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物理常數

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物理常數亦被称为物理学常量自然常数,指的是物理学中数值固定不变的物理量,与数学常数相比较,後者指的是一个与物理测量无关的固定值。

物理常数有很多,其中比较著名的有真空光速普朗克常数万有引力常数玻尔兹曼常數阿伏伽德罗常数。它们被假设在宇宙中任何地方和任何时刻都相同。物理常数的物理意义有很多表述形式,普朗克长度表征基本物理长度,真空光速是宇宙中最大的速度,精细结构常数则表征了电子和光子之间的相互作用,是一个无量纲量

从1937年开始,狄拉克等物理学家开始意识到到物理常数有可能随着宇宙年龄的增长而发生变化,但时至今日还没有明确的实验证据能够证明狄拉克提出的这种可能性。但科学家们已经探测到了一些物理量可能每年都依极小的量发生变化,并划定了这种变化幅度可能的上限(万有引力常数变化的量大约是一年10-11;精细结构常数变化的量大约是一年10-5)。

以下是部分物理常數的列表:

符号 数值 不确定度(10-6
真空中光速 c 2.99792458×108m/s 准确(定義)
万有引力常数 G 6.67384×10-11m3/(kg·s2) 120
电子电荷,基本电荷 e,e0 1.602176565×10-19C 0.022
普朗克常数 h 6.62606957×10-34J·s 0.044
约化普朗克常数 ħ=h/2π 1.054571726×10-34 J·s 0.044
阿伏伽德罗常数 NA 6.02214129×1023 mol-1 0.044
法拉第常数 F =NAe0 9.64853365×104C/mol 0.022
电子质量 me 9.10938291×10-31 kg 0.044
0.510998928 MeV 0.022
里德伯常量 R=me2/2h 1.0973731568539×107m-1 0.0000050
精细结构常数 α=e02/4πε0hc 7.2973525698×10-3 0.00032
α-1 137.035999074 0.00032
电子半径 re=/mec 2.8179403267×10-15 m 0.00097
康普顿波长 λC=h/mec 2.4263102389×10-12 m 0.00065
玻尔半径 a0=reα-2 5.2917721092×10-11 m 0.00032
原子质量单位 u=um(12C) 1.660538921×10-27kg 0.044
质子质量 mp 1.672621777×10-27kg 0.044
938.272046 MeV 0.022
中子质量 mn 1.674927351×10-27kg 0.044
939.565379 MeV 0.022
磁通量子 Φ0=h/2e0 2.067833758×10-15 Wb 0.022
电子荷质比 -e0/me -1.758820088×1011 C/kg 0.022
玻尔磁子 μB=e0ħ/2me 9.27400968×10-24 J/T 0.022
电子磁矩 μe 9.28476430×10-24 J/T 0.022
核磁子 μN=e0ħ/2mp 5.05078353×10-27 J/T 0.022
质子磁矩 μP 1.410606743×10-26 J/T 0.024
旋磁比 γP 2.675222005×108 rad/sT 0.24
量子霍尔阻抗 RH 25812.8074434 Ω 0.00032
气体常数 R 8.3144621 J/(mol·K) 0.91
玻尔兹曼常数 k,kB=R/NA 1.3806488×10-23J/K 0.91
斯特藩-玻尔兹曼常量 σ=π²kB4/60ħ3c2 5.670373×10-8W/m2K4 3.6
维恩常量 b=λmaxT 2.897721×10-3 m·K 0.91
真空磁导率 μ0 4π×10-7N/A2 准确(定義)
真空電容率 ε0=(μ0c2) -1 8.85418781762…×10-12 F/m 准确(定義)
自由空間阻抗 Z0=μ0c 376.730 313 461… Ω 准确(定義)

參考文獻[编辑]

  • Peter J. Mohr and Barry N. Taylor, "CODATA Recommended Values of the Fundamental Physical Constants: 1998," Journal of Physical and Chemical Reference Data, Vol. 28, No. 6, 1999 and Reviews of Modern Physics, Vol. 72, No. 2, 2000.[1]

外部連結[编辑]

参见[编辑]