Osnovne fizikalne konstante

Primeri, kdaj se lahko uporabljajo

Artur Debat/Getty Images

Fizika je opisana v jeziku matematike in enačbe tega jezika uporabljajo široko paleto fizikalne konstante . V zelo realnem smislu vrednosti teh fizičnih konstant določajo našo realnost. Vesolje, v katerem bi bili drugačni, bi se radikalno spremenilo od tistega, v katerem živimo.

Odkrivanje konstant

Do konstant se na splošno pride z opazovanjem, bodisi neposredno (kot pri merjenju naboja elektrona ali hitrosti svetlobe) bodisi z opisom razmerja, ki je merljivo, in nato izpeljavo vrednosti konstante (kot v primeru gravitacijska konstanta). Upoštevajte, da so te konstante včasih zapisane v različnih enotah, tako da če najdete drugo vrednost, ki ni popolnoma enaka kot tukaj, je bila morda pretvorjena v drug niz enot.

Ta seznam pomembnih fizikalnih konstant⁠ – skupaj z nekaterimi komentarji o tem, kdaj se uporabljajo⁠ – ni izčrpen. Te konstante bi vam morale pomagati razumeti, kako razmišljati o teh fizičnih konceptih.

Hitrost svetlobe

Celo prej Albert Einstein je prišel, je opisal fizik James Clerk Maxwell hitrost svetlobe v prostem prostoru v njegovih slavnih enačbah, ki opisujejo elektromagnetna polja. Kot je Einstein razvil teorija relativnosti , je svetlobna hitrost postala pomembna kot konstanta, ki je podlaga za številne pomembne elemente fizične strukture realnosti.

c = 2,99792458 x 10⁸metrov na sekundo

Naboj elektrona

Sodobni svet deluje na elektriko in električni naboj elektrona je najbolj temeljna enota, ko govorimo o obnašanju elektrike ali elektromagnetizma.

in = 1,602177 x 10^-19C

Gravitacijska konstanta

Gravitacijska konstanta je bila razvita kot del zakon gravitacije razvil Sir Isaac Newton . Merjenje gravitacijske konstante je običajen eksperiment, ki ga izvajajo študenti začetnike fizike z merjenjem gravitacijske privlačnosti med dvema predmetoma.

G = 6,67259 x 10^-enajstN m^dva/kg^dva

Planckova konstanta

fizik Max Planck začelo področje kvantna fizika z razlago rešitve 'ultravijolične katastrofe' pri raziskovanju sevanje črnega telesa problem. Pri tem je definiral konstanto, ki je postala znana kot Planckova konstanta, ki se je še naprej pojavljala v različnih aplikacijah skozi revolucijo kvantne fizike.

h = 6,6260755 x 10^{-3 4}J s

Avogadrovo število

Ta konstanta se veliko bolj aktivno uporablja v kemiji kot v fiziki, vendar se nanaša na število molekul, ki jih vsebuje ena Krt snovi.

N_A = 6,022 x 10²³molekul/mol

Plinska konstanta

To je konstanta, ki se pojavi v številnih enačbah, povezanih z obnašanjem plinov, kot je zakon o idealnem plinu kot del kinetična teorija plinov .

R = 8,314510 J/mol K

Boltzmannova konstanta

Ta konstanta, imenovana po Ludwigu Boltzmannu, povezuje energijo delca s temperaturo plina. Je razmerje plinske konstante R na Avogadrovo številko N_A:

k = R / N_A = 1,38066 x 10-23 J/K

Mase delcev

Vesolje je sestavljeno iz delcev in mase teh delcev se med študijem fizike pojavljajo na številnih različnih mestih. Čeprav jih je veliko več temeljni delci kot samo te tri, so to najpomembnejše fizikalne konstante, na katere boste naleteli:

Masa elektrona = m_in = 9,10939 x 10^-31kg

Nevtronska masa = m_n = 1,67262 x 10^-27kg

Masa protona = m_str = 1,67492 x 10^-27kg

Prepustnost prostega prostora

Ta fizična konstanta predstavlja sposobnost klasičnega vakuuma, da dopušča električne silnice. Znan je tudi kot epsilon nič.

e₀= 8,854 x 10^-12C^dva/N m^dva

Coulombova konstanta

Prepustnost prostega prostora se nato uporabi za določitev Coulombove konstante, ključne značilnosti Coulombove enačbe, ki uravnava silo, ki nastane zaradi medsebojnega delovanja električnih nabojev.

k = 1/(4 str₀ ) = 8,987 x 10⁹N m^dva/C^dva

Prepustnost prostega prostora

Podobno kot prepustnost prostega prostora se ta konstanta nanaša na magnetne silnice, dovoljene v klasičnem vakuumu. Pojavlja se v Amperovem zakonu, ki opisuje silo magnetnih polj:

m ₀= 4 Pi x 10^-7Wb/A m