基本物理定数

使用できる場合の例

アルトゥール・デバット/ゲッティイメージズ

物理学は数学の言語で記述されており、この言語の方程式はさまざまな数式を利用しています。 物理定数 .非常に現実的な意味で、これらの物理定数の値が私たちの現実を定義します。それらが異なっていた宇宙は、私たちが住んでいる宇宙から根本的に変化するでしょう.

定数の発見

定数は一般に、観測によって直接 (電子の電荷または光の速度を測定するときのように)、または測定可能な関係を記述して定数の値を導出することによって (電子の電荷または光の速度の場合のように) 到達します。重力定数）。これらの定数は異なる単位で記述されている場合があるため、ここに記載されている値とまったく同じではない別の値が見つかった場合は、別の単位セットに変換されている可能性があることに注意してください。

この重要な物理定数のリストと、それらがいつ使用されるかについての解説は、すべてを網羅しているわけではありません。これらの定数は、これらの物理的概念について考える方法を理解するのに役立ちます。

光の速度

前にも アルバート・アインシュタイン 物理学者のジェームズ・クラーク・マクスウェルは、 光の速度 電磁場を記述する彼の有名な方程式の自由空間で。アインシュタインが開発したように、 相対性理論 、光の速度は、現実の物理的構造の多くの重要な要素の根底にある定数として関連するようになりました.

c = 2.99792458 × 10⁸メートル/秒

電子の電荷

現代の世界は電気で動いており、電子の電荷は、電気や電磁気の振る舞いを語るときの最も基本的な単位です。

と = 1.602177 × 10^-19ハ

重力定数

重力定数は、 重力の法則 によって開発された アイザック・ニュートン卿 .重力定数の測定は、2 つのオブジェクト間の引力を測定することにより、初歩的な物理学の学生によって行われる一般的な実験です。

G = 6.67259 × 10^-十一Nm²/kg²

プランク定数

物理学者 マックス・プランク の分野を始めました 量子物理学 探検における「紫外線の大惨事」への解決策を説明することによって 黒体放射 問題。そうすることで、彼はプランク定数として知られるようになった定数を定義しました。これは、量子物理学革命を通じてさまざまなアプリケーションに現れ続けました。

時間 = 6.6260755 × 10^-3.4J s

アボガドロ数

この定数は、物理学よりも化学でより積極的に使用されますが、1 つに含まれる分子の数に関連しています。 モル 物質の。

N_あ = 6.022 × 10²³分子/モル

ガス定数

これは、理想気体の法則の一部としての気体の挙動に関連する多くの方程式に現れる定数です。 気体の動力学理論 .

R = 8.314510 J/mol K

ボルツマン定数

Ludwig Boltzmann にちなんで名付けられたこの定数は、粒子のエネルギーを気体の温度に関連付けます。気体定数の比です R アボガドロ数に N_A:

k = R / N_あ = 1.38066 x 10-23 J/K

粒子質量

宇宙は粒子で構成されており、これらの粒子の質量は、物理学の研究を通じてさまざまな場所に現れます。もっとたくさんあるのに 基本粒子 これら 3 つだけではなく、最も関連性の高い物理定数です。

電子質量 = m_と = 9.10939 × 10^-31kg

中性子質量 = m_n = 1.67262 × 10^-27kg

陽子の質量 = メートル_p = 1.67492 × 10^-27kg

自由空間の誘電率

この物理定数は、電気力線を可能にする従来の真空の能力を表しています。イプシロン・ノートとも呼ばれます。

e₀= 8.854 × 10^-12ハ²/N・m²

クーロン定数

次に、自由空間の誘電率を使用して、電荷の相互作用によって生じる力を支配するクーロン方程式の重要な特徴であるクーロン定数を決定します。

k = 1/(4 p₀ ) = 8.987 × 10⁹Nm²/C²

フリースペースの透過性

自由空間の誘電率と同様に、この定数は古典的な真空で許容される磁力線に関連しています。これは、磁場の力を説明するアンペールの法則に影響します。

メートル ₀= 4 円周率 ×10^-7Wb/Am