Pagrindinės fizinės konstantos

Pavyzdžiai, kada jie gali būti naudojami

Artur Debat / Getty Images

Fizika aprašyta matematikos kalba, o šios kalbos lygtys naudoja daugybę fizinės konstantos . Tikra prasme šių fizinių konstantų reikšmės apibrėžia mūsų tikrovę. Visata, kurioje jie būtų kitokie, būtų radikaliai pakeista nei ta, kurioje gyvename.

Konstantų atradimas

Konstantos paprastai gaunamos stebint tiesiogiai (kaip matuojant elektrono krūvį arba šviesos greitį), arba aprašant ryšį, kurį galima išmatuoti, o tada išvedant konstantos vertę (kaip ir gravitacinė konstanta). Atminkite, kad šios konstantos kartais rašomos skirtingais vienetais, taigi, jei rasite kitą reikšmę, kuri nėra visiškai tokia pati, kaip čia, ji gali būti konvertuota į kitą vienetų rinkinį.

Šis reikšmingų fizinių konstantų sąrašas kartu su kai kuriais komentarais apie tai, kada jos naudojamos, nėra baigtinis. Šios konstantos turėtų padėti suprasti, kaip galvoti apie šias fizines sąvokas.

Šviesos greitis

Net ir anksčiau Albertas Einšteinas atėjo kartu, fizikas Jamesas Clerkas Maxwellas aprašė šviesos greitis laisvoje erdvėje savo garsiosiose lygtyse, apibūdinančiose elektromagnetinius laukus. Kai Einšteinas sukūrė Reliatyvumo teorija , šviesos greitis tapo aktualus kaip konstanta, kuri yra daugelio svarbių tikrovės fizinės struktūros elementų pagrindas.

c = 2,99792458 x 10⁸metrų per sekundę

Elektrono krūvis

Šiuolaikinis pasaulis veikia elektra, o elektrono elektrinis krūvis yra svarbiausias vienetas kalbant apie elektros elgseną ar elektromagnetizmą.

ir = 1,602177 x 10^-19C

Gravitacinė konstanta

Gravitacinė konstanta buvo sukurta kaip dalis gravitacijos dėsnis sukurta Seras Izaokas Niutonas . Gravitacinės konstantos matavimas yra įprastas eksperimentas, kurį atlieka įvadiniai fizikos studentai, matuodami gravitacinę trauką tarp dviejų objektų.

G = 6,67259 x 10^-vienuolikaN m^du/kilogramas^du

Planko konstanta

Fizikas Maksas Plankas pradėjo sritį Kvantinė fizika paaiškindamas „ultravioletinės katastrofos“ sprendimą tyrinėjant juodųjų kūno spindulių problema. Tai darydamas jis apibrėžė konstantą, kuri tapo žinoma kaip Plancko konstanta, kuri ir toliau buvo rodoma įvairiose programose per visą kvantinės fizikos revoliuciją.

h = 6,6260755 x 10^-3.4J s

Avogadro numeris

Ši konstanta chemijoje naudojama daug aktyviau nei fizikoje, tačiau ji siejasi su molekulių, esančių vienoje apgamas medžiagos.

N_A = 6 022 x 10²³molekulių/mol

Dujų konstanta

Tai konstanta, kuri rodoma daugelyje lygčių, susijusių su dujų elgesiu, pvz., Idealiųjų dujų dėsnis yra dalis kinetinė dujų teorija .

R = 8,314510 J/mol K

Boltzmanno konstanta

Ši konstanta, pavadinta Ludwigo Boltzmanno vardu, sieja dalelės energiją su dujų temperatūra. Tai yra dujų konstantos santykis R į Avogadro numerį N_A:

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

Dalelių masės

Visata sudaryta iš dalelių, o tų dalelių masės fizikos studijų metu taip pat rodomos įvairiose vietose. Nors yra daug daugiau pagrindinės dalelės ne tik šios trys, bet ir svarbiausios fizinės konstantos, su kuriomis susidursite:

Elektronų masė = m_ir = 9,10939 x 10^-31kilogramas

Neutronų masė = m_n = 1,67262 x 10^-27kilogramas

Protono masė = m_p = 1,67492 x 10^-27kilogramas

Laisvos erdvės leistinumas

Ši fizinė konstanta parodo klasikinio vakuumo gebėjimą leisti elektrinio lauko linijas. Jis taip pat žinomas kaip epsilon naught.

e₀= 8,854 x 10^-12C^du/N m^du

Kulono konstanta

Tada laisvos erdvės laidumas naudojamas Kulono konstantai nustatyti, kuri yra pagrindinė Kulono lygties savybė, valdanti sąveikaujančių elektros krūvių sukuriamą jėgą.

k = 1/(4 p₀ ) = 8,987 x 10⁹N m^du/C^du

Laisvos erdvės pralaidumas

Panašiai kaip laisvos erdvės laidumas, ši konstanta yra susijusi su klasikiniame vakuume leidžiamomis magnetinio lauko linijomis. Jis įtrauktas į Ampero dėsnį, apibūdinantį magnetinių laukų jėgą:

m ₀= 4 Pi x 10^-7Wb/A m