In het jaar 1900 introduceerde Dr. Max Planck een mysterieus getal in de wereld van de natuurkunde. Dit getal staat nu bekend als de constante van Planck , zou de hoeksteen van de kwantummechanica worden en uiteindelijk de dag helpen redden in een populaire Netflix-serie. Maar wat is de constante van Planck precies, en waarom is deze zo cruciaal?

1. Klassieke mechanica versus kwantummechanica
2. De constante van Planck in de kwantumtheorie
3. Waarom kleine veranderingen in de constante materie van Planck
4. Heeft 'Stranger Things' het goed gedaan?

Klassieke mechanica versus kwantummechanica

De kwantummechanica houdt zich bezig met de kleine deeltjes waaruit ons universum bestaat en de interacties daartussen. De constante van Planck is essentieel bij het definiëren van het gedrag van deze deeltjes.

Maar om het belang ervan echt te kunnen waarderen, moeten we eerst het verschil begrijpen tussen de klassieke mechanica, die de beweging van alledaagse voorwerpen beschrijft, en de kwantummechanica, die diep in de microscopische schaal van het universum duikt.

Klassieke mechanica

Deze tak van de natuurkunde, die Sir Isaac Newton eind 17e eeuw beschreef, houdt zich bezig met de waarneembare wereld en legt uit hoe appels uit bomen vallen en planeten in een baan om sterren draaien. Als we energie als water beschouwen, kunnen we in de klassieke mechanica elke hoeveelheid water continu gieten.

Kwantummechanica

Betreed het rijk van het bizarre en onverwachte! In de kwantummechanica gedraagt ​​energie zich iets anders. In plaats van continu water te gieten, is het alsof je suikerklontjes aan een koffiekopje toevoegt. We kunnen één, twee of drie suikerklontjes toevoegen, maar niet de helft of een kwart.

Deze discrete aard van energie is een fundamenteel concept in de kwantumtheorie, en het is waar de constante van Planck tussenbeide komt.

De constante van Planck in de kwantumtheorie

De constante van Planck definieert de hoeveelheid energie die een foton (een lichtdeeltje) kan dragen, gebaseerd op de frequentie van zijn elektromagnetische golf. Deze relatie tussen fotonenenergie en elektromagnetische straling is cruciaal voor het begrijpen van verschijnselen als het foto-elektrisch effect.

Elektromagnetische straling en elementaire deeltjes "vertoonen intrinsiek zowel deeltjes- als golfeigenschappen", legt Fred Cooper, een externe professor aan het Santa Fe Institute, een onafhankelijk onderzoekscentrum in New Mexico, per e-mail uit.

"De fundamentele constante die deze twee aspecten van deze entiteiten met elkaar verbindt, is de constante van Planck", zegt hij. "Elektromagnetische energie kan niet continu worden overgedragen, maar wordt overgedragen door discrete lichtfotonen waarvan de energie E wordt gegeven door E =hf, waarbij h de constante van Planck is en f de frequentie van het licht."

Waarom kleine veranderingen in de constante materie van Planck

Een van de intrigerende aspecten van de constante van Planck is dat de waarde ervan in de loop van de tijd kleine veranderingen heeft ondergaan. Hoewel deze kleine aanpassingen er niet voor zorgen dat de aarde stopt met draaien, zou een significante afwijking in de waarde ervan kunnen leiden tot een universum waarin atomen groter zijn dan sterren. Over een kosmische opschudding gesproken!

En voor de trivia-enthousiastelingen:de grootte van een kilogram is nu afhankelijk van de constante van Planck. Ja, deze kleine fundamentele fysieke constante speelt een rol bij het bepalen van het gewicht.

Heeft 'Stranger Things' het goed gedaan?

Als je een 'Stranger Things'-liefhebber bent, herinner je je misschien een scène uit seizoen drie over de constante van Planck. Maar er is een wending! De showrunners gebruikten de waarde uit 2014 voor de constante van Planck in plaats van de waarde uit 1985, een kleine hapering in hun verder nauwgezette aandacht voor detail.

Dit artikel is bijgewerkt in combinatie met AI-technologie, vervolgens op feiten gecontroleerd en bewerkt door een HowStuffWorks-editor.

Veel beantwoorde vragen

Waar wordt de constante van Planck voor gebruikt?

Is er een verband met andere constanten?