Cтраница 2
Таким образом, упрощение формулировки физических законов при использовании естественных систем единиц покупается ценой подмены физических уравнений числовыми. Числовые уравнения связывают между собой не сами физические величины, а лишь их числовые значения в применяемых единицах. Утрачивается возможность сопоставления и проверки размерности рассматриваемых физических величин. Ввиду сохранения прежних буквенных обозначений подмена физических уравнений числовыми оказывается замаскированной и возникает иллюзия оперирования с подлинными физическими величинами и уравнениями. Возрастает абстрактность используемых уравнений и теории в целом. [16]
Наряду с гравитационной постоянной G 6 6726 - 10 - 8 см3 - г 1 -с 2 и скоростью света в вакууме с 2 9972438 см / с в физике особую роль играют две фундаментальные постоянные: постоянная Планка h 6 6261741 10 - 27 эрг - с и постоянная Больцмана k 1 380662 эрг / К. Планк построил естественную систему единиц, в которой эти четыре фундаментальные постоянные полагаются равными единице. [17]
Известны и другие естественные системы единиц. Так, в атомной физике применяется естественная система единиц Хартри, основными единицами которой являются: заряд и масса электрона, радиус первой боровской орбиты атома водорода и постоянная Планка. В релятивистской квантовой механике пользуются естественной системой единиц, основанной на постоянных Планка и Больцмана, скорости света в вакууме и массе электрона или протона. [18]
В настоящее время метрическая система распространена более чем в пятидесяти странах и примерно в десяти допущена законом и имеет частичное распространение. Неоспоримые преимущества метрической системы, проистекающие из ее десятичного построения и удобной вполне логичной взаимосвязи отдельных единиц, обусловили столь широкое ее распространение. Основные единицы метрической системы - метр, килограмм, литр; при выборе единиц преследовалась идея создания естественной системы единиц, заимствованной из самой природы, с таким расчетом, чтобы всегда можно было вновь воспроизвести эти единицы, если в случае какой-либо катастрофы существующие эталоны погибнут. В силу этих соображений, например, за единицу длины была выбрана одна сорокамиллионная часть длины Парижского меридиана, считая, что эта величина может быть в любой момент воспроизведена одинаково точно. [19]
При определении единиц системы подбирается такая последовательность физ. Это позволяет определить единицу физ. С 1981 применяется Международная система единиц ( СИ), в физике и астрономии иногда применяют СГС систему единиц, а иногда - естественные системы единиц. [20]
Однако система LMT не является абсолютной в полном понимании этого слова. Томсон предложил систему, построенную на двух основных величинах. Известны системы с одной основной величиной, а также естественные системы единиц, основанные на универсальных физических константах. [21]
Электрические единицы, которые связываются с механическими эталонами посредством определяющих уравнений, называются абсолютными. Практически, однако, точность, с которой эта связь может быть осуществлена, оказывается недостаточной. Интересно отметить, что е0 в системе MKS зависит от экспериментального соотношения между скоростью электромагнитного излучения и стандартами длины и времени ( а [ АО не зависит); это соответствует явному присутствию постоянной с в системах единиц Гаусса и Хевисайда - Лоренца. В естественной системе единиц скорость света сама представляет собой стандарт. Конечно, только измерение скорости света может дать требуемое соотношение между скоростью распространения электромагнитного излучения и стандартами длины и времени. Следовательно, а абсолютном смысле получающееся число не имеет фундаментального значения. Практическое же значение его будет важно с точки зрения установления точной связи между стандартами длины и времени. [22]
Произвол в выборе числа основных единиц и размерности любой физической величины, выражаемой в этих единицах, подчеркивали еще Абрагам, Планк, Бриджмен [20], Бэрдж [12] и другие ученые. Читателю, специально интересующемуся этим вопросом, целесообразно познакомиться с серией прекрасных статей Бэрджа. Система единиц в любой области науки должна быть удобной и ясной. Так, физики-теоретики, работающие в области релятивистской квантовой теории поля и теории элементарных частиц, считают удобным принять такие универсальные постоянные, как квант действия Планка и скорость света в свободном пространстве равными единице и безразмерными. Получающаяся при этом система единиц ( называемая естественной системой единиц) имеет лишь одну основную единицу, в качестве которой обычно выбирается единица длины. [23]
Электрические единицы, которые связываются с механическими эталонами посредством определяющих уравнений, называются абсолютными. Практически, однако, точность, с которой эта связь может быть осуществлена, оказывается недостаточной. Точное численное значение [ i0 4тг X Ю - относится к абсолютным практическим единицам, а не к международным. Интересно отметить, что е0 в системе MKS зависит от экспериментального соотношения между скоростью электромагнитного излучения и стандартами длины и времени ( a JJ. Q не зависит); это соответствует явному присутствию постоянной с в системах единиц Гаусса и Хевисайда - Лоренца. В естественной системе единиц скорость света сама представляет собой стандарт. Конечно, только измерение скорости света может дать требуемое соотношение между скоростью распространения электромагнитного излучения и стандартами длины и времени. Следовательно, в абсолютном смысле получающееся число не имеет фундаментального значения. Практическое же значение его будет важно с точки зрения установления точной связи между стандартами длины и времени. [24]