Warum wurde die Planck-Konstante hhh auf genau 6,62607015×10−34Js6,62607015×10−34Js6,62607015\times10^{−34}\text{Js} festgelegt und nicht auf einen anderen Wert?

Anscheinend wurden also im Mai alle SI-Basiseinheiten neu definiert , damit sie relativ zur Planck-Konstante sind H , anstatt sich auf physische Objekte wie den Kilogramm-Prototyp in einem Pariser Keller zu verlassen. Die Plancksche Konstante wurde definiert als

6.62607015 × 10 − 34 Js

(Es ist kein gemessener Wert mehr. Es ist der Wert)

Meine Frage ist: Warum wurde genau diese Zahl gewählt? Im Jahr 2010 wurde der gemessene Wert von H War

6.626 06957 × 10 − 34 Js

Warum also haben sie diesen willkürlichen Wert von gewählt?

6.626 07015 × 10 − 34

statt etwas genauer wie

6.626 07 × 10 − 34

Das wäre innerhalb der Fehlergrenze gewesen, also hätte es gut funktionieren können.

Die verwendete Zahl hängt von dem verwendeten Maßsystem ab. Die Anzahl der verwendeten Ziffern gibt an, wie genau diese Zahl bekannt ist.
@DavidWhite h ist jetzt ein fester Wert, keine gemessene Konstante.
So ist die Lichtgeschwindigkeit, aber die Physiker haben ihren Wert nicht willkürlich als definiert 3 X 10 8 M / S .
@DavidWhite Ich meine, sie hätten das mit c anstelle von h machen können und dann wäre alles relativ zu c. Im Moment ist c durch h definiert, das als Zahl definiert ist
Der Nachteil der Definition von c als 3e8 ist, dass alles um 1 Teil von 10.000 angepasst werden müsste, damit es funktioniert
Das Sitzungsprotokoll ausgraben? Wenn ich bei dieser Entscheidung König gewesen wäre, hätte ich den Wert der Planck-Konstante gewählt, der am wenigsten Ärger verursacht. "Am wenigsten Mühe" wäre für mich die Anzahl der Instrumente, die neu kalibriert werden müssten, und die Genauigkeit, mit der auch die anderen Naturkonstanten definiert werden müssten.
@SurpriseDog Die Lichtgeschwindigkeit ist auch durch eine Zahl genau definiert. Die Lichtgeschwindigkeit beträgt genau 299792458 Meter pro Sekunde, dies dient als Definition des Meters.

Antworten (3)

Es gibt viele, viele Instrumente, die nach der alten Definition des Kilogramms kalibriert sind – dem International Prototype Kilogram (IPK) aus einer Platin-Iridium-Legierung.
Ein nach der neuen Definition gemessenes Kilogramm musste also möglichst nahe an einem nach alter Definition gemessenen Kilogramm liegen, um nicht alle Instrumente neu kalibrieren zu müssen, die sich auf die alte Definition des Kilogramms stützten.

Unter Verwendung der alten Definition des Kilogramms (IPK) wurde der Zahlenwert des Planckschen Wirkungsquantums mit der Kibble-(Watt-)Waage und der Röntgenkristalldichtemethode so genau wie möglich gemessen .

Die beiden Werte, die Sie zitiert haben 6.62606957 × 10 − 34 k G M 2 S − 1 und später 6.62607015 × 10 − 34 k G M 2 S − 1 waren die Ergebnisse solcher Messungen der Planckschen Konstante.

Ab dem 20. Mai 2019 wurde die Bestimmung / Definition auf den Kopf gestellt, wobei der Wert der Planckschen Konstante definiert wurde als 6.62607015 × 10 − 34 k G M 2 S − 1 und das IPK (hergestellt aus einer Platin-Iridium-Legierung) mit einem gemessenen Wert von einem Kilogramm auf ein Teil in 10 Milliarde.

Auf Seite 131 der BIPM-Broschüre zum SI-Einheitensystem heißt es:

Die Zahl, die für den numerischen Wert der Planck-Konstante in dieser Definition gewählt wurde, ist so, dass zum Zeitpunkt ihrer Annahme das Kilogramm gleich der Masse des internationalen Prototyps war, m(K) = 1 kg, mit einer relativen Standardunsicherheit von 1 × 10 − 8 , die die Standardunsicherheit der kombinierten besten Schätzungen des Wertes der Planck-Konstante zu diesem Zeitpunkt war.

Die neue Definition von einem Kilogramm über den definierten exakten Wert des Planckschen Wirkungsquantums wird es künftig ermöglichen, zu messen, um wie viel sich die Massen des IPK und seiner Tochtergesellschaften mit der Zeit ändern.

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warum haben sie diesen willkürlichen Wert von 6,62607015×10−34 gewählt.

Dieser Wert wurde gewählt, um ein Kilogramm nach der alten Definition (IPK) so nah wie möglich an ein Kilogramm nach der neuen Definition (über die Plancksche Konstante) heranzuführen.

statt etwas Genaueres wie 6.62607x10-34.

Dies hätte die Neukalibrierung vieler, vieler (genauer) Instrumente erfordert.

Wurde das IPK selbst mit einer Kibble-Waage oder einem ihrer Tochterprototypen gemessen? Gibt es eine klare Aufzeichnung der Messkette, die zu diesem gewählten Wert führt?
Ich verstehe nicht. Wenn es zwei Experimente gab, die zwei unterschiedliche Werte für die Planck-Konstante ergaben, scheint es, als wäre die Wahl zwischen einem von ihnen willkürlich gewesen, nicht wahr?
Der gewählte Wert wurde nach einem Vergleich der beiden Experimente als der beste zu verwendende Wert angesehen.

Es ist ein aktualisierter experimenteller Wert, der mit Messungen von Kibble-Waagen und durch Zählen von Atomen in Siliziumkugeln übereinstimmt, um die Zahl von Avogadro zu bestimmen. Die Messung von 2010 war vermutlich nur mit einem messtechnischen Ansatz konsistent. Der neue exakte Wert stimmt mit beiden überein.

Siehe diese NIST-Seite , auf der steht

Die Messungen der Kibble-Waage und des Avogadro-Projekts konkurrieren nicht so sehr miteinander, als dass sie sich ergänzen, um das Kilogramm zu definieren. Messungen aus beiden Experimenten wurden verwendet, um den Endwert von zu bestimmen H für das neu definierte SI. Dieser Endwert ist 6.626070150 × 10 − 34  kg ⋅ M 2 / S .

"Die kombinierten Messungen hatten eine Unsicherheit von 10 Teilen pro Milliarde" - okay, das erklärt es

Ebenso können Sie fragen, warum Lichtgeschwindigkeit definiert wurde 299792458 M S − 1 und nicht etwas anderes? Die einfache Antwort ist, dass dies die Längeneinheit ändern würde M . Wie? Einfach wenn du es schaffst (sagen) 1000000000 M S − 1 dann wäre der neue Zähler da 3.33564 Zeiten des vorherigen Zählers! Dies bedeutet, dass Sie zuvor gekauft haben 1 M aus Stoff sagen wir 10 $ dann für den gleichen Preis können Sie jetzt kaufen 3.336 M aus Stoff! Nein, in diesem Fall würden die Rohstoffpreise zu stark steigen. Sie können also sehen, dass sich die meisten Dinge ändern können (auf die eine oder andere Weise). Aber Sie können sagen: "Hey! Wenn die meisten Dinge um den gleichen Faktor zunehmen werden, was ist dann das Problem?". Der Grund dafür ist, dass sich Fachleute (wie Physiker, Wirtschaftswissenschaftler usw.) zwar in (sagen wir) 5-7 Tagen an die Situation anpassen würden (obwohl die Neukalibrierung der Instrumente einige Zeit in Anspruch nehmen würde), aber es würde Monate dauern, bis eine übliche Mann sich anzupassen. Es kann auch einige drastische Auswirkungen haben (wie Leute anfangen würden, diejenigen zu täuschen, die an frühere Einheiten angepasst und den neuen unbekannt / unbekannt sind usw.). Andernfalls wird es physikalisch keinen Unterschied geben (nur Mengen würden ihre Größe ändern). In ähnlicher Weise können Sie sich Planks Konstante vorstellen.

Was Wissenschaftler also tun, ist, das Ding so genau wie möglich zu messen (in früheren Einheiten) und es dann als neuen Wert festzulegen, damit sich viele der Dinge nicht ändern.

Warum wurde die Planck-Konstante hhh auf genau 6,62607015×10−34Js6,62607015×10−34Js6,62607015\times10^{−34}\text{Js} festgelegt und nicht auf einen anderen Wert?
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