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ディラック定数

プランク定数を2πで割った値を持つ定数 From Wikipedia, the free encyclopedia

換算プランク定数(かんさんプランクていすう、英: reduced Planck constant)またはディラック定数(ディラックていすう、英: Dirac's constant)ħ は、プランク定数 h を 2π で割った物理定数である。

記号 ħ
値
概要 換算プランク定数ディラック定数 reduced Planck constantDirac's constant, 記号 ...
換算プランク定数
ディラック定数
reduced Planck constant
Dirac's constant
記号 ħ
値
相対標準不確かさ ゼロ
語源 マックス・プランク
ポール・ディラック
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数値

2019年5月20日に施行された新しいSIの定義では、プランク定数を定義値として定めることによって質量(キログラム)を定義している。このためディラック定数も定義値となり、不確かさのないものとなった。

その値は

である[1][2]。 ħ は「エイチ・バー」と読む。

物理的意義

物理的には、プランク定数が周波数 ν とエネルギー E の間の比例定数を意味するのに対して、換算プランク定数は角周波数 ω とエネルギー E の間の比例定数を意味する。すなわち、

の関係が成り立っている。また、以下のように運動量 p と角波数 k の間の比例定数と見ることもできる。

ディラック定数は原子単位系における作用の単位である。

角運動量

電子の軌道角運動量 L の大きさ |L| と z 成分 Lz は

と表され[3]:138,334頁[4]、ディラック定数を基本単位としていることが分かる。ここで、n を主量子数とすると、l は l = 0, 1, 2, 3, ⋯, n − 1 までの値を取る方位量子数[3]:335頁[4][5]、m は m = 0, ±1, ±2, ⋯, ±l の (2l + 1) 個の値を取る磁気量子数で[3]:138頁[4][6]、軌道角運動量を極座標 (r, θ, φ) で表わした場合の角部分が l、動径部分が m である[4]。また、電子のスピン角運動量は ±1/2ħ で[7]、量子力学の分野ではプランク単位系を用いることが多く、その場合の電子のスピンは ±1/2 と書き、この ±1/2 をスピン量子数と呼ぶ。

二原子分子の回転運動を表す際、J を回転量子数とすると、回転の角運動量の大きさは √J(J + 1)ħ、回転運動のエネルギーは BJ(J + 1) と表され、回転定数 B の中に B = ħ2/2I とディラック定数が現れる。ここで、I は分子の重心まわりの主慣性モーメントの非零成分である[3]:51頁。

不確定性原理

量子力学によって記述されるような物理現象の観測においては、不確定性原理によって位置の不確かさ Δx と運動量の不確かさ Δp の積 Δx⋅Δp、あるいはエネルギーの不確かさ ΔE と時間の不確かさ Δt の積 ΔE⋅Δt は、ħ/2 より小さくなることはないとして

と表される[3]:303頁[8]。


記号

ディラック定数には H にバーを付した Ħ の小文字 ħ が用いられることもあるが、Unicode には専用の文字 U+210F ℏ planck constant over two pi が用意されている。またTeXでは \hbar コマンドが用いられる。

さらに見る 記号, Unicode ...
記号UnicodeJIS X 0213文字参照名称
ℏU+210F1-3-61ℏ
ℏ
PLANCK CONSTANT OVER TWO PI
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脚注

参考文献

関連項目

外部リンク

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