 1918 年にノーベル物理学賞を受賞しました。
プランク定数は、対応する波の周波数に応じた、単一光子 (電磁放射) のエネルギー量として定義されます。
「h」で表されます S.I. 単位ではジュール秒、M.K.S システムでは電子ボルト秒で測定されます。
マックス プランクは、量子力学で重要な役割を果たすプランク定数を発見したとされています (写真提供:ウィキメディア コモンズ)
これは単に、光子のエネルギーを対応する周波数に関連付けるだけです。この値は、微視的レベルで起こっている量子力学的挙動と効果を測定して理解するために重要です。
粒子 (光子など) のエネルギーは、プランク定数を使用して決定できます。
E =h f
ここで f はその波の周波数です
プランク定数のもう 1 つの一般的に使用されるバージョンは、h バー (ℏ) と呼ばれます。 ）。角運動量の量子化を表します。
ℏ=h/2π
プランク定数が考案されて以来、その価値は物理学者の間で広範なブレインストーミングと議論の対象となってきました。
計算方法
当初、プランクは試行錯誤の方法を使用してプランク定数の値を見つけました。彼は黒体放射の法則に取り組んでいて、原子振動が量子化されていると仮定していました.
物理学の進歩により、科学者はキブル バランスと X 線結晶密度 (XRCD) 法を使い始めました。誰かが値を提示するたびに、実験者や物理学者はより正確な値を見つけようとします。そのため、この「定数」は文字通りの意味で定数のままではありませんでした.
プランク定数は本当に定数ですか?
プランク定数は、宇宙の基本的な属性であるため、確かに定数です。その値に生じる唯一のあいまいさは、私たちが使用した実験的測定方法によるものです.
その値の変化は、より正確な値を提示したいという科学界の飽くなき衝動により発生しました。 1985 年には、プランク定数の許容値は h =6.626176 x 10-34 ジュール秒 でした。 .
しかし今日では、より洗練された機器のおかげで、現在国際単位系で受け入れられ採用されている値は h = です。 6.62607015 x 10-34 ジュール秒 .将来、より良い測定方法が発明された場合、この値も変更される可能性があります!
プランク定数は、黒体放射の特性を決定する上で重要な役割を果たします (写真提供:RAGMA IMAGES/Shutterstock)
したがって、プランク定数自体は「自然の定数」であるため、その値は時間の経過とともに変化する可能性がありますが、それは測定がますます正確になるためです。
その重要性は計り知れません
プランク定数は、物理学の領域に革命をもたらしたいくつかの公式で重要な位置を占めています。
この方程式は、位置と運動量の間のハイゼンベルグの不確定性原理を示しています (写真提供者:zizou7/Shutterstock)
ハイゼンベルグの不確定性原理は、量子力学の分野で重要な概念であり、特定の量のセットを同時に正確に測定することは不可能であると述べています。一方、ド・ブロイの方程式は、電磁波の特性 λ を関連付けることによって、電磁波の二重性質の間の関係を確立します。 粒子特性、線形運動量 (p=mv).
この方程式は、波と粒子の性質の間の関係を確立するド ブロイの関係を示しています。 (写真提供:zizou7/Shutterstock)
これは、エネルギーが量子化されている (つまり、小さな離散パケットで構成されている) という仮定に基づいて発見されたため、量子力学の世界に関する私たちの理解を支配しています。
最後の言葉
無知は至福であり、ストレンジャー・シングスの作家たちにとってはうまくいきました .視聴者のほとんどは、プランク定数の背後にある概念を認識していないため、値のわずかな誤りに疑問を抱くことはありません.
でも今ならわかる！ですから、それについてあなた自身の理論を提案してください。それは未来への時間旅行への言及でしょうか、それともまったく別のものでしょうか?誰が確かに知っているか…おそらくシーズン5でわかるでしょう!
