ثابت های فیزیکی

   طبق یک تعریف کلی ثابت های فیزیکی (Physical constants) یا ثابت های پایه ای فیزیک یا ثابت های جهانی (universal constant) کمیت های فیزیکی هستند که در تمام جهان ثابت هستند و مقدار آنها با گذر زمان ثابت باقی مانده و تغییر نمی کند. به عبارت دقیق تر میزان تغییرات این ثابت های در گذر زمان بسیار بسیار کم است. معروف ترین این ثابت عبارتند از: ثابت سرعت نور، ثابت گرانش، ثابت دی الکتریک، بار الکترون، ثابت بولتزمن، ثابت پلانک و ..

این ثوابت به ساختار کلی جهان مرتبط هستند. تمامی مقادیر آنها با دقت بالا در آزمایشگاه و از طریق آزمایش های مربوطه قابل استخراج هستند. با پیشرفت های علمی و گذر زمان شواهدی به دست آمده است نشان می دهد که اگرچه بسیار ناچیز اما این مقادیر ثابت نیستند. تغییر این ثابت ها بسیار کم بوده و در دوره های زمانی بسیار زیاد (هزاران و شاید میلیون ها سال) آنها ثابت در نظر گرفته می شوند.

   اداره بین‌المللی اوزان و مقیاس‌ها (International Bureau of Weights and Measures) از متولیان اصلی برای اعلام دقیق مقادیر ثابت های پایه ای فیزیکی به شمار می رود. اندازه شناسی (Metrology) علم اندازه گیری کمیت های فیزیکی و استانداردسازی آنهاست.

اگرچه بسیاری از ما در نتیجه استفاده مداوم از بعضی از این ثابت ها آنها را کاملا به خاطر سپرده ایم مانند ثابت گرانش یا سرعت نور، اما بسیاری از آنها فقط برای مدت کوتاهی در ذهن باقی می مانند. جستجو در کتاب های مرجع نیز معمولا کار زمان بر و وقت گیری ست. جدول ثابت های فیزیکی در دسترسی آسان به مقادیر واقعی آنها بسیار مفید خواهند بود. در جدول زیر مقادیر ثابت های جهانی واحد و یا فرمول محاسباتی هرکدام فهرست شده است.

ثابت های بنیادین فیزیک

   

واحد جرم اتمی


1 amu = 1.6605389 × 10−24
g


1 g =
6.022142 × 1023 amu


Atomic mass unit (amu)


عدد آووگادرو


6.022142 × 1023/mol


Avogadro’s number (NA)


ثابت بولتزمن


1.380651 × 10−23 J/K


Boltzmann’s constant (k)


بار الکترون


1.6021765 × 10−19
C


Charge on electron (e)


ثابت فارادی


9.6485338 × 104 C/mol


Faraday’s constant (F)


ثابت گاز


R=k
NA


0.0820575
(L atm)/ (mol K)


=
8.31447 J/(mol K)


Gas constant (R)


جرم الکترون


5.485799 × 10−4 amu


= 9.109383 × 10−28
g


Mass of electron (mn)


جرم نوترون


1.0086649 amu


= 1.6749273 × 10−24
g


Mass of neutron (mn)


جرم پروتون


1.0072765 amu


= 1.6726217 × 10−24
g


Mass of proton (mp)


عدد پی


π = 3.1415927


Pi


ثابت پلانک


h
= 6.626069 × 10 −34J s


ℏ=h/2π==1.05457266·10-34 J·s


Planck’s constant (h)


سرعت نور در خلاء


c = 2.99792458 × 108
m/s


Speed of light in vacuum (c)


نفوذپذیری خلاء


μ0=4π·10-7 T2·m3/J


12.566370614·10-7 T2·m3/J


 


Permeability of vacuum μ0


گذردهی خلاء


ϵ0=1/μoc2


8.854187817·10-12 C2/J·m


Permittivity of vacuum ϵ0


ثابت ساختار ریز


1137.0359895


Fine structure constant α


مگنتون بور


μB=eh/4πme


9.2740154·10-24 J/T


Bohr magneton μB


مگنتون هسته


μN=eh/4πmp


5.0507866·10-27 J/T


Nuclear
magneton μN


فاکتور g  الکترون آزاد


2.002319304386


Free electron g factor ge


نسبت ژیرومغناطیسی الکترون آزاد


γe=2geB/h


1.7608592·1011 1/s·T


γe/2π


= 28.024944 GHz/T


Free
electron gyromagnetic ratio γ
e


گشتاور مغناطیسی الکترون


μe=−geμB/2


-9.2847701·10-24 J/T


Electron magnetic moment  μe


نسبت ژیرومغناطیسی پروتون


2.67515255·108 1/s·T


γp/2π


=
42.576375 MHz/T


Proton
gyromagnetic ratio (H2O) 
 γp


گشتاور مغناطیسی پروتون


1.41060761·10-26 J/T


Proton magnetic moment μp


نسبت بار به جرم برای الکترون


1.75880·1011 C/kg


Charge-to-mass
ratio for the electron


شعاع بور


5.29177·10-11 m


Bohr radius a0


شعاع الکترون


2.81792·10-15 m


Electron
radius re


فاکتور پروتون (فاکتور لانده)


5.585


Proton g factor (Landé factor) gH


ثابت گرانش


6.673 ±
0.010)·10-11 m3/kg·s2


Gravitational
constant G


شتاب گرانش


9.80665 m/s2


Acceleration due to gravity g


طول موج کامپتون الکترون


2.42631·10-12 m


Compton
wavelength of the electron λc


واحد انرژی اتمی Hartree


1 Hartree = e2/4πϵoa0


1 Hartree = 2.625501·106 J/mol


Atomic energy unit Hartree


فرکانس لارمور پروتون


νp=γp/2πB


νp= 42.5764
MHz/T (H2O)


Proton
Larmor frequency


فرکانس لارمور الکترونی


νe
νe/2π (g /ge) B


νe [GHz]
= 13.9962 g B [T]


g =
0.07144775 νe [GHz] / B [T]


g =
3.04199νe[GHz] / νp [MHz]


B [T]
= 0.0234872 νp[MHz]


Electron Larmor frequency


 


مقالات مرتبط

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *