ЕСТЕСТВЕННЫЕ СИСТЕМЫ ЕДИНИЦ

ЕСТЕСТВЕННЫЕ СИСТЕМЫ ЕДИНИЦ, системы единиц, в к-рых за основные единицы приняты фундаментальные физические постоянные - такие, напр., как гравитационная постоянная G, скорость света в вакууме с, постоянная Планка h, постоянная Больцмана k, число Авогадро N_A, заряд электрона е, масса покоя электрона т_е и др. Размер осн. единиц в Е. с. е. определяется явлениями природы; этим естеств. системы принципиально отличаются от др. систем единиц, в к-рых выбор единиц обусловлен требованиями практики измерений. По идее М. Планка, впервые (1906) предложившего Е. с. е. с осн. единицами h, с, G, k, она была бы независима от земных условий и пригодна для любых времён и мест Вселенной.

Предложен целый ряд др. Е. с. е. (Г. Льюиса, Д. Хартри, А. Руарка, П. Дирака, А. Грески и др.). Для Е. с. е. характерны чрезвычайно малые размеры единиц длины, массы и времени (напр., в системе Планка - соответственно 4,03*10^-35м, 5,42*10^-8 кг и 1,34*10^-43 сек) и, наоборот, громадные размеры единицы темп-ры (3,63*10³²С). Вследствие этого Е. с. е. неудобны для практич. измерений; кроме того, точность воспроизведения единиц на неск. порядков ниже, чем осн. единиц Международной системы (СИ), т. к. ограничивается точностью знания физ. констант. Однако в теоретич. физике применение Е. с. е. позволяет иногда упростить уравнения и даёт нек-рые др. преимущества (напр., система Хартри позволяет упростить запись уравнений квантовой механики).

Лит.: Долинский Е. Ф., Пилипчук Б, И., Естественные системы единиц, в кн.: Энциклопедия измерений, контроля и автоматики (ЭИКА), в. 4, М.- Л., 1965, с. 3-8. К. П. Широков.

Физический энциклопедический словарь.— М.: Советская энциклопедия.Главный редактор А. М. Прохоров.1983.

ЕСТЕСТВЕННЫЕ СИСТЕМЫ ЕДИНИЦ

- системы единиц измерений, в к-рых за осн. единицы приняты фундам. постоянные - скорость света в вакууме с, гравитац. постоянная G, постоянная Планка h, постоянная Больцмана k, число Авогадро N_A и др. В обычных системах единиц размер осн. единиц выбирают произвольно; этот выбор определяет значение коэф. в разл. физ. соотношениях. В Е. с. е. приняты за единицы сами эти коэф., являющиеся мировыми постоянными, и при этом условии из физ. соотношений вычисляются единицы разл. физ. величин. Т. о., вид соответствующих ур-ний физики значительно упрощается. В разл. областях применяются разл. Е. с. е., в к-рых ур-ния освобождаются от коэф., содержащих размерные постоянные. Е. с. е. можно в принципе воспроизвести в лаборатории без сравнения с эталонами. ; она названа в честь М. Планка (М. Planck), к-рый впервыеуказал на возможность построения такой системы в 1899 (до введения Планка постоянной, вместо неё Планк вводил постоянную Вина b, к-рая, как впоследствии было установлено, выражается через h и k: b=h/k). Планковской Е. с. е. пользуются в космологии; она особенно удобна для описания процессов, в к-рых одновременно существенны квантовые и гравитац. эффекты, напр., в теории чёрных дыр и теории ранней Вселенной. комптоновская длина волны-₀ , различная для разных элементарных частиц, задаётся массой М частицы:В теории тяготения масштаб длины определяется гравитац. радиусом r_g=2GM/c², также связанным с массой М. В планковской системе единиц за единицу длины L_p берётся ср. геометрическое -₀ и r_g

к-рое не зависит от масс. Др. способ введения Е. с. е. состоит в определении планковской единицы массы М _р из условия где левая часть представляет собой гравитац. аналог тонкой структуры постоянной.
Ниже приведена таблица значений единиц планковской системы в единицах СИ:

Иногда через фундам. постоянные выражают единицу заряда Q_p=(hc)^1/2 = l,8756.10^-8 Кл и сопротивления R _р=1/с=29,98 Ом. Точность единиц ограничивается точностью, с к-рой определена гравитац. постоянная G=6,6745 (b0,0008) .10^-11 м ³ кг ^-1c^-2.В теории электрослабого взаимодействия используется система, в к-рой единица длины L_F определяется, исходя из константы Ферми (константы слабого четырёхфермионного взаимодействия, см. Слабое взаимодействие), в обычных для физики высоких энергий единицах:Единица энергии в ней равна В модели великого объединения (ВО) вводится система, точные масштабы единиц к-рой пока не определены. Оценка масштаба единиц такой системы:

отражает иерархию масштабов в совр. эволюц. модели Вселенной. W- и Z-бозонов, определяющими соответствено электрослабое взаимодействие и великое объединение. Планковская же масса не обязательно связана с бозоном, т. к. гравитация не требует существования промежуточного бозона, передающего взаимодействие. Лит.: Бете Г., Солпитер Э., Квантовая механика атомов с одним и двумя электронами, пер. с англ., М., I960. Я. А. Смородинский.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия.Главный редактор А. М. Прохоров.1988.

системы единиц, в к-рых в качестве осн. единиц приняты фундаментальные фиэ. постоянные. Наиболее известными Е. с. е. являются системы М. Планка и Д. Хартри. В Е. с. е. Планка в качестве осн. единиц приняты: Планка постоянная h, скорость света в вакууме с, гравитационная постоянная G и Больцмана постоянная k. Осн. единицами Е. с. e_i Хартри, позволяющей упростить ур-ния квантовой механики, являются: элементарный электрический заряд е, масса покоя электрона т_в, Планка постоянная h = h/2ПИ и радиус первой боровской орбиты атома водорода а_а. Однако Е. с. е. неудобны для практич. измерений, поскольку для них характерны малые размеры единиц длины, массы и времени. В отличие от Междунар. системы единиц (СИ) Е. с. е. удобны только для использования в отд. областях теоретической физики, где они и применяются.

системы единиц, в к-рых за осн. единицы приняты фундам, физ. постоянные (напр., скорость света, постоянная Планка). Применение Е. с. е. часто позволяет упростить запись ур-ний теоретич. физики (см., напр., Хартри система единиц).