Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Фундаментальні фізичні постійні



План:


Введення

Фундаментальні фізичні постійні (вар.: константа) - постійні, що входять в рівняння, що описують фундаментальні закони природи і властивості матерії. [1] Фундаментальні фізичні постійні виникають у теоретичних моделях спостережуваних явищ у вигляді універсальних коефіцієнтів у відповідних математичних виразах.

Слово "постійна" у фізиці вживається в двоякому сенсі: а) чисельне значення деякої величини взагалі не залежить від будь-яких зовнішніх параметрів і не змінюється з часом, б) зміна чисельного значення деякої величини неістотно для розглянутої задачі. Наприклад, у небесній механіці геліоцентрична постійна вважається постійною, хоча вона зменшується зі зменшенням маси Сонця, проте ця зміна неістотно для космічних польотів. Також у фізиці високих енергій постійна тонкої структури зростає зі зростанням переданого імпульсу (на малих відстанях), проте її зміна неістотно для широкого кола звичайних явищ, наприклад, для спектроскопії.

Фізичні постійні діляться на дві основні групи - розмірні та безрозмірні постійні. Чисельні значення розмірних постійних залежать від вибору одиниць виміру. Чисельні значення безрозмірних постійних не залежать від систем одиниць і повинні визначатися чисто математично в рамках єдиної теорії. Серед розмірних фізичних постійних слід виділяти константи, які не утворюють між собою безрозмірних комбінацій, їх максимальне число дорівнює числу основних одиниць вимірювання - це і є власне фундаментальні фізичні постійні ( швидкість світла, постійна Планка та ін.) Всі інші розмірні фізичні постійні зводяться до комбінаціям безрозмірних постійних і фундаментальних розмірних постійних. З точки зору фундаментальних констант еволюція фізичної картини світу це перехід від фізики без фундаментальних констант (класична фізика) до фізики з фундаментальними константами (сучасна фізика). Класична фізика при цьому зберігає своє значення як граничний випадок сучасної фізики, коли характерні параметри досліджуваних явищ далекі від фундаментальних постійних.

Швидкість світла з'явилася ще в класичній фізиці в XVII ст., але тоді вона не грала фундаментальної ролі. Фундаментальний статус швидкість світла набула після створення Дж.К. Максвеллом електродинаміки та спеціальної теорії відносності А. Ейнштейном (1905). Після створення квантової механіки (1926) фундаментальний статус набула постійна Планка h, введена М. Планком в 1899 р. як розмірний коефіцієнт в законі теплового випромінювання. До фундаментальних постійним також ряд вчених відносить гравітаційну постійну G, постійну Больцмана k і елементарний заряд e. Фундаментальні фізичні постійні є природними масштабами фізичних величин, перехід до них як одиниці вимірювання лежить в основі квантової метрології. До фундаментальних постійним в силу історичної традиції також відносять і деякі інші фізичні постійні, пов'язані з конкретними тілами (наприклад, маси елементарних частинок), проте ці постійні повинні згідно сучасним уявленням виводитися з більш фундаментального масштабу маси (енергії) - т.зв. вакуумного середнього поля Хіггса.


1. Фундаментальні фізичні постійні [2]

Величина Символ Значення Прим.
швидкість світла в вакуумі \ C 299 792 458 м с -1 точно
характеристичне опір вакууму \ Z_0 = \ mu_0 c 376,730 313 46 177 ... Ω точно
гравітаційна постійна \ G 6,674 28 (67) 10 -11 м 3 кг -1 с -2 a
постійна Планка (елементарний квант дії) \ H 6,626 068 96 (63) 10 -34 Дж с a
постійна Планка (приведена) \ Hbar = h / 2 \ pi 1,054 571 628 (53) 10 -34 Дж с a
елементарний заряд \ E 1,602 176 487 (40) 10 -19 Кл a
постійна Больцмана \ K 1,380 6504 (24) 10 -23 Дж К -1 a
магнітна постійна (по старій термінології - магнітна проникність вакууму) μ 0 4 \ pi \ times 10 ^ {-7} Н а -2 точно
μ 0 1,256 637 061 4359 ... 10 -6 Н а -2

2. Планковские величини (розмірні комбінації постійних c, G, h, k)

Назва Символ Значення Прим.
Планка маса m_p = (\ hbar c / G) ^ {1 / 2} 2,176 44 (11) 10 -8 кг a
Планка довжина l_p = (\ hbar G / c ^ 3) ^ {1 / 2} 1,616 252 (81) 10 -35 м a
планковские час t_p = (\ hbar G / c ^ 5) ^ {1 / 2} 5,391 24 (27) 10 -44 з a
Планка температура T_p = \ frac {1} {k} (\ hbar c ^ 5 / G) ^ {1 / 2} 1.416785 (71) 10 32 K a

3. Постійні, що зв'язують різні системи одиниць

Назва Символ Значення Прим.
постійна тонкої структури \ Alpha = e ^ 2 / 4 \ pi \ varepsilon_0 \ hbar c (Система СІ) 7,297 352 5376 (50) 10 -3 a
α - 1 137,035 999 679 (94) a
електрична постійна \ Varepsilon_0 = 1 / (\ mu_0 c ^ 2) 8,854 187 817 620 ... 10 -12 Ф м -1 точно
атомна одиниця маси \ M_u = 1 а. е. м. 1,660 538 782 (83) 10 -27 кг a
число Авогадро \ L , \ N_A 6,022 141 79 (30) 23 жовтня моль -1 a

4. Деякі інші фізичні постійні

Назва Символ Значення Прим.
маса електрона \ M_e 9,109 382 15 (45) 10 -31 кг a
маса протона \ M_p 1,672 621 637 (83) 10 -27 кг a
маса нейтрона \ M_n 1,674 927 211 (84) 10 -27 кг a
постійна Фарадея \ F = N_A e 96 485,3399 (24) Кл моль -1 a
газова постійна \ R = k N_A 8,314 472 (15) Дж К -1 моль -1 a
питома молярний об'єм ідеального газу (при 273,15 К, 101,325 кПа) \ V_m 22,413 996 (39) 10 -3 м моль -1 a
стандартне атмосферний тиск atm 101 325 Па точно
борівський радіус a_0 = \ alpha / (4 \ pi R_ \ infin) 0,529 177 208 59 (36) 10 -10 м a
енергія Хартрі E_h = 2 R_ \ infin h c 4,359 743 94 (22) 10 -18 Дж a
постійна Рідберга R_ \ infin = \ alpha ^ 2 m_e c / 2h 1,097 373 156 853 9 (55) 10 7 м -1 a
магнетон Бора \ Mu_B = e \ hbar / 2m_e 927,400 915 (23) 10 -26 Дж Тл -1 a
магнітний момент електрона μ e -928,476 377 (23) 10 -26 Дж Тл -1 a
g-фактор вільного електрона g e = 2μ e / μ B 2,002 319 304 3622 (15) a
ядерний магнетон μ N 5,050 783 24 (13) 10 -27 Дж Тл -1 a
магнітний момент протона μ p 1,410 606 662 (37) 10 -26 Дж Тл -1 a
гіромагнітного ставлення протона γ p = 2μ p / μ N 2,675 222 099 (70) 10 8 с -1 Тл -1 a
перший радіаційна постійна c 1 = 2π h c 2 3,741 771 18 (19) 10 -16 Вт м a
другий радіаційна постійна c 2 = h c / k 1,438 7752 (25) 10 -2 м К a
постійна Стефана-Больцмана \ Sigma = (\ pi ^ 2 / 60) k ^ 4 / \ hbar ^ 3 c ^ 2 5,670 400 (40) 10 -8 Вт м-2 до -4 a
постійна Вина b = c 2 / 4,965114231 ... 2,8977685 (51) 10 -3 м К а
стандартне прискорення вільного падіння на поверхні Землі g n 9,806 65 м с -2 a
Температура потрійної точки води T 0 273,16 K (точно) a

Примітки

  1. Фундаментальні фізичні константи / / Фізична енциклопедія, т.5. М.: "Велика Російська енциклопедія", 1998, с.381-383.
  2. CODATA Internationally recommended values ​​of the Fundamental Physical Constants - physics.nist.gov / cuu / Constants /

Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Фундаментальні взаємодії
Постійні Фейгенбаума
Фізичні властивості
Постійні Оорта
Постійні Фейгенбаума
Фізичні науки
Стандартні фізичні характеристики астероїда
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru