Фундаментальныя фізічныя пастаянныя

З пляцоўкі Вікіпедыя
Перайсці да: рух, знайсці

Фундаментальныя фізічныя пастаянныя — сталыя, якія ўваходзяць у ўраўненні, якія апісваюць фундаментальныя законы прыроды і ўласцівасці матэрыі. [1] Фундаментальныя фізічныя пастаянныя ўзнікаюць у тэарэтычных мадэлях назіраных з'яў у выглядзе універсальных каэфіцыентаў ў адпаведных матэматычных выразах.

Слова «пастаянная» у фізіцы ўжываецца ў дваякаму сэнсе:

  • колькаснае значэнне некаторай велічыні наогул не залежыць ад якіх-небудзь знешніх параметраў і не змяняецца з часам,
  • змена колькаснага значэння некаторай велічыні неістотна для разгляданай задачы.

Напрыклад, у нябеснай механіцы геліяцэнтрычная пастаянная лічыцца пастаяннай, хоць яна памяншаецца з памяншэннем масы Сонца, аднак гэта змена неістотна для касмічных палётаў. Таксама ў фізіцы высокіх энергій пастаянная тонкай структуры, якая характарызуе інтэнсіўнасць электрамагнітнага ўзаемадзеяння, расце з ростам перададзенага імпульсу (на малых адлегласцях), аднак яе змяненне неістотнае для шырокага кола звычайных з'яў, напрыклад, для спектраскапіі.

Фізічныя пастаянныя дзеляцца на дзве асноўныя групы - размерныя і безразмерныя пастаянныя. Лікавыя значэнні размерных пастаянных залежаць ад выбару адзінак вымярэння. Лікавыя значэнні безразмерных пастаянных не залежаць ад сістэм адзінак і павінны вызначацца чыста матэматычна ў рамках адзінай тэорыі. Сярод размерных фізічных пастаянных варта вылучаць канстанты, якія не ўтвараюць паміж сабой безразмерных камбінацый, іх максімальны лік роўны ліку асноўных адзінак вымярэння - гэта і ёсць уласна фундаментальныя фізічныя пастаянныя (хуткасць святла, пастаянная Планка і інш.) Усе астатнія размерные фізічныя пастаянныя зводзяцца да камбінацый безразмерных пастаянных і фундаментальных размерных пастаянных. З пункту гледжання фундаментальных канстант эвалюцыя фізічнай карціны свету — гэта пераход ад фізікі без фундаментальных канстант (класічная фізіка) да фізікі з фундаментальнымі канстантамі (сучасная фізіка). Класічная фізіка пры гэтым захоўвае сваё значэнне як лімітавы выпадак сучаснай фізікі, калі характэрныя параметры доследных з'яў далёкія ад фундаментальных пастаянных.

Хуткасць святла з'явілася яшчэ ў класічнай фізіцы ў XVII ст., Але тады яна не гуляла фундаментальнай ролі. Фундаментальны статус хуткасць святла набыла пасля стварэння электрадынамікі Дж. К. Максвелом і спецыяльнай тэорыі адноснасці А. Эйнштэйнам (1905). Пасля стварэння квантавай механікі (1926) фундаментальны статус набыла пастаянная Планка , уведзеная М. Планкам ў 1899 г. як размерны каэфіцыент у законе цеплавога выпраменьвання. Да фундаментальных пастаянных таксама шэраг навукоўцаў адносіць гравітацыйную пастаянную , пастаянную Больцмана , элементарны зарад (або пастаянную тонкай структуры ) і касмалагічную канстанту . Фундаментальныя фізічныя пастаянныя з'яўляюцца натуральнымі маштабамі фізічных велічынь, пераход да іх у якасці адзінак вымярэння ляжыць у аснове пабудовы натуральнай (планкаўскай) сістэмы адзінак. Да фундаментальных пастаянных у сілу гістарычнай традыцыі таксама адносяць і некаторыя іншыя фізічныя пастаянныя, звязаныя з канкрэтнымі целамі (напрыклад, масы элементарных часціц), аднак гэтыя пастаянныя павінны згодна з сучасным уяўленням нейкім пакуль невядомым чынам выводзіцца з больш фундаментальнага маштабу масы (энергіі) - так званы вакуумнага сярэдняга поля Хігса.

Фундаментальныя фізічныя пастаянныя[2][правіць | правіць зыходнік]

Велічыня Сімвал Значэнне Заўв.
хуткасць святла у вакууме 299 792 458 м·с−1 дакладна
гравітацыйная пастаянная 6,673 84(80)×10−11 м3·кг−1·с−2 a
пастаянная Планка (элементарны квант дзеяння) 6,626 069 57(29)×10−34 Дж·с a
пастаянная Планка (прыведзеная) 1,054 571 726(47)×10−34 Дж·с a
элементарны электрычны зарад 1,602 176 565(35)×10−19 Кл a
пастаянная Больцмана 1,380 6488(13)×10−23 Дж·К−1 a

Планкаўскія велічыні (размерныя камбінацыі пастаянных c, G, h, k)[правіць | правіць зыходнік]

Назва Сімвал Значэнне Заўв.
планкаўская маса 2,176 44(11)×10−8 кг a
планкаўская даўжыня 1,616 252(81)×10−35 м a
планкаўскі час 5,391 24(27)×10−44 с a
планкаўская тэмпература 1.416785(71) ×1032 K a

Пастаянныя, якія злучаюць розныя сістэмы адзінак[правіць | правіць зыходнік]

Назва Сімвал Значэнне Заўв.
пастаянная тонкай структуры (система СИ) 7,297 352 5376(50)×10−3 a
137,035 999 679(94) a
электрычная пастаянная 8,854 187 817 620… ×10−12 Ф·м−1 дакладна
атамная адзінка масы = 1 а. а. м. 1,660 538 782(83)×10−27 кг a
лік Авагадра 6,022 141 29(27)×1023 моль−1[3] a

Некаторыя іншыя фізічныя пастаянныя[правіць | правіць зыходнік]

Назва Сімвал Значэнне Заўв.
маса электрона 9,109 382 15(45)×10−31 кг a
маса пратона 1,672 621 637(83)×10−27 кг a
маса нейтрона 1,674 927 211(84)×10−27 кг a
пастаянная Фарадэя 96 485,3399(24) Кл·моль−1 a
універсальная газавая пастаянная 8,314 472(15) Дж·К−1·моль−1 a
уздельны малярны аб'ём ідэальнага газа (пры 273,15 К, 101,325 кПа) 22,413 996(39)×10−3 м³·моль−1 a
стандартны атмасферны ціск atm 101 325 Па дакладна
бораўскі радыус 0,529 177 208 59(36)×10−10 м a
энергія Хартры 4,359 743 94(22)×10−18 Дж a
пастаянная Рыдберга 1,097 373 156 853 9(55)×107 м−1 a
магнетон Бора 927,400 915(23)×10−26 Дж·Тл−1 a
магнітны момант электрона −928,476 377(23)×10−26 Дж·Тл−1 a
g-фактар свабоднага электрона 2,002 319 304 362 2(15) a
ядзерны магнетон 5,050 783 24(13)×10−27 Дж·Тл−1 a
магнітны момант пратона 1,410 606 662(37)×10−26 Дж·Тл−1 a
гирамагнітная адносіна пратона 2,675 222 099(70)×108 с−1·Тл−1 a
першая радыяцыйная пастаянная 3,741 771 18(19)×10−16 Вт·м² a
другая радыяцыйная пастаянная 1,438 7752(25)×10−2 м·К a
Пастаянная Стэфана — Больцмана 5,670 400(40)×10−8 Вт·м−2·К−4 a
пастаянная Віна 2,8977685(51)×10−3м·К а
паскарэнне свабоднага падзення на паверхні Зямлі 9,806 65 м·с−2 a
Тэмпература патройнага пункту вады 273,16 K (дакладна) a

Зноскі

  1. Фундаментальные физические константы // Физическая энциклопедия, т. 5. М.: Большая Российская энциклопедия, 1998, с. 381—383.
  2. CODATA Internationally recommended values of the Fundamental Physical Constants
  3. Avogadro constant — CODATA Internationally recommended values of the Fundamental Physical Constants

Спасылкі[правіць | правіць зыходнік]