Racionális mértékegységrendszer

A racionális mértékegységrendszer fizikai mértékegységek rendszere, amelyben a relativitáselmélet és a kvantummechanika alapvető állandóit - a fénysebesség és a Planck -állandó [1] [2] [3] fizikai mértékegységnek vesszük. [4] [5] [6] [7] [8] [9] . A hosszúság mértékegysége egy elektron (kvantumelektrodinamika) vagy proton (kvantumkromodinamika) Compton-hullámhossza, az idő mértékegysége a mennyiség , a tömegegység az elektron vagy proton tömege [10] . Néha 1 MeV energiával egyenértékű tömeget használnak tömegegységként, vagy egy fermi távolságot használnak hosszúságként , vagy egy másodpercet időintervallumként [11] . A racionális mértékegységrendszerre való átálláshoz minden fizikai mennyiség méreteit a megfelelő mértékben a hosszúság (vagy tömeg) dimenziójára redukáljuk úgy, hogy megszorozzuk a Planck-állandó és a fénysebesség megfelelő hatványaival [1] . Ekkor a matematikai képletekben a fénysebesség és a Planck-állandó szimbólumait helyettesítjük . Ebben az egységrendszerben a tömeg, az energia és az impulzus dimenziója reciprok hosszúságú, míg az időnek a hosszúság dimenziója [12] . $c$ $\hbar$ ${\frac {\hbar }{mc))$ ${\displaystyle {\frac {\hbar }{mc^{2))))$ $m$ $egy$

A racionális mértékegységrendszert széles körben alkalmazzák az elméleti fizikában és az elméleti csillagászatban.

A fizikai jelenségeket leíró matematikai képletekben a racionális mértékegység-rendszer használatának előnye a Planck-állandóhoz és a fénysebességhez kapcsolódó numerikus tényezők hiánya, ami megkönnyíti a számításokat.

A racionális mértékegységrendszer jelentős hiányosságai: a származtatott egységek értékei, amelyek nagyon távol állnak a gyakorlattól; egyes konstansok értékei nem ismertek kellő pontossággal, és finomításuk példaértékű intézkedések megváltoztatását igényelné; új fizikai jelenségek vagy törvényszerűségek felfedezése a főnek vett mértékegységek értékei közötti arányok jelentős változásához vezethet [13] .

Mértékegységek

Érték	Definíciós képlet	Jelentés (cgs rendszer)	Jelentés (SI)
Hossz	Egy elektron Compton hullámhossza ${\frac {\hbar }{mc))$	$3862\times 10^{-11}$ cm	$3862\times 10^{-13}$ m
Idő	Érték ${\displaystyle {\frac {\hbar }{mc^{2))))$	$1288\times 10^{-21}$ Val vel	$1288\times 10^{-21}$ Val vel
Súly	Egy elektron tömege $m$	$9109\times 10^{-28}$ G	$9109\times 10^{-31}$ kg
Négyzet	${\frac {\hbar ^{2}}{m^{2}c^{2}}}$	$1491\times 10^{-21}$ cm 2	$1491\times 10^{-25}$ m 2
Energia	Érték $mc^{2}$	${\displaystyle 8187\times 10^{-7))$ erg	${\displaystyle 8187\times 10^{-14))$ j
Impulzus	Érték $mc$	${\displaystyle 2731\times 10^{-17))$ g*cm/s	$2731\times 10^{-22}$ kg*m/s
perdület	Planck állandó $\hbar$	${\displaystyle 1055\times 10^{-27))$ erg*s	${\displaystyle 1055\times 10^{-34))$ J*s
Elektromos töltés	${\sqrt {\hbar c))$	${\displaystyle 5623\times 10^{-9))$ GHS	$1876\times 10^{-18}$ cl
Sebesség	fénysebesség $c$	${\displaystyle 2998\times 10^{10))$ cm/s	${\displaystyle 2998\times 10^{8))$ Kisasszony
Gyorsulás	${\frac {mc^{3}}{\hbar }}$	$2327\times 10^{31}$ cm/s 2	$2327\times 10^{29}$ m/s 2
Erő	Érték ${\frac {m^{2}c^{3}}{\hbar }}$	${\displaystyle 2120\times 10^{4))$ lárma	${\displaystyle 2120\times 10^{-1))$ H
A hatalom pillanata	$mc^{2}$	${\displaystyle 8187\times 10^{-7))$ dyne*cm	${\displaystyle 8187\times 10^{-14))$ N*m
Jelenlegi erősség	${\frac {mc^{\frac {5}{2))}{\hbar ^{\frac {1}{2))))$	$4365\times 10^{12}$ GHS	${\displaystyle 1456\times 10^{3))$ DE
Elektromos térerősség	${\frac {m^{2}c^{\frac {5}{2}}}{\hbar ^{\frac {3}{2}}}}$	$3771\times 10^{12}$ GHS	$1131\times 10^{17}$ V/m
Lehetséges	${\frac {mc^{\frac {3}{2}}}{\hbar ^{\frac {1}{2}}}}$	${\displaystyle 1456\times 10^{2))$ GHS	${\displaystyle 4366\times 10^{4))$ NÁL NÉL

Az e elemi elektromos töltés ebben a rendszerben egyenlő a finomszerkezeti állandó négyzetgyökével .

Fizikai mennyiségek méretei

Fizikai mennyiség	Méretek (hosszúság)	Méretek (tömeg)
Hossz	$L^{1}$	$M^{-1}$
Idő	$L^{1}$	$M^{-1}$
Sebesség	Mérettelen mennyiség	Mérettelen mennyiség
Akció	Mérettelen mennyiség	Mérettelen mennyiség
perdület	Mérettelen mennyiség	Mérettelen mennyiség
Elektromos töltés	Mérettelen mennyiség	Mérettelen mennyiség
Súly	$L^{{-1}}$	$M$
Energia	$L^{{-1}}$	$M$
Impulzus	$L^{{-1}}$	$M$
Gravitációs állandó	$L^{2}$	$M^{-2}$
Elektromos térerősség	$L^{-2}$	$M^{2}$
Mágneses térerősség	$L^{-2}$	$M^{2}$
Lagrangean	${\displaystyle L^{-4))$	$M^{4}$

Lásd még

Jegyzetek

↑ 1 2 Pauli, 1947 , p. 7.
↑ Feynman, 1964 , p. 48.
↑ Okun, 1984 , p. 121.
↑ Sadovsky, 2003 , p. 25.
↑ Sena L. A. Fizikai mennyiségek mértékegységei és méreteik. — M.: Nauka , 1977. — S. 272.
↑ Chuyanov V. A. Fizika "A"-tól Z-ig. Rövid enciklopédikus szótár. - M .: Pedagogika-Press Kiadó OJSC, 2003. - ISBN 5-7155-0790-1 . – Példányszám 5100 példány. - 9. o
↑ F. Hoffmann, G. Bethe Mezonok és mezők. T. 2. Mezonok. - M.: IL, 1957. - S. 9
↑ Naumov A.I. Az atommag és az elemi részecskék fizikája. - M., Felvilágosodás, 1984. - S. 8
↑ Perkins D. Bevezetés a nagy energiájú fizikába. - M., Mir, 1975. - S. 34
↑ Feynman, 1964 , p. 49.
↑ Challen, 1966 , p. 27.
↑ Bogolyubov, 1980 , p. tíz.
↑ Sena L. A. Fizikai mennyiségek mértékegységei és méreteik. — M.: Nauka , 1977. — S. 48.
↑ Sena, 1977 , p. 319.

Irodalom

Bogolyubov N.N. , Shirkov D.V. kvantum mezők. - M .: Nauka, 1980. - 320 p.
Pauli W. Az elemi részecskék relativisztikus elmélete. - M. : IL, 1947. - 83 p.
Okun LB Elemi részecskék fizikája. - M. : Nauka, 1984. - 223 p.
Feynman R. Kvantumelektrodinamika. - M . : Mir, 1964. - 219 p.
Sadovsky MV Előadások a kvantumtérelméletről. - M. : Számítástechnikai Kutatóintézet, 2003. - 480 p. - ISBN 5-93972-241-5 .
Chellen G. Az elemi részecskék fizikája. — M .: Nauka, 1966. — 556 p.
Sena L. A. Fizikai mennyiségek mértékegységei és méreteik. - M. : Nauka, 1977. - 336 p.