日本大百科全書(ニッポニカ) 「プランク定数」の意味・わかりやすい解説
プランク定数
ぷらんくていすう
Planck's constant
量子力学的な現象を特徴づける普遍定数。ドイツの物理学者プランクが熱放射の研究のなかで1900年に発見した。hで表す。その値は現在では
h=6.62606896×10-34J・s
とされる。hを2πで割ったħを用いることも多い。プランクは、光と熱平衡にある荷電振動子(振動数ν)を考え、これは光をエネルギー量子hνずつ放出・吸収するとしたが、その物理的理由は明らかにできなかった。アインシュタインは、νを光の振動数としhνを1個の光量子のエネルギーとしてとらえ(1905)、これが運動量hν/cを担うとした。この考えを物質粒子にまで広げ、粒子と波動の二重性を一般的にエネルギーEと振動数の関係E=hνおよび運動量pと波長λの関係p=h/λとしてとらえる端緒をつくったのはフランスのド・ブローイである(1923)。不確定性原理も、この二重性の帰結と考えることができる。量子力学が完成したとき(1926)、これらはすべて次の二つの基本方程式から導かれるものとなった。すなわち、運動量の演算子と座標の演算子の間の正準交換関係
-=ih/(2π)
および任意の力学量Âが時間tとともに変化する方法を定めるハイゼンベルクの運動方程式
dÂ(t)/dt=(2πi/h)[ĤÂ-ÂĤ]
から導かれる。Ĥは系のエネルギーの演算子である。
[江沢 洋]