Фундамента́льные физи́ческие постоя́нные — постоянные величины, входящие в уравнения, описывающие фундаментальные законы природы и свойства материи[1]. Фундаментальные физические постоянные возникают в теоретических моделях наблюдаемых явлений в виде универсальных коэффициентов в соответствующих математических выражениях.
Слово «постоянная» в физике употребляется в двояком смысле:
Например, гелиоцентрическая постоянная, равная произведению гравитационной постоянной на массу Солнца, уменьшается из-за уменьшения массы Солнца, происходящего вследствие излучения им энергии и испускания солнечного ветра. Однако, поскольку относительное уменьшение массы Солнца составляет величину порядка 10-14, то для большинства задач небесной механики гелиоцентрическая постоянная с удовлетворительной точностью может рассматриваться как постоянная. Также в физике высоких энергий постоянная тонкой структуры, характеризующая интенсивность электромагнитного взаимодействия, растёт с ростом переданного импульса (на малых расстояниях), однако её изменение несущественно для широкого круга обычных явлений, например, для спектроскопии.
Физические постоянные делятся на две основные группы — размерные и безразмерные постоянные. Численные значения размерных постоянных зависят от выбора единиц измерения. Численные значения безразмерных постоянных не зависят от систем единиц и должны определяться чисто математически в рамках единой теории. Среди размерных физических постоянных следует выделять постоянные, которые не образуют между собой безразмерных комбинаций, их максимальное число равно числу основных единиц измерения — это и есть собственно фундаментальные физические постоянные (скорость света, постоянная Планка и др.). Все остальные размерные физические постоянные сводятся к комбинациям безразмерных постоянных и фундаментальных размерных постоянных. С точки зрения фундаментальных постоянных, эволюция физической картины мира — это переход от физики без фундаментальных постоянных (классическая физика) к физике с фундаментальными постоянными (современная физика). Классическая физика при этом сохраняет своё значение как предельный случай современной физики, когда характерные параметры исследуемых явлений далеки от фундаментальных постоянных.
Скорость света появилась ещё в классической физике в XVII в., но тогда она не играла фундаментальной роли. Фундаментальный статус скорость света приобрела после создания электродинамики Дж. К. Максвеллом и специальной теории относительности А. Эйнштейном (1905). После создания квантовой механики (1926) фундаментальный статус приобрела постоянная Планка h, введенная М. Планком в 1901 г. как размерный коэффициент в законе теплового излучения. К фундаментальным постоянным также ряд учёных относит гравитационную постоянную G, постоянную Больцмана k, элементарный заряд e (или постоянную тонкой структуры α) и космологическую постоянную Λ. Фундаментальные физические постоянные являются естественными масштабами физических величин, переход к ним в качестве единиц измерения лежит в основе построения естественной (планковской) системы единиц. К фундаментальным постоянным в силу исторической традиции также относят и некоторые другие физические постоянные, связанные с конкретными телами (например, массы элементарных частиц), однако эти постоянные должны, согласно современным представлениям, каким-то пока неизвестным образом выводиться из более фундаментального масштаба массы (энергии), так называемого вакуумного среднего поля Хиггса.
Международно принятый набор значений фундаментальных физических постоянных и коэффициентов для их перевода регулярно издаётся[2] Рабочей группой CODATA по фундаментальным постоянным.
Величина | Символ | Значение | Прим. |
---|---|---|---|
скорость света в вакууме | 299 792 458 м·с−1 = 2,99792458⋅108 м·с−1 |
точно | |
гравитационная постоянная | 6,674 08(31)⋅10−11 м3·кг−1·с−2 | a | |
постоянная Планка (элементарный квант действия) | 6,626 070 15⋅10−34 Дж·с | точно | |
постоянная Дирака (приведённая постоянная Планка) | 1,054 571 800(13)⋅10−34 Дж·с | a | |
элементарный заряд | 1,602 176 634⋅10−19 Кл | точно | |
постоянная Больцмана | 1,380 649⋅10−23 Дж·К−1 | точно | |
Название | Символ | Значение | Прим. |
---|---|---|---|
планковская масса | 2,176 470(51)⋅10−8 кг[3] | a | |
планковская длина | 1,616 229(38)⋅10−35 м[4][5] | a | |
планковское время | 5,391 16(13)⋅10−44 с[6] | a | |
планковская температура | 1,416 808(33) ⋅1032 K[7] | a |
Название | Символ | Значение | Прим. |
---|---|---|---|
постоянная тонкой структуры | (система СИ) | 7,297 352 5664(17)⋅10−3 | a |
137,035 999 139(31) | a | ||
электрическая постоянная | 8,854 187 817 620… ⋅10−12 Ф·м−1 | точно | |
атомная единица массы | = 1 а. е. м. | 1,660 539 040(20)⋅10−27 кг = (6,022 140 857(74)⋅1023)−1 г, или г·(а.е.м.)−1[8] |
a |
1 а.е.м. | 1,492 418 062(18)⋅10−10 Дж = 931,494 0954(57)⋅106 Эв = 931,494 0954(57) МэВ[9] |
||
постоянная Авогадро | 6,022 140 857(74)⋅1023 моль−1[10] | a | |
1 электронвольт | эВ | 1,602 176 6208(98)⋅10−19 Дж = 1,602 176 6208(98)⋅10−12 эрг |
|
1 калория (международная) | 1 кал | 4,1868 Дж | точно |
литр·атмосфера | 1 л·атм | 101,325 Дж | |
2,30259 RT[11] | 5,706 кДж·моль−1 (при 298 К) | ||
1 кДж·моль−1 | 83,593 см−1[12] |
Название | Символ | Значение | Прим. |
---|---|---|---|
магнитная постоянная[13] | Гн/м = 1,25663706… ⋅10-6 Гн·м−1 = 1,25663706… ⋅10-6 Н·А−2 (через основные единицы СИ: кг·м·с-2·А-2) | точно | |
волновое сопротивление вакуума[14] | Ом точно, или Ом. | точно | |
электрическая постоянная | 8,854 187 817 620… ⋅10−12 Ф·м−1 (через основные единицы СИ: кг−1·м−3·с4·А2) | точно | |
постоянная Кулона | 8,987 551 787… × ⋅109 Ф−1·м (через основные единицы: кг·м3·с−4·А−2) | точно | |
Название | Символ | Значение | Прим. |
---|---|---|---|
Массы элементарных частиц: масса электрона |
9,109 383 56(11)⋅10−31 кг (абсол.) = 0,0005485799090(16) а.е.м. (относит.) |
a | |
масса протона | 1,672 621 898(21)⋅10−27 кг = 1,007276466879(91) а.е.м. |
a | |
масса нейтрона | 1,674 927 471(21)⋅10−27 кг = 1,008 664 915 88(49) а.е.м. |
a | |
М протон плюс электрон (абсолютная масса атома водорода 1H) | = 1,673 532 836(57)⋅10−27 кг = 1,007 825(04719) а.е.м. (относит.) |
||
магнитный момент электрона | −928,476 4620(57)⋅10−26 Дж·Тл−1 | a | |
магнитный момент протона | 1,410 606 7873(97)⋅10−26 Дж·Тл−1 | a | |
магнетон Бора | 927,400 9994(57)⋅10−26 Дж·Тл−1[15] | a | |
ядерный магнетон | 5,050 783 699(31)⋅10−27 Дж·Тл−1 | a | |
g-фактор свободного электрона | 2,002 319 304 361 82(52) | a | |
гиромагнитное отношение протона | 2,675 221 900(18)⋅108 с−1·Тл−1 | a | |
постоянная Фарадея | 96 485,332 89(59) Кл·моль−1 | a | |
универсальная газовая постоянная | 8,314 4598(48) Дж·К−1·моль−1 = 0,082057 л·атм·К−1·моль−1 |
a | |
молярный объём идеального газа (при 273,15 К, 101,325 кПа) | 22,413 962(13)⋅10−3 м³·моль−1 | a | |
стандартное атмосферное давление (н.у.) | атм | 101 325 Па | точно |
боровский радиус | 0,529 177 210 67(12)⋅10−10 м | a | |
энергия Хартри | 4,359 744 650(54)⋅10−18 Дж | a | |
постоянная Ридберга | 10 973 731,568 508(65) м−1 | a | |
первая радиационная постоянная | 3,741 771 790(46)⋅10−16 Вт·м² | a | |
вторая радиационная постоянная | 1,438 777 36(83)⋅10−2 м·К | a | |
постоянная Стефана-Больцмана | 5,670 367(13)⋅10−8 Вт·м−2·К−4 | a | |
постоянная Вина | 2,897 7729(17)⋅10−3м·К | а | |
стандартное ускорение свободного падения на поверхности Земли (усреднённое) | 9,806 65 м·с−2 | точно | |
Температура тройной точки воды | 273,16 K | точно |
Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".
Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.
Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .