Fysikaaliset fysikaaliset vakiot

Fysiikka on kuvattu matematiikan kielellä, ja tämän kielen yhtälöt käyttävät laajaa joukkoa fyysiset vakiot. Hyvin todellisessa mielessä näiden fyysisten vakioiden arvot määrittelevät todellisuutemme. Universumi, jossa ne olivat erilaisia, muuttuisi radikaalisti siitä, missä asumme.

Vakionmittarit saadaan yleensä havainnoimalla, joko suoraan (kuten silloin, kun mitataan elektronin varaus tai valon nopeus) tai kuvaamalla mitattavissa oleva suhde ja laskemalla sitten vakion arvo (kuten gravitaatiovakion tapauksessa). Huomaa, että nämä vakiot kirjoitetaan joskus eri yksiköinä, joten jos löydät toisen arvon, joka ei ole täysin sama kuin tässä, se on ehkä muutettu toiseksi yksikköjoukkoksi.

Tämä luettelo merkittävistä fysikaalisista vakioista - yhdessä joidenkin kommenttien kanssa niiden käytöstä - ei ole tyhjentävä. Näiden vakioiden tulisi auttaa sinua ymmärtämään kuinka ajatella näitä fyysisiä käsitteitä.

Jopa ennen Albert Einstein tuli mukana, fyysikko James Clerk Maxwell oli kuvaillut

C = 2,99792458 x 10⁸ metriä sekunnissa

Moderni maailma toimii sähköllä, ja elektronin sähkövaraus on perustavanlaatuinen yksikkö puhuttaessa sähkön käyttäytymisestä tai sähkömagneettisuudesta.

e = 1,602177 x 10^-19 C

Painovoimavakio kehitettiin osana painovoimalaki kehittänyt Sir Isaac Newton. Gravitaatiovakion mittaaminen on yleinen kokeilu, jonka johdanto-fysiikan opiskelijat suorittavat mittaamalla gravitaation vetovoiman kahden esineen välillä.

G = 6,667259 x 10^-11 N m²/kg²

Fyysikko Max Planck aloitti kvanttifysiikka selittämällä ratkaisu "ultravioletti katastrofiin" tutkittaessa mustan kappaleen säteily ongelma. Näin määritellessään vakion, joka tunnetaan nimellä Planckin vakio, joka jatkoi näkymistä erilaisissa sovelluksissa koko kvanttifysiikan vallankumouksen ajan.

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

Tätä vakiota käytetään paljon aktiivisemmin kemiassa kuin fysiikassa, mutta se kuvaa niiden sisältämien molekyylien lukumäärää mooli aineesta.

N = 6,022 x 10²³ molekyyliä / mol

Tämä on vakio, joka näkyy monissa yhtälöissä, jotka liittyvät kaasujen käyttäytymiseen, kuten ihanteellisen kaasun laki osana kaasujen kineettinen teoria.

R = 8,314510 J / mol K

Ludwig Boltzmann -nimellä nimetty vakio kuvaa hiukkasen energian kaasun lämpötilaan. Se on kaasuvakion suhde R Avogadro-numeroon N_V:

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

Universumi koostuu hiukkasista, ja myös näiden hiukkasten massat esiintyvät monissa eri paikoissa koko fysiikan tutkimuksen ajan. Vaikka niitä on paljon enemmän perustavanlaatuiset hiukkaset kuin nämä kolme, ne ovat merkityksellisimmät fysikaaliset vakiot, joita törmännyt:

Elektronimassa = m_e = 9,10939 x 10^-31 kg

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

Protonimassa = m_p = 1,67492 x 10^-27 kg

Tämä fyysinen vakio edustaa klassisen tyhjiön kykyä sallia sähkökenttäviivat. Se tunnetaan myös nimellä epsilon tyhjä.

ε₀ = 8,854 x 10^-12 C²/ N m²

Vapaan tilan lujuutta käytetään sitten Coulombin vakion määrittämiseen, joka on keskeinen piirre Coulombin yhtälössä, joka hallitsee vuorovaikutuksessa olevien sähkövarausten luomaa voimaa.

K = 1/(4πε₀) = 8,987 x 10⁹ N m²/ C²

Samoin kuin vapaan tilan sallivuus, tämä vakio liittyy magneettikenttäviivoihin, jotka sallitaan klassisessa tyhjiössä. Se tulee Amperen lakiin, joka kuvaa magneettikentän voimaa:

μ₀ = 4 π x 10^-7 Wb / A m