Постоянная тонкой структуры — характеризующая силу электромагнитного взаимодействия

  

В системе единиц СГСЭ единица электрического заряда определена таким образом, что электрическая постоянная равна единице. Тогда постоянная тонкой структуры определяется как:

  

В квантовой электродинамике постоянная тонкой структуры имеет значение константы взаимодействия, характеризующей силу взаимодействия между электрическими зарядами и фотонами. Её значение не может быть предсказано теоретически и вводится на основе экспериментальных данных. Постоянная тонкой структуры является одним из двадцати «внешних параметров» стандартной модели в физике элементарных частиц.

В теории электрослабого взаимодействия показано, что значение постоянной тонкой структуры (сила электромагнитного взаимодействия) зависит от характерной энергии рассматриваемого процесса. Утверждается, что постоянная тонкой структуры логарифмически растёт с увеличением энергии. Наблюдаемое значение постоянной тонкой структуры верно при энергиях порядка массы электрона. Характерная энергия не может принимать более низкие значения, так как электрон (как и позитрон) обладает самой маленькой массой среди заряженных частиц. Поэтому говорят, что 1 / 137,036 — это значение постоянной тонкой структуры при нулевой энергии.

В формуле мы использовали :

 — Постоянная тонкой структуры

 — Элементарный электрический заряд

 — Постоянная Дирака

 — Электрическая постоянная

 — Скорость света

Радиус электрона — Это по сути радиус шара, только очень маленьких размеров

  

Тут мы использовали :

 — Радиус электрона

 — Магнитная постоянная

 — Электрический заряд электрона

 — Масса электрона

Скорость света в вакууме — абсолютная величина скорости распространения электромагнитных волн в вакууме

  

Согласно специальной теории относительности, скорость света в вакууме не зависит ни от скоростидвижения источника света, ни от скорости движения наблюдателя. В природе со скоростью светараспространяются:

- Видимый свет - Другие виды электромагнитного излучения (радиоволны, рентгеновские лучи) - Гравитационные волны

Частицы, движущиеся медленнее скорости света, называются тардионами. Тардионы не могут достичь скорости света, а только лишь сколь угодно близко подойти к ней, так как при этом их энергия становится неограниченно большой. Все тардионы обладают массой покоя, в отличие от безмассовых фотонов и гравитонов, которые всегда движутся со скоростью света.

В формуле мы использовали :

 — Скорость света в вакууме

Ускорение свободного падения- ускорение, сообщаемое свободной материальной точке силой тяжести, поднятой на небольшое расстояние над Землей.

  

Если применить эту формулу для вычисления гравитационного ускорения на поверхности Земли, то мы получим:

  

В условиях Земли падение тел считается условно свободным, т.к. при падении тела в воздушной среде всегда возникает еще и сила сопротивления воздуха.

независимо от массы, плотности и формы все тела падают одинаково быстро, т. е. в любой момент времени тела имеют одинаковые мгновенные скорости и ускорения.

Наблюдать идеальное свободное падение тел можно в трубке Ньютона, если с помощью насоса выкачать из неё воздух.

Вблизи поверхности Земли величина силы тяжести считается постоянной, поэтому свободное падение тела — это движение тела под действием постоянной силы. Следовательно, свободное падение — это равноускоренное движение.

Экспериментально установлено, что ускорение свободного падения не зависит от массы падающего тела, но зависит от географической широты q местности и высоты h подъема над земной поверхностью. При этом зависимость g от q двоякая.

Во-первых, Земля — не шар, а эллипсоид вращения, то есть радиус Земли на полюсе меньше радиуса Земли на экваторе. Поэтому сила тяжести и вызываемое ею ускорение свободного падения на полюсе больше, чем на экваторе (g=9,832   на полюсе и g = 9,780   на экваторе).

Во-вторых, Земля вращается вокруг своей оси и это влияет на ускорение свободного падения, приводя к его зависимости от географической широты местности

В формуле мы использовали :

 — Ускорение свободного падения на поверхности Земли

 — Гравитационная постоянная  — Масса Земли

 — Радиус Земли

 — Высота тела над поверхностью Земли

Число Авогадро — численно равная количеству специфицированных структурных единиц (атомов, молекул, ионов, электронов или любых других частиц) в 1 моле вещества

Тут мы использовали :

 — Число Авогадро