众所周知在国际单位制中三个基本单位为时间单位(s)、长度单位(m)、质量单位(kg),其他的单位都可以由这三个单位的组合表示。
理论物理中光速\(C\approx3\times10^8m/s\)以及约化普朗克常数\(\hbar\approx6.58\times10^{-22}Mev·s\)经常被用到。如果每次要写这么大的数那太麻烦了。所以决定直接令\(c=1\),\(\hbar=1\)。又有质能方程:\(E=mc^2\)。于是在自然单位制中,时间单位、长度单位、能量单位、质量单位都可以互相表示。通常使用Mev来表示一切单位。
下边列出常用的几个关系:
- \(197Gev·fm=1\)
- \(6.58\times10^{-22}Mev·s=1\)
- \(1Mev=1.778\times10^{-30}kg\)
以第三个式子为例,推导过程如下:
step1:通过光速为1可以退出时间单位与距离单位的关系如下:
\[3\times10^8 m/s =1\\
1s=3\times10^8m
\]
step2:可以推出能量单位焦耳和质量单位千克之间的关系如下:
\[J=\frac{kg·m^2}{s^2}\\
=\frac{kg·m^2}{9\times10^{16}m^2}\\
=\frac{1}{9\times10^{16}}kg
\]
step3:进而可以推出能量单位Mev与质量单位千克之间的关系如下:
\[1Mev=10^6 ev
\]
\[1e=1.6\times10^{-19}C
\]
\[1J=1C·v
\]
\[1Mev = \frac{Mev}{kg}kg\\
=\frac{10^6\times1.6\times10^{19}C·v}{kg}kg\\
=\frac{1.6\times10^{-13}}{9\times10^{16}}kg\\
=1.778\times10^{-30}kg
\]
可以继续用类似的方法推导其他单位之间与Mev之间的关系。再附上一个查询不同单位制下值的网站:https://zh.webqc.org/constants.php