Основни физични константи във физиката

Физиката е описана на езика на математиката и уравненията на този език използват широк спектър от физични константи. В съвсем реален смисъл стойностите на тези физични константи определят нашата реалност. Вселена, в която те са различни, ще бъде коренно променена от тази, която обитаваме.

Обикновено константите се достигат чрез наблюдение, било то директно (като когато човек измерва заряда на електрон или скоростта на светлината) или чрез описание на отношение, което е измеримо и след това се извежда стойността на константата (както в случая на гравитационната константа). Обърнете внимание, че тези константи понякога се записват в различни единици, така че ако намерите друга стойност, която не е точно такава, каквато е тук, може да е преобразувана в друг набор от единици.

Този списък на значими физически константи⁠ - заедно с някои коментари за тяхното използване⁠ - не е изчерпателен. Тези константи трябва да ви помогнат да разберете как да мислите за тези физически понятия.

Дори преди Алберт Айнщайн Максвел беше описал физика Джеймс Клерк Максуел скоростта на светлината в свободно пространство в известните му уравнения, описващи електромагнитните полета. Докато Айнщайн разработваше теория на относителността, скоростта на светлината стана релевантна като константа, която лежи в основата на много важни елементи от физическата структура на реалността.

° С = 2.99792458 х 10⁸ метра в секунда

Съвременният свят работи на електричество, а електрическият заряд на един електрон е най-фундаменталната единица, когато говорим за поведението на електричеството или електромагнетизма.

д = 1.602177 х 10^-19 ° С

Гравитационната константа е разработена като част от закон на гравитацията разработена от Сър Исак Нютон. Измерването на гравитационната константа е общ експеримент, провеждан от въвеждащи студенти по физика чрез измерване на гравитационното привличане между два обекта.

G = 6.67259 х 10^-11 N m²/kg²

физик Макс Планк започна полето на квантова физика чрез обяснение на решението на "ултравиолетовата катастрофа" при изследване излъчване на черно тяло проблем. По този начин той определи константа, станала известна като константа на Планк, която продължи да се показва в различни приложения през цялата революция на квантовата физика.

з = 6.6260755 х 10^-34 J s

Тази константа се използва много по-активно в химията, отколкото във физиката, но тя свързва броя на молекулите, които се съдържат в една къртица на вещество.

н_А = 6.022 х 10²³ молекули / мол

Това е константа, която се показва в много уравнения, свързани с поведението на газове, като например Законът за идеалния газ като част от кинетична теория на газовете.

R = 8,314510 J / mol K

Наречена на Лудвиг Болцман, тази константа свързва енергията на частица с температурата на газ. Това е съотношението на газовата константа R до номера на Авогадро н_A:

к = R / н_А = 1.38066 x 10-23 J / K

Вселената е изградена от частици и масивите от тези частици също се появяват на много различни места по време на изучаването на физиката. Макар че има много повече фундаментални частици освен тези три, те са най-подходящите физически константи, на които ще попаднете:

Електронна маса = m_д = 9.10939 х 10^-31 килограма

Неутронна маса = m_н = 1.67262 х 10^-27 килограма

Протонна маса = m_р = 1.67492 х 10^-27 килограма

Тази физическа константа представлява способността на класическия вакуум да допуска електрически полеви линии. Известен е още като epsilon naught.

ε₀ = 8.854 х 10^-12 ° С²/ N m²

Тогава пропускливостта на свободното пространство се използва за определяне на константата на Coulomb, ключова характеристика на уравнението на Coulomb, която управлява силата, създадена чрез взаимодействие на електрически заряди.

к = 1/(4πε₀) = 8,987 x 10⁹ N m²/° С²

Подобно на пропускливостта на свободното пространство, тази константа се отнася до линиите на магнитното поле, разрешени в класически вакуум. Той влиза в ролята на закона на Ампер, описващ силата на магнитните полета:

μ₀ = 4 π х 10^-7 Wb / A m