Finstrukturkonstanten

Texten från svenska Wikipedia

Finstruktur av väteatomens energinivåer - relativistiska korrektioner på Bohrs atommodell

Finstrukturkonstanten är en dimensionslös storhet (betecknas α) som enligt moderna tolkningar anger den elektromagnetiska kraftens styrka. Eftersom denna kopplingskonstant alfa är mycket mindre än ett, är kvantelektrodynamik en relativt enkel kvantfältteori för denna fundamentala naturkraft. Men talet introducerades redan 1916 av Sommerfeld som ett hastighetsförhållande för att beräkna relativistiska effekter i väteatomen.^[1] Värdet har kommit på tal i forskningen om frågan om ljusets hastighet alltid varit densamma.

Den har värdet (enligt senaste mätningar)^[2]

$\alpha = 7,\!297\ 352\ 5376(50) \times 10^{-3} = \frac{1}{137,\! 035\ 999\ 679(94)}\ .$

Den kan definieras som

$\alpha = \frac{e^2}{2 \varepsilon_0 h c} = \frac {\mu_0 c \ e^2}{2 \ h},$

där $e \$ är elementarladdningen, $h \$ är Plancks konstant, $c \$ är ljusets hastighet i vakuum, $\varepsilon_0 \$ är den elektriska konstanten och $\mu_0 \$ är den magnetiska konstanten.

Samband

Finstrukturkonstanten ger samband mellan några storheter inom elektronfysik:

En elektron med kinetisk energy 1 Ry = 13,6 eV har en fart 137 gånger mindre än ljusets hastighet
En Hartree = 27,2 eV = 2 Ry är 137² gånger mindre än elektronens vilomassa på 511 keV
Bohrradien är 137 gånger så stor som Comptonvåglängden, som i sin tur är 137 gånger så stor som den klassiska elektronradien.