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“凑”出来的物理公式

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发表于 2008-10-24 22:38 | 显示全部楼层 |阅读模式
物理老师这样讲:物理量是由数值和单位构成的量;两个物理量相等,要求它们的数值和单位都相等。
这个显而易见的事实可以干一些很有趣的事
比如牛顿第二定律F=ma,F的单位是牛顿,ma的单位是千克乘以米除以秒的平方,两边单位应当相等,于是得到牛顿=千克乘以米除以秒的平方
用这个方法,常见的物理单位总可以写成千克、米、秒这三个单位的幂次乘积。如另一个常见的单位焦耳=千克乘以米的平方除以秒的平方(利用W=Fs)
这有什么用呢?可以用来凑公式
例:爱因斯坦猜想一个静止物体的总能量E可以写成其静止质量m与光速c的幂次之积,即E=macb(a,b为常数)
E的单位是千克乘以米的平方除以秒的平方,而式子右边的单位是千克的a次方乘以米的b次方除以秒的b次方,显然a=1,b=2
我们就得到了那个著名的公式:E=mc2
问题:
1、万有引力常数G的单位是多少?(提示:利用F=Gm1m2/r2
2、普朗克常数h的单位是多少?(提示:利用德布罗意关系E=hv,v为频率,单位为秒的负1次方)
3、在干完上面这两件又简单又无聊的事之后,请你参考老爱的方法,用h、G、c这三个常数凑出两个传说中的物理量:普朗克长度l与普朗克时间t
发表于 2008-10-25 13:25 | 显示全部楼层
呵呵    有发现     顶   ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
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 楼主| 发表于 2008-11-1 22:57 | 显示全部楼层
这个题可能理论性和难度都大了一些
结果如下:
普朗克长度l=(hG/c30.5
普朗克时间t=(hG/c50.5=l/c
这种方法在物理研究中极其常用,特别是猜测一个未知量可能的表达式时。事实上氢原子的基态能级、精细结构常数、原子的波尔半径等重要物理量最初都是这么得出来的,希望大家可以学着掌握
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发表于 2008-11-29 00:34 | 显示全部楼层
量纲分析啊,讲的很通俗,呵呵,记得电磁学后面有一章讲它,有点复杂化。。。
确实很有用,目前来说可以检验做题答案的正确性。
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