Рациональная система единиц (Jgenkugl,ugx vnvmybg y;nune)
Рациональная система единиц, квантово-релятивистская система единиц — система физических единиц, в которой в качестве физических единиц измерения приняты основные константы теории относительности и квантовой механики — скорость света и постоянная Планка [1][2][3][4][5][6][7][8][9]. Единицей измерения длины является комптоновская длина волны электрона (квантовая электродинамика) или протона (квантовая хромодинамика) , единицей измерения времени является величина , единицей измерения массы является масса электрона или протона [10]. Иногда в качестве единицы массы используется масса, эквивалентная энергии в 1 Мэв, или в качестве длины — расстояние, равное ферми, или в качестве интервала времени — секунда[11]. Для перехода в рациональную систему единиц размерности всех физических величин приводятся к размерности длины (или массы) в соответствующей степени путём умножения на соответствующие степени постоянной Планка и скорости света[1]. Затем в математических формулах символы скорости света и постоянной Планка заменяются на . В этой системе единиц масса, энергия и импульс имеют размерность обратной длины, время имеет размерность длины[12].
Рациональная система единиц широко применяется в теоретической физике и теоретической астрономии.
Преимуществом применения рациональной системы единиц в математических формулах, описывающих физические явления, является отсутствие числовых множителей, относящихся к постоянной Планка и скорости света, что облегчает расчеты.
Существенными недостатками рациональной системы единиц являются: очень далёкие от практики значения производных единиц; значения некоторых постоянных известны с недостаточной точностью, и их уточнение потребовало бы изменения образцовых мер; открытие новых физических явлений или закономерностей может привести к существенному изменению соотношений между значениями единиц, принятых за основные[13].
Понятие введено в науку А.Э. Руарком в 1931 г.[14][15]
Единицы измерения
[править | править код]Величина | Формула определения | Значение (система СГС) | Значение (система СИ) |
---|---|---|---|
Длина | Комптоновская длина волны электрона | см | м |
Время | Величина | с | с |
Масса | Масса электрона | г | кг |
Площадь | см2 | м2 | |
Энергия | Величина | эрг | дж |
Импульс | Величина | г*см/с | кг*м/с |
Момент импульса | Постоянная Планка | эрг*c | Дж*c |
Электрический заряд | СГС | Кл | |
Скорость | Скорость света | см/с | м/с |
Ускорение | см/с2 | м/с2 | |
Сила | Величина | дин | Н |
Момент силы | дин*см | Н*м | |
Сила тока | СГС | А | |
Напряжённость электрического поля | СГС | В/м | |
Потенциал | СГС | В |
Элементарный электрический заряд e в этой системе равен квадратному корню из постоянной тонкой структуры.
Размерности физических величин
[править | править код]Физическая величина | Размерность (длина) | Размерность (масса) |
---|---|---|
Длина | ||
Время | ||
Скорость | Безразмерная величина | Безразмерная величина |
Действие | Безразмерная величина | Безразмерная величина |
Угловой момент | Безразмерная величина | Безразмерная величина |
Электрический заряд | Безразмерная величина | Безразмерная величина |
Масса | ||
Энергия | ||
Импульс | ||
Гравитационная постоянная | ||
Напряжённость электрического поля | ||
Напряжённость магнитного поля | ||
Лагранжиан |
См. также
[править | править код]Примечания
[править | править код]- ↑ Перейти обратно: 1 2 Паули, 1947, с. 7.
- ↑ Фейнман, 1964, с. 48.
- ↑ Окунь, 1984, с. 121.
- ↑ Садовский, 2003, с. 25.
- ↑ Сена Л. А. Единицы физических величини и их размерности. — М.: Наука, 1977. — С. 272.
- ↑ Чуянов В. А. Физика от «А» до Я. Краткий энциклопедический словарь. — М.: ОАО «Издательство Педагогика-Пресс», 2003. — ISBN 5-7155-0790-1. — Тираж 5 100 экз. — С. 9
- ↑ Ф. Гофман, Г. Бете Мезоны и поля. Т. 2. Мезоны. — М.: ИЛ, 1957. — С. 9
- ↑ Наумов А. И. Физика атомного ядра и элементарных частиц. — М., Просвещение, 1984. — С. 8
- ↑ Перкинс Д. Введение в физику высоких энергий. — М., Мир, 1975. — С. 34
- ↑ Фейнман, 1964, с. 49.
- ↑ Челлен, 1966, с. 27.
- ↑ Боголюбов, 1980, с. 10.
- ↑ Сена Л. А. Единицы физических величин и их размерности. — М.: Наука, 1977. — С. 48.
- ↑ Ruark A.E. (1931) Natural units for atomic problems // Phys. Rev., 38, № 12, p. 2240-2244.
- ↑ Томилин К.А. Фундаментальные физические постоянные в историческом и методологическом аспектах. — М., Физматлит, 2006. — ISBN 5-9221-0728-3. — c. 219-220
- ↑ Сена, 1977, с. 319.
Литература
[править | править код]- Боголюбов Н.Н., Ширков Д.В. Квантовые поля. — М.: Наука, 1980. — 320 с.
- Паули В. Релятивистская теория элементарных частиц. — М.: ИЛ, 1947. — 83 с.
- Окунь Л. Б. Физика элементарных частиц. — М.: Наука, 1984. — 223 с.
- Фейнман Р. Квантовая электродинамика. — М.: Мир, 1964. — 219 с.
- Садовский М. В. Лекции по квантовой теории поля. — М.: Институт компьютерных исследований, 2003. — 480 с. — ISBN 5-93972-241-5.
- Челлен Г. Физика элементарных частиц. — М.: Наука, 1966. — 556 с.
- Сена Л. А. Единицы физических величин и их размерности. — М.: Наука, 1977. — 336 с.