ფიზიკური მუდმივა

ფიზიკური მოდმივა, ფიზიკური კონსტანტა, ფუნდამენტური ფიზიკური მუდმივა, სამყაროული მუდმივა — რიცხვითი კოეფიციენტი, რომელიც შედის ფიზიკური კანონების განტოლებებში და ბევრ შემთხვევაში წარმოადგენს ფიზიკური პროცესებისა და მიკროობიექტების მასშტაბურ მახასიათებლებს.

ფიზიკურ მუდმივებს განეკუთვნება სინათლის სიჩქარე, პლანკის მუდმივა, ელექტრონის მუხტი, ნაზი სტრუქტურის, ავოგადროს, რიდბერგის მუდმივები და სხვა. ფიზიკური მუდმივებია, როგორც დამოუკიდებელი მუდმივები, ისე მათი კომბინაციები (მაგალითად, ნაზი სტრუქტურის მუდმივა $\alpha =e^{2}/\hbar c$, სადაც $e$ არის ელექტრონის მუხტი, $\hbar$ — პლანკის მუდმივა, $c$ — სინათლის სიჩქარე). ფიზიკური მუდმივების ან მათი კომბინაციების რიცხვითს მნიშვნელობებს პოულობენ ექსპერიმენტულ გაზომვათა საფუძველზე და გამოსახავენ რომელიმე ერთეულთა სისტემის ერთეულებით. ფიზიკური მუდმივების ყველა ერთობლიობისათვის მოცემული გაზომვებიდან ყველაზე ზუსტი და საიმედო მნიშვნელობების მიღებას ფიზიკური მუდმივის შეთანხმებას უწოდებენ.

მეტროლოგიაში ფიზიკური მუდმივების ზუსტი მნიშვნელობები აუცილებელია ფიზიკურ სიდიდეთა ერთეულების აღწარმოებული ეტალონების დასამუშავებლად.

ფიზიკური მუდმივების სია

ფიზიკური მუდმივების მნიშვნელობები მოცემულია ერთეულთა საერთაშორისო სისტემის (SI) ერთეულებით. სიდიდის რიცხვითი მნიშვნელობის შემდეგ ფრჩხილშ მოთავსებული რიცხვი მნიშვნელობის საშუალო კვადრატულ ცთომილებას (კვადრატული გადახრა) ბოლო ნიშნად ციფრებში.

ფუნდამენტური ფიზიკური მუდმივები
სიდიდე	აღნიშვნა	მნიშვნელობა
სინათლის სიჩქარე ვაკუუმში	$c$	299 792 458 მ·წმ−1
გრავიტაციული მუდმივა	$G$	6.67428 10-11 მ3·კგ−1·წმ−2
პლანკის მუდმივა (ელემენტარული ქმედების კვანტი)	$h$	6.626 068 96(33) × 10−34 ჯ·წმ
დირაკის მუდმივა (დაყვანილი პლანკის მუდმივა)	$\hbar =h/(2\pi )$	1.054 571 628(53) × 10−34 ჯ·წმ
ელექტრული მუდმივა	$e$	1.602 176 634⋅10-19 კ
ბოლცმანის მუდმივა	$k=R/N_{A}$	1.380 649⋅10-23 ჯ·К−1
პლანკის ერთეულები
სიდიდე	აღნიშვნა	მნიშვნელობა
პლანკის მასა	$m_{p}=(\hbar c/G)^{1/2}$	2,176 434(24)⋅10−8 კგ
პლანკის სიგრძე	$l_{p}=(\hbar G/c^{3})^{1/2}$	1,616 255(18)⋅10−35 მ
პლანკის დრო	$t_{p}=(\hbar G/c^{5})^{1/2}$	5,391 247(60)×10−44 წმ
პლანკის ტემპერატურა	$T_{p}={\frac {1}{k}}(\hbar c^{5}/G)^{1/2}$	1,416 784(16) ×1032 К
სხვადასხვა
სიდიდე	აღნიშვნა	მნიშვნელობა
ფაქიზი სტრუქტურის მუდმივა	$\alpha =e^{2}/4\pi \varepsilon _{0}\hbar c$	7,297 352 5693(11)×10−3
	$\alpha ^{-1}$	137,035 999 084(21)
электрическая постоянная	$\varepsilon _{0}=1/(\mu _{0}c^{2})$	8,854 187 8128(13) ×10−12 Ф·м−1
атомная единица массы	$\ m_{u}$ = 1 а. е. м.	1,660 539 066 60(50)×10−27 кг
	1 а. е. м.	1,492 418 085 60(45)×10−10 Дж = 931,494 102 42(28)×106 Эв = 931,494 102 42(28) МэВ
постоянная Авогадро	$\ N_{A}$	6,022 140 76×1023 моль−1
1 электронвольт	эВ	1,602 176 634×10−19 Дж = 1,602 176 634×10−12 эрг
1 калория (международная)	1 кал	4,1868 Дж
литр·атмосфера	1 л·атм	101,325 Дж
	2,30259 RT	5,706 кДж·моль−1 (при 298 К)
	1 кДж·моль−1	83,593 см−1
ელექტრომაგნიტური მუდმივები
სიდიდე	აღნიშვნა	მნიშვნელობა
магнитная постоянная	$\mu _{0}=1/(\varepsilon _{0}c^{2})$	1,256 637 062 12(19) ×10-6 Гн·м−1 = 1,256 637 062 12(19) ×10-6 Н·А−2 (через основные единицы СИ: кг·м·с−2·А−2)
волновое сопротивление вакуума	$Z_{0}=\mu _{0}c={\frac {1}{\varepsilon _{0}c}}$	$\approx 376.73$ Ом.
электрическая постоянная	$\varepsilon _{0}=1/(\mu _{0}c^{2})$	8,854 187 8128(13) ×10−12 Ф·м−1 (через основные единицы СИ: кг−1·м−3·с4·А2)
постоянная Кулона	$k={\frac {1}{4\pi \varepsilon _{0}}}$	≈ 8,987 55 ×109 Ф−1·м (через основные единицы: кг·м3·с−4·А−2)
ზოგიერთი ფიზიკური მუდმივა
სიდიდე	აღნიშვნა	მნიშვნელობა
Массы элементарных частиц: масса электрона	$\ m_{e}$	9,109 383 7015(28)×10−31 кг (абсол.) = 0,000548579909065(16) а. е. м. (относит.)
масса протона	$\ m_{p}$	1,672 621 923 69(51)×10−27 кг = 1,007276466621(53) а. е. м.
масса нейтрона	$\ m_{n}$	1,674 927 498 04(95)×10−27 кг = 1,008 664 915 60(57) а. е. м.
М протон плюс электрон (абсолютная масса атома водорода 1H)	$\ m_{p+e}$	≈ 1,673 5328×10−27 кг = 1,007825 а.е.м. (относит.)
магнитный момент электрона	$\mu _{e}$	−928,476 470 43(28)×10−26 Дж·Тл−1
магнитный момент протона	$\mu _{p}$	1,410 606 797 36(60)×10−26 Дж·Тл−1
магнетон Бора	$\mu _{B}=e\hbar /2m_{e}$	927,401 007 83(28)×10−26 Дж·Тл−1
ядерный магнетон	$\mu _{N}$	5,050 783 7461(15)×10−27 Дж·Тл−1
g-фактор свободного электрона	$g_{e}=2\mu _{e}/\mu _{B}$	2,002 319 304 362 56(35)
гиромагнитное отношение протона	$\gamma _{p}=2\mu _{p}/\hbar$	2,675 221 8744(11)×108 с−1·Тл−1
постоянная Фарадея	$\ F=N_{A}e$	96 485,332 12… Кл·моль−1
универсальная газовая постоянная	$\ R=kN_{A}$	8,314 462 618… Дж·К−1·моль−1 ≈ 0,082057 л·атм·К−1·моль−1
молярный объём идеального газа (при 273,15 К, 101,325 кПа)	$\ V_{m}$	22,413 969 54… ×10−3 м³·моль−1
стандартное атмосферное давление (н.у.)	атм	101 325 Па
боровский радиус	$a_{0}=\alpha /(4\pi R_{\infty })$	0,529 177 210 903(80)×10−10 м
энергия Хартри	$E_{h}=2R_{\infty }hc$	4,359 744 722 2071(85)×10−18 Дж
постоянная Ридберга	$R_{\infty }=\alpha ^{2}m_{e}c/2h$	10 973 731,568 160(21) м−1
первая радиационная постоянная	$c_{1}=2\pi hc^{2}$	3,741 771 852… ×10−16 Вт·м²
вторая радиационная постоянная	$c_{2}=hc/k$	1,438 776 877… ×10−2 м·К
постоянная Стефана-Больцмана	$\sigma =(\pi ^{2}/60)k^{4}/\hbar ^{3}c^{2}$	5,670 374 419… ×10−8 Вт·м−2·К−4
постоянная Вина	$b=c_{2}/4,965114231...$	2,897 771 955… ×10−3м·К
стандартное ускорение свободного падения на поверхности Земли (усреднённое)	$g_{n}$	9,806 65 м·с−2
Температура тройной точки воды	$T_{0}$	273,16 K

ავოგადროს მუდმივა, ბირთვული მაგნეტონი, ბორის მაგნეტონი, ბორის რადიუსი, გირომაგნიტური ფარდობა პროტონისათვის, გრავიტაციული მუდმივა, ელემენტარული მუხტი, ელექტრონის კომპტონის ტალღის სიგრძე, ელექტრონის მაგნიტური მომენტი, ელექტრონის მუხტის ფარდობა თავისივე მასასთან, ელექტრონის უძრაობის მასა, ელექტრული მუდმივა, მაგნიტური მუდმივა, მაგნიტური ნაკადის კვანტი, ნაზი სტრუქტურის მუდმივა, ნეიტრონინს უძრაობის მასა, პლანკის მუდმივა, პროტონის მაგნიტური მომენტი, პროტონის უძრაობის მასა, რიდბერგის მუდმივა, სინათლის სიჩქარე ვაკუუმში, სტეფან-ბოლცმანის მუდმივა, უნივერსალური აირული მუდმივა, ფარადეის მუდმივა.

ელექტრომაგნიტური მუდმივების ცხრილი

სიდიდე	სიმბოლო	მნიშვნელობა (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	$\mu _{B}=e\hbar /2m_{e}$	927.400 915(23) × 10−26 ჯ·ტ−1	2.5 × 10−8
conductance quantum	$G_{0}=2e^{2}/h\,$	7.748 091 7004(53) × 10−5 S	6.8 × 10−10
inverse conductance quantum	$G_{0}^{-1}=h/2e^{2}\,$	12 906.403 7787(88) Ω	6.8 × 10−10
ჯოზეფსონის კონსტანტა	$K_{J}=2e/h\,$	4.835 978 91(12) × 1014 Hz·V−1	2.5 × 10−8
magnetic flux quantum	$\phi _{0}=h/2e\,$	2.067 833 667(52) × 10−15 Wb	2.5 × 10−8
nuclear magneton	$\mu _{N}=e\hbar /2m_{p}$	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

სიდიდე		სიმბოლო	Value (SI სისტემაში)	ფარდობითი განუზღვრელობა
ბორის რადიუსი		$a_{0}=\alpha /4\pi R_{\infty }\,$	5.291 772 108(18) × 10−11 მ	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 მ	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		$\alpha =\mu _{0}e^{2}c/(2h)=e^{2}/(4\pi \epsilon _{0}\hbar c)\,$	7.297 352 537 6(50) × 10−3	6.8 × 10−10
ჰარტლის ენერგია		$E_{h}=2R_{\infty }hc\,$	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		$h/2m_{e}\,$	3.636 947 550(24) × 10−4 m² s−1	6.7 × 10−9
რიდბერგის მუდმივა		$R_{\infty }=\alpha ^{2}m_{e}c/2h\,$	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

სიდიდე		სიმბოლო	Value (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
ფარადეის მუდმივა		$F=N_{A}e\,$	96 485.3383(83) კულ·მოლი−1	8.6 × 10−8
first radiation constant		$c_{1}=2\pi hc^{2}\,$	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	$V_{m}=RT/p\,$	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	$S_{0}/R={\frac {5}{2}}$ $+\ln \left[(2\pi m_{u}kT/h^{2})^{3/2}kT/p\right]$	−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		$c_{2}=hc/k\,$	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		$b=(hc/k)/\,$ 4.965 114 231...	2.897 768 5(51) × 10−3 m·K	1.7 × 10−6

Table of adopted values

Quantity		Symbol	Value (SI units)	Relative Standard Uncertainty
conventional value of Josephson constant		$K_{J-90}\,$	4.835 979 × 1014 Hz·V−1	defined
conventional value of von Klitzing constant		$R_{K-90}\,$	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

იხილეთ აგრეთვე

ფიზიკური სიდიდეები

ლიტერატურა

• ქართული საბჭოთა ენციკლოპედია, ტ. 10, თბ., 1986. — გვ. 294.

რესურსები ინტერნეტში

• Sixty Symbols
• IUPAC - Gold Book