Фізичні константи

Фізи́чна ста́ла — фізична величина, яка має незмінне значення за визначених обставин в обраній системі одиниць.

Фундаментальна фізична стала (універсальна константа) — фізична стала, значення якої, визначене експериментально в обраній системі одиниць, містить інформацію про найзагальніші (фундаментальні) властивості матерії і є незмінним за будь-яких умов. Вона характеризує не окремі тіла, а фізичні властивості нашого світу в цілому. Фундаментальні фізичні константи використовують у теоретичній фізиці при математичному описі навколишнього світу. Часто сюди також відносять і деякі інші фізичні сталі, так чи інакше пов'язані з конкретними тілами.

Слово стала або константа означає, що чисельне значення цієї величини не змінюється з часом. В реальності це може бути і не так. Наприклад, в останні роки з'явилися припущення, що стала тонкої структури змінюється впродовж еволюції Всесвіту. Проте навіть якщо величини і змінюються з часом, то надзвичайно повільно, і скільки-небудь помітних змін варто чекати лише на масштабах співмірних з віком Всесвіту.

Більшість фізичних сталих є розмірнісними величинами, тільки деякі з них безрозмірнісні (величини з розмірністю одиниця). Числове значення розмірної величини залежить від вибору одиниць вимірювання. Проте числові значення безрозмірнісних констант є фундаментальнішими, оскільки вони не залежать від вибору системи одиниць.

Фундаментальні фізичні константи

Величина	Символ	Значення в системі SI	Примітки
швидкість світла у вакуумі	$c_{0}$	299 792 458 м·с−1	точно
стала Планка (елементарний квант дії)	h	6,626 070 15×10−34 Дж·с	точно
гравітаційна стала	G	6,67428(67)×10−11 м³·кг−1·с−2	a
абсолютний нуль	Т	0 К= -273.15 °C	точно
елементарний заряд	e	1,602 176 634×10−19 Кл	точно

Розмірні комбінації фундаментальних констант

Назва	Символ	Значення	Примітки
планківська маса	$m_{p}=(\hbar c/G)^{1/2}$	2,176 44(11)×10−8 кг	a
Довжина Планка	$l_{p}=(\hbar G/c^{3})^{1/2}$	1,616 252(81)×10−35 м	a
планківський час	$t_{p}=(\hbar G/c^{5})^{1/2}$	5,391 24(27)×10−44 с	a

Деякі інші константи

Назва	Позначення	Значення
Магнітна стала	$\mu _{0}$	1.2566370614×10−6 Гн·м−1
Електрична константа	$\varepsilon _{0}$	8.85418783×10−12 Ф/м
Прискорення вільного падіння (нормальне)	$g$	9.80665 м/с2
Гравітаційна стала	$G$	6.6720 ×10−11 Н·м²/кг2
Стала Больцмана	$k_{B}$	1.380662× 10−23 Дж/К
Нормальний атмосферний тиск	Pn	101325 Па
Стала Стефана — Больцмана	$C$	5.67× 10−8 Вт/(м²·К4)
Універсальна газова стала	$R$	8.31441 Дж/(К·моль)
Енергетичний еквівалент маси		8.987× 1016 Дж/(кг)
Електронвольт	eВ	1.6× 10−19 Дж
Об'єм одного моля ідеального газу за нормальних умов		22.415×1016 л/моль
Температурний коефіцієнт розширення ідеальних газів	$\alpha$	0.00366 (° С)−1
Число Авогадро	$N_{a}$	6.022045 ×1023 моль−1
Стала Лошмідта	$N_{L}$	2.687× 1020 молекул·см−3
Стала Фарадея (валентність 1)	$F$	96484.56 Кл/моль
Елементарний заряд (заряд електрона)	$e$	1.6021892 ×10−19 Кл
Відношення заряду електрона до його маси	${e \over m_{e}}$	1.76 ×1011 Кл/кг
Інваріантна маса електрона	$m_{e}$	9.109534 ×10−31 кг
Інваріантна маса протона	$m_{p}$	1.6726485 ×10−27 кг
Інваріантна маса нейтрона	$m_{n}$	1.6749543× 10−27 кг
Інваріантна маса мюона	$m_{\mu }$	1.883× 10−28 кг
Відношення мас протона й електрона	${m_{p} \over m_{e}}$	1836.15267261(85)
Атомна одиниця маси	а.о.м.	1.6605655(86) ×10−27 кг
Класичний радіус електрона	$r_{e}$	2.817938× 10−15 м
Маса атома водню	$1_{H}$	1.007825036 а.о.м.
Відношення маси протона до маси електрона	${m_{p} \over m_{e}}$	1836.15152(70)
Стала Рідберга	$R_{\infty }$	10973731.77 м−1
Об'єм одного моля ідеального газу при нормальних умовах (101,3 кПа, 0 °C)	$V_{m}$	22.41383×10−3 м³/моль

Див. також

• Математичні константи
• Список позначень у фізиці

Джерела

• Фундаментальные физические константы // Физическая энциклопедия, т. 5. М.: Большая Российская энциклопедия, 1998. — С. 381-383.
• Владленова І. В. Фундаментальні фізичні константи: онто-антропологічний смисл // Вестник НТУ «ХПИ», Філософія № 26, 2009. — С. 13-20. — ISSN 2079-0783.

Посилання

• Американський Національний інститут стандартів і технологій (англ.)
• Інститут хімії і біології Вільного університету у Берліні (нім.)
• Сторінка на сайті NASA (англ.)