Základné fyzikálne konštanty vo fyzike

Fyzika je opísaná v jazyku matematiky a rovnice tohto jazyka využívajú širokú škálu fyzikálne konštanty. Hodnoty týchto fyzikálnych konštánt vo veľmi reálnom zmysle definujú našu realitu. Vesmír, v ktorom boli odlišné, by sa radikálne zmenil od toho, ktorý obývame.

K konštantám sa zvyčajne dospeje pozorovaním, buď priamo (ako keď sa meria náboj elektrónu alebo rýchlosť svetla) alebo opisom vzťahu, ktorý je merateľný, a odvodením hodnoty konštanty (ako v prípade gravitačnej konštanty). Všimnite si, že tieto konštanty sú niekedy napísané v rôznych jednotkách, takže ak nájdete inú hodnotu, ktorá nie je úplne rovnaká ako tu, môže sa zmeniť na inú skupinu jednotiek.

Tento zoznam významných fyzikálnych konštánt - spolu s niektorými komentármi o tom, kedy sa používajú - nie je vyčerpávajúci. Tieto konštanty by vám mali pomôcť pochopiť, ako premýšľať o týchto fyzikálnych koncepciách.

Dokonca predtým Albert Einstein prišiel, fyzik James Clerk Maxwell opísal rýchlosť svetla

C = 2,99792458 x 10⁸ metrov za sekundu

Moderný svet beží na elektrinu a elektrický náboj elektrónu je najdôležitejšou jednotkou, keď hovoríme o správaní sa elektriny alebo elektromagnetizmu.

e = 1,602177 x 10^-19 C

Gravitačná konštanta bola vyvinutá ako súčasť zákon gravitácie vyvinutý Sir Isaac Newton. Meranie gravitačnej konštanty je bežný experiment vykonávaný študentmi úvodnej fyziky meraním gravitačnej príťažlivosti medzi dvoma objektmi.

G = 6,66725 x 10^-11 N m²/kg²

fyzik Max Planck začala oblasť kvantová fyzika vysvetlením riešenia „ultrafialovej katastrofy“ pri skúmaní žiarenie čiernych telies problém. Pritom definoval konštantu, ktorá sa stala známou ako Planckova konštanta, ktorá sa počas kvantovej fyzikálnej revolúcie neustále objavovala v rôznych aplikáciách.

hod = 6,66260755 x 10^-34 J s

Táto konštanta sa používa oveľa aktívnejšie v chémii ako vo fyzike, ale týka sa počtu molekúl, ktoré sú obsiahnuté v jednej Krtko látky.

N = 6,022 x 10²³ Molekuly / mol

Je to konštanta, ktorá sa prejavuje v mnohých rovniciach týkajúcich sa správania sa plynov, ako je zákon o ideálnom plyne ako súčasť kinetická teória plynov.

R = 8,314510 J / mol K

Táto konštanta, pomenovaná po Ludwigovi Boltzmannovi, spája energiu častice s teplotou plynu. Je to pomer plynovej konštanty R na číslo Avogadra N_A:

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

Vesmír je zložený z častíc a masy týchto častíc sa tiež objavujú na mnohých rôznych miestach počas štúdia fyziky. Aj keď je ich omnoho viac základné častice nielen tieto tri, sú to najdôležitejšie fyzikálne konštanty, s ktorými sa stretnete:

Elektrónová hmota = m_e = 9,10939 x 10^-31 kilogram

Neutrónová hmota = m_n = 1,67262 x 10^-27 kilogram

Protónová hmotnosť m_p = 1,67492 x 10^-27 kilogram

Táto fyzikálna konštanta predstavuje schopnosť klasického vákua povoliť elektrické siločiary. To je tiež známe ako epsilon nič.

ε₀ = 8,85 x 10^-12 C²/ N m²

Perm permitivita voľného priestoru sa potom používa na určenie Coulombovej konštanty, kľúčového prvku Coulombovej rovnice, ktorá riadi silu vytvorenú interakciou elektrických nábojov.

k = 1/(4πε₀) = 8,998 x 10⁹ N m²/ C²

Podobne ako permitivita voľného priestoru sa táto konštanta vzťahuje na magnetické siločiary povolené v klasickom vákuu. To vstupuje do hry v Ampérovom zákone popisujúcom silu magnetických polí:

μ₀ = 4 π x 10^-7 Wb / A m