ფიზიკური მუდმივა

თავისუფალი ქართულენოვანი ენციკლოპედია ვიკიპედიიდან
გადასვლა: ნავიგაცია, ძიება

ფიზიკური მოდმივა არის ფიზიკური სიდიდე რომელიც არის უნივერსალური ბუნებაში და მუდმივი დროში. ფიზიკური მუდმივა უნდა განვასხვავოთ მათემატიკური მუდმივასაგან, რომელსაც ასევე აქვს მუდმივი რიცხვითი მნიშვნელობა, მაგრამ მისი მნიშვნელობის დადგენა არ გულისხმობს რაიმე ფიზიკური გაზომვების ჩატარებას.

ბუნებაში ბევრი ფიზიკური მუდმივა არსებობს, რომელთა შორის ყველაზე ცნობილია სინათლის სიჩქარე ვაკუუმშიc, გრავიტაციული მუდმივა G, პლანკის მუდმივა h, ელექტრული მუდმივა ε0, ელემენტარული მუხტი e. ფიზიკურ მუდმივებს შიიძლება ჰქონდეთ სხვადასხვა განზომილება. ისინი ასევე შიძლება იყო უგანზომილებო. მაგალითად სინათლის სიჩქარის განზომილება არის სიგრძე გაყოფილი დროზე; ხოლო ფაქიზი ურთიერთქმედების მუდმივა α, არის უგანზომილებო.

განზომილებიანი და უგანზომილებო ფიზიკური მუდმივები[რედაქტირება]

განზომილებიანი ფიზიკური მუდმივების რიცხვითი მნიშვნელობა დამოკიდებულია ერთეულთა სისტემაზე, ხოლო უგანზომილებო მუდმივებისა არა. შესაბამისად, განზომილებიანი მუდმივების რიცხვითი მნიშვნელობა (მაგ. 299,792,458 როგორც სინათლის სიჩქარე c ვაკუუმში მ/წმ ერთეულებში) შეუძლებელია ნაწინასწარმეტყველები ან მიღებული იქნას რაიმე ფიზიკურ თეორიაში.

რამდენად მუდმივია ფიზიკური მუდმივები?[რედაქტირება]

პოლ დირაკმა (1937) და შემდგომში სხვა მეცნიერებმა გამოთქვეს ვარაუდი, რომ ფიზიკური მოდმივების მნიშვნელობები შეიძლება მცირდებოდეს სამყაროს ასატის ზრდასთან ერთად. სამეცნიერო ექსპერიმენტები ამ ჰიპოთეზას არ ადასტურებს. ეს ექსპერიმენტები აწესებს ზედა საზღვარს რაომე ფიზიკური მუდმივას ცვლილების ტემპზე წლის განმავლობაში.(უხეშად 10−5 წელიწადში ფაქიზი ურთიერთქმედების მუდმივასტვის α და 10−11 გრავიტაციული მუდმივასთვის G).

უნივერსალური მუდმივების ცხრილი[რედაქტირება]

სიდიდე სიმბოლო მნიშვნელობა ფარდობითი განუზღვრელობა
სინათლის სიჩქარე ვაკუუმში c \, 299 792 458 მ·წმ−1 განსაზღვრული
გრავიტაციული მუდმივა G \, 6.67428 10-113·კგ−1·წმ−2 1.0 × 10−4
პლანკის მუდმივა h \, 6.626 068 96(33) × 10−34 ჯ·წმ 5.0 × 10−8
დაყვანილი პლანკის მუდმივა \hbar = h / (2 \pi) 1.054 571 628(53) × 10−34 ჯ·წმ 5.0 × 10−8

ელექტრომაგნიტური მუდმივების ცხრილი[რედაქტირება]

სიდიდე სიმბოლო მნიშვნელობა[1] (SI სისტემაში) ფარდობითი განუზღვრელობა
მაგნიტური მუდმივა  \mu_0 \, 4π × 10−7 N·A−2 = 1.256 637 061... × 10−6 ნ·ა−2 განსაზღვრული
ელექტრული მუდმივა  \varepsilon_0 = 1/(\mu_0 c^2) \, 8.854 187 817... × 10−12 F·მ−1 განსაზღვრული
characteristic impedance of vacuum Z_0 = \mu_0 c \, 376.730 313 461... Ω განსაზღვრული
კულონის მუდმივა k_e = 1 / 4\pi\epsilon_0 \, 8.987 551 787... × 109 ნ·მ²·კულ−2 განსაზღვრული
ელემენტარული მუხტი e
\, 1.602 176 487(40) × 10−19 კულ 2.5 × 10−8
ბორის მაგნეტონი \mu_B = e \hbar / 2 m_e 927.400 915(23) × 10−26 ჯ·ტ−1 2.5 × 10−8
conductance quantum G_0 = 2 e^2 / h \, 7.748 091 7004(53) × 10−5 S 6.8 × 10−10
inverse conductance quantum G_0^{-1} = h / 2 e^2 \, 12 906.403 7787(88) Ω 6.8 × 10−10
ჯოზეფსონის კონსტანტა K_J = 2 e / h \, 4.835 978 91(12) × 1014 Hz·V−1 2.5 × 10−8
magnetic flux quantum \phi_0 = h / 2 e \, 2.067 833 667(52) × 10−15 Wb 2.5 × 10−8
nuclear magneton \mu_N = e \hbar / 2 m_p 5.050 783 43(43) × 10−27 J·T−1 8.6 × 10−8
von Klitzing constant R_K = h / e^2 \, 25 812.807 557(18) Ω 6.8 × 10−10

ატომური და ბირთვული მუდმივები[რედაქტირება]

სიდიდე სიმბოლო Value[1] (SI სისტემაში) ფარდობითი განუზღვრელობა
ბორის რადიუსი a_0 = \alpha / 4 \pi R_\infin \, 5.291 772 108(18) × 10−11 3.3 × 10−9
ელექტრონის კლასიკური რადიუსი r_e = e^2 / 4\pi\epsilon_0 m_e c^2\, 2.817 940 2894(58) × 10−15 2.1 × 10−9
ელექტრონის მასა m_e \, 9.109 382 15(45) × 10−31 კგ 5.0 × 10−8
ფერმის მუდმივა G_F / (\hbar c)^3 1.166 39(1) × 10−5 GeV−2 8.6 × 10−6
ფაქიზი სტრუქტურის მუდმივა \alpha = \mu_0 e^2 c / (2 h) = e^2 / (4 \pi \epsilon_0 \hbar c) \, 7.297 352 537 6(50) × 10−3 6.8 × 10−10
ჰარტლის ენერგია E_h = 2 R_\infin h c \, 4.359 744 17(75) × 10−18 J 1.7 × 10−7
პროტონის მასა m_p \, 1.672 621 637(83) × 10−27 კგ 5.0 × 10−8
ცირკულაციის კვანტი h / 2 m_e \, 3.636 947 550(24) × 10−4 m² s−1 6.7 × 10−9
რიდბერგის მუდმივა R_\infin = \alpha^2 m_e c / 2 h \, 10 973 731.568 525(73) m−1 6.6 × 10−12
ტომსონის კვეთა (8 \pi / 3)r_e^2 6.652 458 73(13) × 10−29 მ² 2.0 × 10−8
ვეინბერგის კუთხე \sin^2 \theta_W = 1 - (m_W / m_Z)^2 \, 0.222 15(76) 3.4 × 10−3

ფიზიკურ-ქიმიური მუდმივების ცხრილი[რედაქტირება]

სიდიდე სიმბოლო Value[1] (SI სისტემის ერეთეულებში) ფარდობითი განუზღვრელობა
atomic mass unit (unified atomic mass unit) m_u = 1 \ u \, 1.660 538 86(28) × 10−27 kg 1.7 × 10−7
ავოგადროს რიცხვი N_A, L \, 6.022 141 5(10) × 1023 mol−1 1.7 × 10−7
ბოლცმანის მუდმივა k = k_B = R / N_A \, 1.380 6504(24) × 10−23 ჯ·კ−1 1.8 × 10−6
ფარადეის მუდმივა F = N_A e \, 96 485.3383(83) კულ·მოლი−1 8.6 × 10−8
first radiation constant c_1 = 2 \pi h c^2 \, 3.741 771 18(19) × 10−16 W·m² 5.0 × 10−8
for spectral radiance c_{1L} \, 1.191 042 82(20) × 10−16 W·m² sr−1 1.7 × 10−7
Loschmidt constant at T=273.15 K and p=101.325 kPa n_0 = N_A / V_m \, 2.686 777 3(47) × 1025 m−3 1.8 × 10−6
gas constant R \, 8.314 472(15) J·K−1·mol−1 1.7 × 10−6
molar Planck constant N_A h \, 3.990 312 716(27) × 10−10 J·s·mol−1 6.7 × 10−9
molar volume of an ideal gas at T=273.15 K and p=100 kPa V_m = R T / p \, 2.2710 981(40) × 10−2 m³·mol−1 1.7 × 10−6
at T=273.15 K and p=101.325 kPa 2.2413 996(39) × 10−2 m³·mol−1 1.7 × 10−6
Sackur-Tetrode constant at T=1 K and p=100 kPa S_0 / R = \frac{5}{2}
 + \ln\left[ (2\pi m_u k T / h^2)^{3/2} k T / p \right]
−1.151 704 7(44) 3.8 × 10−6
at T=1 K and p=101.325 kPa −1.164 867 7(44) 3.8 × 10−6
second radiation constant c_2 = h c / k \, 1.438 775 2(25) × 10−2 m·K 1.7 × 10−6
Stefan–Boltzmann constant \sigma = (\pi^2 / 60) k^4 / \hbar^3 c^2 5.670 400(40) × 10−8 W·m−2·K−4 7.0 × 10−6
Wien displacement law constant b = (h c / k) /   \, 4.965 114 231... 2.897 768 5(51) × 10−3 m·K 1.7 × 10−6

Table of adopted values[რედაქტირება]

Quantity Symbol Value (SI units) Relative Standard Uncertainty
conventional value of Josephson constant[2] K_{J-90} \, 4.835 979 × 1014 Hz·V−1 defined
conventional value of von Klitzing constant[3] R_{K-90} \, 25 812.807 Ω defined
molar mass constant M_u = M(\,^{12}\mbox{C}) / 12 1 × 10−3 kg·mol−1 defined
of carbon-12 M(\,^{12}\mbox{C}) = N_A m(\,^{12}\mbox{C}) 1.2 × 10−2 kg·mol−1 defined
standard acceleration of gravity (gee, free-fall on Earth) g_n \,\! 9.806 65 m·s−2 defined
standard atmosphere  \mbox{atm} \, 101 325 Pa defined

ბუნებრივი ერთეულები[რედაქტირება]

განზომილებითი ანალიზის გამოყენებით შესაძლებელია ფუნდამენტური ფიზიკური მოდმივების კომბინირება ისე, რომ გენერირებული იქნას ზომის საბაზისო ერთეულები. ასეთი არჩევის შედეგად მიიღება ბუნებრივი ერთეულები. მაგალითად, პლანკის ერთეულები ეყდრნობა შემდეგ სიდიდეებსc, G, \hbar , \epsilon_0 and k

სახელი განზომილება გამოსახულება Value[1] (SI სისტემის ერთეულებში)
პლანკის სიგრძე სიგრძე (L) l_\text{P} = \sqrt{\frac{\hbar G}{c^3}} 1.616 252(81) × 10−35
პლანკის მასა მასა (M) m_\text{P} = \sqrt{\frac{\hbar c}{G}} 2.176 44(11) × 10−8 კგ
პლანკის დრო დრო (T) t_\text{P} = \sqrt{\frac{\hbar G}{c^5}} 5.391 24(27) × 10−44 წმ
პლანკის მუხტი მუხტი (Q) q_\text{P} = \sqrt{4 \pi \varepsilon_0 \hbar c} 1.875 545 870(47) × 10−18 კულ
პლანკის ტემპერარტურა ტემპერატურა (Θ) T_\text{P} = \sqrt{\frac{\hbar c^5}{G k^2}} 1.416 785(71) × 1032

Notes[რედაქტირება]

  1. 1.0 1.1 1.2 1.3 The values are given in the so-called concise form; the number in brackets is the standard uncertainty, which is the value multiplied by the ფარდობითი განუზღვრელობა.
  2. This is the value adopted internationally for realizing representations of the volt using the Josephson effect.
  3. This is the value adopted internationally for realizing representations of the ohm using the quantum Hall effect.

იხილეთ აგრეთვე[რედაქტირება]

ფიზიკური სიდიდეები

რესურსები ინტერნეტში[რედაქტირება]