Füüsikalised füüsikalised konstandid

Füüsikat kirjeldatakse matemaatika keeles ja selle keele võrrandites kasutatakse laia valikut füüsikalised konstandid. Väga reaalses mõttes määratlevad nende füüsikaliste konstandite väärtused meie tegelikkust. Universum, milles nad erinesid, muutuks radikaalselt sellest, milles me elame.

Konstandid saadakse tavaliselt vaatluse teel, kas otse (nagu siis, kui mõõdetakse elektroni laengut või valguse kiirust) või kirjeldades mõõdetavat suhet ja tuletades seejärel konstandi väärtuse (nagu gravitatsioonikonstandi puhul). Pange tähele, et need konstandid kirjutatakse mõnikord erinevates ühikutes, nii et kui leiate mõne muu väärtuse, mis pole täpselt sama, mis siin, võib see olla teisendatud teiseks ühikute komplektiks.

See oluliste füüsikaliste konstantide loetelu ⁠ koos mõne kommentaariga nende kasutamise kohta is ei ole ammendav. Need konstandid peaksid aitama teil mõista, kuidas neid füüsikalisi mõisteid mõelda.

Isegi enne Albert Einstein kui füüsik James Clerk Maxwell oli seda kirjeldanud

c = 2,99792458 x 10⁸ meetrit sekundis

Kaasaegne maailm töötab elektril ja elektri käitumisest või elektromagnetilisusest rääkides on elektroni elektrilaeng kõige põhilisem üksus.

e = 1,602177 x 10^-19 C

Gravitatsioonikonstant töötati välja osana gravitatsiooniseadus arendatud Sir Isaac Newton. Gravitatsioonikonstandi mõõtmine on füüsika sissejuhatavate tudengite tavaline eksperiment, mõõtes gravitatsioonilist külgetõmmet kahe objekti vahel.

G = 6,667259 x 10^-11 N m²/kg²

Füüsik Max Planck alustas põldu kvantfüüsika seletades uurimisel "ultraviolettkiirguse katastroofi" lahendust musta keha kiirgus probleem. Seejuures määratles ta konstandi, mis sai nimeks Plancki konstandiks ja mida näidati kogu kvantfüüsika revolutsiooni jooksul erinevates rakendustes.

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

Seda konstanti kasutatakse keemias palju aktiivsemalt kui füüsikas, kuid see seob ühes sisalduvate molekulide arvu sünnimärk ainest.

N_A = 6,022 x 10²³ molekulid / mol

See on konstant, mida kuvatakse paljudes gaaside käitumisega seotud võrrandites, näiteks ideaalse gaasi seadus osana gaaside kineetiline teooria.

R = 8,314510 J / mol K

See konstant, mille nimi on Ludwig Boltzmann, seob osakese energia gaasi temperatuuriga. See on gaasi konstandi suhe R Avogadro numbri juurde N_A:

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

Universum koosneb osakestest ja nende osakeste massid kuvatakse ka kogu füüsika uurimise ajal paljudes erinevates kohtades. Kuigi neid on veel palju põhiosakesed kui ainult need kolm, on need kõige olulisemad füüsikalised konstandid, millega kokku puutute:

Elektronide mass = m_e = 9,10939 x 10^-31 kg

Neutronimass = m_n = 1,67262 x 10^-27 kg

Prootonite mass = m_lk = 1,67492 x 10^-27 kg

See füüsikaline konstant tähistab klassikalise vaakumi võimet lubada elektrivälja jooni. Seda tuntakse ka kui epsiloni.

ε₀ = 8,854 x 10^-12 C²/ N m²

Seejärel kasutatakse vaba ruumi lubatavust Coulombi konstandi määramiseks, mis on Coulombi võrrandi peamine tunnusjoon, mis reguleerib koostoimivate elektrilaengute tekitatavat jõudu.

k = 1/(4πε₀) = 8,987 x 10⁹ N m²/ C²

Sarnaselt vaba ruumi lubatavusega on see konstant seotud klassikalises vaakumis lubatud magnetvälja joontega. See tuleb mängu Ampere'i seaduses, mis kirjeldab magnetväljade jõudu:

μ₀ = 4 π x 10^-7 Wb / A m