Открыть главное меню

Рациональная система единиц — система физических единиц, в которой в качестве физических единиц измерения приняты основные константы теории относительности и квантовой механики — скорость света и постоянная Планка [1][2][3][4][5][6][7][8][9]. Единицей измерения длины является комптоновская длина волны электрона (квантовая электродинамика) или протона (квантовая хромодинамика) , единицей измерения времени является величина , единицей измерения массы является масса электрона или протона [10]. Иногда в качестве единицы массы используется масса, эквивалентная энергии в 1 Мэв, или в качестве длины - расстояние, равное ферми, или в качестве интервала времени - секунда[11]. Для перехода в рациональную систему единиц размерности всех физических величин приводятся к размерности длины (или массы) в соответствующей степени путём умножения на соответствующие степени постоянной Планка и скорости света[1]. Затем в математических формулах символы скорости света и постоянной Планка заменяются на . В этой системе единиц масса, энергия и импульс имеют размерность обратной длины, время имеет размерность длины[12].

Рациональная система единиц широко применяется в теоретической физике и теоретической астрономии.

Преимуществом применения рациональной системе единиц в математических формулах, описывающих физические явления, является отсутствие числовых множителей, относящиеся к постоянной Планка и скорости света, что облегчает расчеты.

Существенными недостатками рациональной системы единиц являются: очень далёкие от практики значения производных единиц; значения некоторых постоянных известны с недостаточной точностью, и их уточнение потребовало бы изменения образцовых мер; открытие новых физических явлений или закономерностей может привести к существенному изменению соотношений между значениями единиц, принятых за основные[13].

Содержание

Единицы измеренияПравить

Основной источник: [14]
Величина Формула определения Значение (система СГС) Значение (система СИ)
Длина Комптоновская длина волны электрона    см   м
Время Величина     с   с
Масса Масса электрона     г   кг
Площадь     см2   м2
Энергия Величина     эрг   дж
Импульс Величина     г*см/с   кг*м/с
Момент импульса Постоянная Планка     эрг*c   Дж*c
Электрический заряд     СГС   Кл
Скорость Скорость света     см/с   м/с
Ускорение     см/с2   м/с2
Сила Величина     дин   Н
Момент силы     дин*см   Н*м
Сила тока     СГС   А
Напряжённость электрического поля     СГС   В/м
Потенциал     СГС   В

Размерности физических величинПравить

Физическая величина Размерность (длина) Размерность (масса)
Длина    
Время    
Скорость Безразмерная величина Безразмерная величина
Действие Безразмерная величина Безразмерная величина
Угловой момент Безразмерная величина Безразмерная величина
Электрический заряд Безразмерная величина Безразмерная величина
Масса    
Энергия    
Импульс    
Гравитационная постоянная    
Напряжённость электрического поля    
Напряжённость магнитного поля    
Лагранжиан    

См. такжеПравить

ПримечанияПравить

  1. 1 2 Паули, 1947, с. 7.
  2. Фейнман, 1964, с. 48.
  3. Окунь, 1984, с. 121.
  4. Садовский, 2003, с. 25.
  5. Сена Л. А. Единицы физических величини и их размерности. — М.: Наука, 1977. — С. 272.
  6. Чуянов В.А. Физика от "А" до Я. Краткий энциклопедический словарь. — М.: ОАО "Издательство Педагогика-Пресс", 2003. — ISBN 5-7155-0790-1. — Тираж 5 100 экз. — С. 9
  7. Ф. Гофман, Г. Бете Мезоны и поля. Т. 2. Мезоны. — М.: ИЛ, 1957. — С. 9
  8. Наумов А. И. Физика атомного ядра и элементарных частиц. - М., Просвещение, 1984. - С. 8
  9. Перкинс Д. Введение в физику высоких энергий. - М., Мир, 1975. - С. 34
  10. Фейнман, 1964, с. 49.
  11. Челлен, 1966, с. 27.
  12. Боголюбов, 1980, с. 10.
  13. Сена Л. А. Единицы физических величин и их размерности. — М.: Наука, 1977. — С. 48.
  14. Сена, 1977, с. 319.

ЛитератураПравить

  • Боголюбов Н.Н., Ширков Д.В. Квантовые поля. — М.: Наука, 1980. — 320 с.
  • Паули В. Релятивистская теория элементарных частиц. — М.: ИЛ, 1947. — 83 с.
  • Окунь Л. Б. Физика элементарных частиц. — М.: Наука, 1984. — 223 с.
  • Фейнман Р. Квантовая электродинамика. — М.: Мир, 1964. — 219 с.
  • Садовский М. В. Лекции по квантовой теории поля. — М.: Институт компьютерных исследований, 2003. — 480 с. — ISBN 5-93972-241-5.
  • Челлен Г. Физика элементарных частиц. — М.: Наука, 1966. — 556 с.
  • Сена Л. А. Единицы физических величин и их размерности. — М.: Наука, 1977. — 336 с.