הפיזיקה מתוארת בשפת המתמטיקה, והמשוואות של שפה זו עושות שימוש במגוון רחב של קבועים פיזיים. במובן מאוד אמיתי, הערכים של קבועים פיזיים אלה מגדירים את המציאות שלנו. יקום בו הם היו שונים ישונה באופן קיצוני מזה שאנו חיים.
מגלה קבועים
בדרך כלל מגיעים לקבועים בתצפית, ישירות (כמו כאשר מודדים את מטען האלקטרון או את מהירות האור) או על ידי תיאור מערכת יחסים הניתנת למדידה ואז נגזרת של ערך הקבוע (כמו במקרה של קבוע הכבידה). שימו לב כי קבועים אלה נכתבים לפעמים ביחידות שונות, כך שאם תמצאו ערך אחר שאינו זהה לזה שהוא כאן, יתכן שהוא הוסב לקבוצת יחידות אחרת.
רשימה זו של קבועים פיזיים משמעותיים - יחד עם הערות מסוימות לגבי השימוש בהם - אינה ממצה. קבועים אלה צריכים לעזור לך להבין כיצד לחשוב על מושגים פיזיים אלה.
מהירות האור
אפילו לפני אלברט איינשטיין שהגיע, תיאר הפיזיקאי ג'יימס קלקר מקסוול את הדברים מהירות האור בחלל הפנוי במשוואותיו המפורסמות המתארות שדות אלקטרומגנטיים. כאשר איינשטיין פיתח את תורת היחסותמהירות האור הפכה רלוונטית כקבוע העומד בבסיס אלמנטים חשובים רבים במבנה הפיזי של המציאות.
ג = 2.99792458 x 108 מטר לשנייה
חיוב אלקטרונים
העולם המודרני פועל על חשמל, והמטען החשמלי של אלקטרון הוא היחידה הבסיסית ביותר כשמדברים על התנהגות חשמל או אלקטרומגנטיות.
ה = 1.602177 על 10-19 ג
קבוע כבידה
קבוע הכבידה פותח כחלק מ- חוק הכובד פותח על ידי סר איזק ניוטון. מדידת קבוע הכבידה הוא ניסוי נפוץ שנערך על ידי סטודנטים לפיזיקה מבוא על ידי מדידת המשיכה של הכבידה בין שני עצמים.
ז = 6.67259 על 10-11 N m2/kg2
הקבוע של פלאנק
פיזיקאי מקס פלאנק התחיל את התחום של פיזיקה קוונטית על ידי הסבר הפיתרון ל"אסון האולטרה סגול "בחקירה קרינת גוף שחור בעיה. בכך הגדיר קבוע שנודע כקבוע של פלאנק, שהמשיך להופיע על פני יישומים שונים לאורך כל מהפכת הפיזיקה הקוונטית.
ח = 6.6260755 על 10-34 J s
המספר של אבוגדרו
קבוע זה משמש בצורה הרבה יותר אקטיבית בכימיה מאשר בפיזיקה, אך הוא מתייחס למספר המולקולות הכלולות באחת שומה של חומר.
נא = 6.022 x 1023 מולקולות / מולקולות
קבוע גז
זהו קבוע שמופיע בהרבה משוואות הקשורות להתנהגות גזים, כמו חוק הגז האידיאלי כחלק תיאוריה קינטית של גזים.
ר = 8.314510 J / mol K
הקבוע של בולצמן
קבוע זה נקרא על שמו של לודוויג בולצמן, ומקשר את האנרגיה של חלקיק לטמפרטורה של גז. זהו היחס של קבוע הגז ר למספר של אבוגדרו נת:
k = ר / נא = 1.38066 x 10-23 J / K
המוני חלקיקים
היקום מורכב מחלקיקים, והמוני אותם חלקיקים מופיעים גם בהרבה מקומות שונים לאורך חקר הפיזיקה. אם כי יש הרבה יותר חלקיקים יסודיים מאשר רק שלושת אלה, הם הקבועים הגופניים הרלוונטיים ביותר שתתקל בהם:
מסת אלקטרונים = מה = 9.10939 x 10-31 ק"ג
מסת ניוטרון = מn = 1.67262 x 10-27 ק"ג
מסת פרוטון = Mע = 1.67492 x 10-27 ק"ג
מתיר שטח פנוי
קבוע פיזי זה מייצג את יכולתו של ואקום קלאסי להתיר קווי שדה חשמליים. זה ידוע גם בשם epsilon intet.
ε0 = 8.854 על 10-12 ג2/ N m2
הקבוע של קולומב
לאחר מכן משתמשים בפרמיטיביות של שטח פנוי לקביעת הקבוע של קולומב, תכונה מרכזית במשוואת קולומב השולטת בכוח שנוצר על ידי מטענים חשמליים המשתלבים זה בזה.
k = 1/(4πε0) = 8.987 x 109 N m2/ ג2
חדירות של שטח פנוי
בדומה למותרות של שטח פנוי, קבוע זה מתייחס לקווי השדה המגנטי המותרים בוואקום קלאסי. זה בא לידי ביטוי בחוק של אמפר המתאר את כוחם של שדות מגנטיים:
μ0 = 4 π x 10-7 Wb / A m