Каменные единицы - Stoney units

В физика то Каменные единицы сформировать система единиц назван в честь ирландского физика Джордж Джонстон Стоуни, которые впервые предложили их в 1881 году. Они являются первым историческим примером натуральные единицы, т.е. единицы измерения, разработанные таким образом, чтобы определенные фундаментальные физические константы служить в качестве базовые единицы.

Единицы

Количество	Выражение	Значение в единицах СИ
Длина (L)	${ displaystyle l _ { text {S}} = { sqrt { frac {Gk _ { text {e}} e ^ {2}} {c ^ {4}}}}}$	1.3807×10⁻³⁶ м
Масса (М)	${ displaystyle m _ { text {S}} = { sqrt { frac {k _ { text {e}} e ^ {2}} {G}}}}$	1.8592×10⁻⁹ кг
Время (Т)	${ displaystyle t _ { text {S}} = { sqrt { frac {Gk _ { text {e}} e ^ {2}} {c ^ {6}}}}}$	4.6054×10⁻⁴⁵ s
Электрический заряд (Q)	${ Displaystyle д _ { текст {S}} = е }$	1.6022×10⁻¹⁹ C

Набор констант, которые Стони использовал в качестве базовых единиц, следующий:^[1]^[2]

Это означает, что в единицах Стони числовые значения всех этих констант равны единице:

{ displaystyle c = G = k _ { text {e}} = e = 1.}

Набор базовых блоков Стони аналогичен тому, который использовался в Единицы Планка, независимо предложенный Планком тридцать лет спустя, но Планк нормализовал Постоянная Планка вместо элементарного заряда.^[3] (В современном использовании единицы Планка используются для нормализации приведенная постоянная Планка вместо постоянной Планка.) В единицах Стони числовое значение приведенной постоянной Планка равно

{ displaystyle hbar = { frac {1} { alpha}} приблизительно 137,0359991,}

куда α это постоянная тонкой структуры. Единицы Планка чаще используются в современной физике, чем единицы Стоуни, особенно квантовая гравитация (включая теория струн ). Редко единицы Планка упоминаются как единицы Планка – Стоуни.^[3]

История

Джордж Стоуни был одним из первых ученых, которые поняли, что электрический заряд был квантован; из этого квантования и трех других констант, которые он воспринимал как универсальные (скорость от электромагнетизма и коэффициенты в уравнениях электростатических и гравитационных сил), он вывел единицы, которые теперь названы в его честь.^[4]^[5]Джеймс Дж. О’Хара^[6]указал в 1974 г., что полученная Стони оценка единица заряда, 10⁻²⁰ ампер-секунда, была¹⁄₁₆ современного значения заряда электрона. Причина в том, что Стони использовал приблизительное значение 10¹⁸ для количества молекул, присутствующих в одном кубическом миллиметре газа при стандартная температура и давление. Используя современные значения для Константа Авогадро 6.02214×10²³ моль⁻¹ а для объема грамм-молекула (в s.t.p. ) из 22.4146×10⁶ мм³, современное значение 2.687×10¹⁶вместо 10 Стони¹⁸.

Единицы Стоуни и Единицы Планка

Длина Стоуни и энергия Стоуни, вместе называемые Каменная шкала, недалеко от Планковской длины и Планковской энергии, Планковский масштаб. Шкала Стоуни и Планковский масштаб - масштабы длины и энергии, в которых квантовые процессы и гравитация происходят вместе. В этих масштабах единая теория физики. Единственной заметной попыткой построить такую теорию по шкале Стоуни была попытка Х. Вейль, который связал гравитационную единицу заряда с длиной Стони^[7]^[8]^[9]и который, кажется, вдохновил Дирака на увлечение гипотеза больших чисел.^[10]С тех пор шкала Стони в значительной степени игнорировалась в развитии современной физики, хотя время от времени она все еще обсуждается.^[11]^[12]^[13]

Смотрите также

Сноски

^ Антропный космологический принцип, Барроу и Типлер, стр. 291
^ Астрофизика, часы и фундаментальные константы, Каршенбойм и Пейк, стр. 79
^ ^а ^б Космос: в науке, искусстве и обществе, Пенц, Радик, Хауэлл, стр.191.
^ Стоуни Г. О физических единицах природы, Phil.Mag. 11, 381–391, 1881
^ Дж. Джонстон Стоуни, О физических единицах природы, Научные труды Дублинского королевского общества, 3, 51–60, 1883. Проверено 28 ноября 2010 г.
^ J.G. О’Хара (1993). Джордж Джонстон Стоуни и концептуальное открытие электрона, Случайные статьи в области науки и техники, Королевское Дублинское общество 8, 5–28.
^ Томилин К. «Естественная система единиц», Тр. XX11 Международного семинара по физике высоких энергий и теории поля, (2 000) 289.
^ Х. Вейль, «Гравитация и электричество», Koniglich Preussische Akademie der Wissenschaften (1918) 465–78
^ Х. Вейль, "Eine Neue Erweiterung der Relativitaetstheorie", Annalen der Physik 59 (1919) 101–3.
^ Г. Горелик, «Герман Вейль и большие числа в релятивистской космологии», Исследования Эйнштейна в России, (под ред. Я. Балашова и В. Визгина), Birkhaeuser. (2002).
^ М. Кастанс и Дж. Белинчон (1998). "Расширение системы абсолютных единиц Планка", препринт: физика / 9811018
^ Жан-Филипп Узан (2011), «Различные константы, гравитация и космология», Живой Преподобный Релятив., 14 (1): 15–16, Дои:10.12942 / lrr-2011-2, ЧВК 5256069, PMID 28179829
^ Росс Макферсон. Масштаб Стоуни и совпадения большого числа. Апейрон, т. 14, No. 3, июль 2007 г.

внешняя ссылка

[1] Антропный космологический принцип, Барроу и Типлер, стр. 291

[2] Астрофизика, часы и фундаментальные константы, Каршенбойм и Пейк, стр. 79

[Penz-3] а ^б Космос: в науке, искусстве и обществе, Пенц, Радик, Хауэлл, стр.191.

[4] Стоуни Г. О физических единицах природы, Phil.Mag. 11, 381–391, 1881

[5] Дж. Джонстон Стоуни, О физических единицах природы, Научные труды Дублинского королевского общества, 3, 51–60, 1883. Проверено 28 ноября 2010 г.

[O’Hara1-6] J.G. О’Хара (1993). Джордж Джонстон Стоуни и концептуальное открытие электрона, Случайные статьи в области науки и техники, Королевское Дублинское общество 8, 5–28.

[Tomilin1-7] Томилин К. «Естественная система единиц», Тр. XX11 Международного семинара по физике высоких энергий и теории поля, (2 000) 289.

[Weyl1-8] Х. Вейль, «Гравитация и электричество», Koniglich Preussische Akademie der Wissenschaften (1918) 465–78

[Weyl2-9] Х. Вейль, "Eine Neue Erweiterung der Relativitaetstheorie", Annalen der Physik 59 (1919) 101–3.

[Gorelik1-10] Г. Горелик, «Герман Вейль и большие числа в релятивистской космологии», Исследования Эйнштейна в России, (под ред. Я. Балашова и В. Визгина), Birkhaeuser. (2002).

[Castans1-11] М. Кастанс и Дж. Белинчон (1998). "Расширение системы абсолютных единиц Планка", препринт: физика / 9811018

[12] Жан-Филипп Узан (2011), «Различные константы, гравитация и космология», Живой Преподобный Релятив., 14 (1): 15–16, Дои:10.12942 / lrr-2011-2, ЧВК 5256069, PMID 28179829

[Ross1-13] Росс Макферсон. Масштаб Стоуни и совпадения большого числа. Апейрон, т. 14, No. 3, июль 2007 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]