Pagrindinės fizinės konstantos fizikoje

Fizika apibūdinama matematikos kalba, o šios kalbos lygtys naudoja daugybę fizinės konstantos. Labai realia prasme šių fizinių konstantų vertybės nusako mūsų realybę. Visata, kurioje jie skyrėsi, bus radikaliai pakeista nuo tos, kurioje gyvename.

Konstantos paprastai gaunamos stebint arba tiesiogiai (kaip tada, kai matuojamas elektrono krūvis ar šviesos greitis). arba aprašydamas išmatuojamą santykį ir tada išvesdamas konstantos vertę (kaip gravitacinės konstantos atveju). Atminkite, kad šios konstantos kartais rašomos skirtingais vienetais, taigi, jei radote kitą reikšmę, kuri nėra visiškai tokia pati kaip čia, ji gali būti pakeista į kitą vienetų rinkinį.

Šis reikšmingų fizinių konstantų sąrašas along kartu su kai kuriais komentarais apie jų naudojimą ⁠ nėra išsamus. Šios konstantos turėtų padėti suprasti, kaip galvoti apie šias fizines sąvokas.

Dar anksčiau Albertas Einšteinas atėjo, fizikas Jamesas Clerkas Maxwellas buvo aprašęs šviesos greitis laisvojoje erdvėje savo garsiosiose lygtyse, apibūdinančiose elektromagnetinius laukus. Kai Einšteinas sukūrė

c = 2,99792458 x 10⁸ metrų per sekundę

Šiuolaikinis pasaulis veikia elektra, o elektrono krūvis yra pats svarbiausias vienetas, kai kalbame apie elektros elgseną ar elektromagnetizmą.

e = 1,602177 x 10^-19 C

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

G = 6,667259 x 10^-11 N m²/kg²

Fizikas Maksas Plankas pradėjo lauką Kvantinė fizika aiškinant tiriamąjį ultravioletinės katastrofos sprendimą juodųjų kūnų radiacija problema. Tai darydamas, jis apibrėžė konstantą, kuri tapo žinoma kaip Plancko konstanta, kuri ir toliau pasirodė įvairiose programose per kvantinės fizikos revoliuciją.

h = 6,6260755 x 10^-34 J s

Ši konstanta naudojama daug aktyviau chemijoje nei fizikoje, tačiau ji susieja molekulių, esančių vienoje, skaičių mol medžiagos.

N_A = 6,022 x 10²³ molekulės / mol

Tai yra konstanta, kuri parodyta daugelyje lygčių, susijusių su dujų elgesiu, pavyzdžiui, idealiųjų dujų įstatymas kaip dalis kinetinė dujų teorija.

R = 8,314510 J / mol K

Ši konstanta, pavadinta Ludwigu Boltzmannu, dalelės energiją susieja su dujų temperatūra. Tai yra dujų konstantos santykis R prie Avogadro numerio N_A:

k = R / N_A = 1,38066 x 10–23 J / K

Visata yra sudaryta iš dalelių, o tų dalelių masės taip pat rodomos daugybėje skirtingų vietų fizikos studijų metu. Nors jų yra daug daugiau pamatinės dalelės ne tik šie trys, jie yra tinkamiausios fizinės konstantos, su kuriomis susidursite:

Elektronų masė = m_e = 9.10939 x 10^-31 kilogramas

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

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

Ši fizinė konstanta parodo klasikinio vakuumo sugebėjimą leisti elektrinio lauko linijas. Jis taip pat žinomas kaip epsilonas.

ε₀ = 8,854 x 10^-12 C²/ N m²

Tuomet laisvosios erdvės praeinamumas naudojamas norint nustatyti Kulono konstantą, kuri yra pagrindinis Kulono lygties bruožas, kuris valdo jėgą, kurią sukuria sąveikaujantys elektros krūviai.

k = 1/(4πε₀) = 8,987 x 10⁹ N m²/ C²

Panašiai kaip laisvos erdvės leistinumas, ši konstanta yra susijusi su magnetinio lauko linijomis, leidžiamomis klasikiniame vakuume. Tai atliekama Ampere'io įstatyme, apibūdinančiame magnetinių laukų jėgą:

μ₀ = 4 π x 10^-7 Wb / A m