3-й семестр / 2 / Ф_зичн_ стал_ та характеристичн_ числа
.RTFФізичні сталі та характеристичні числа
Терміни та визначення
Фізична стала – фізична величина, яка має незмінне значення за визначених обставин в обраній системі одиниць.
Фундаментальна фізична стала – фізична стала, значення якої, визначене експериментально в обраній системі одиниць, містить інформацію про найзагальніші (фундаментальні ) властивості матерії і є незмінним за будь-яких умов.
Характеристичне число – безрозмірнісна комбінація фізичних величин, яка виникає у функційних залежностях, що відбивають фізичні факти, незалежні від вибору системи одиниць.
Основні положення
Слід розрізняти фундаментальні фізичні сталі та сталі речовини чи системи. Останні є фізичними величинами, які за певних умов зберігають незмінним своє значення у вибраній системі одиниць лише для деякої речовини чи системи.
Приклади:
Cпіввідношення між енергією W кванта електромагнітного поля та його частотою υ визначається формулою Планка W=hv, де h – фундаментальна стала Планка.
Закон радіоактивного розпаду N=N0exp(-t), де N – число атомів деякого радіоактивного елементу, що залишились без розпаду через час t, N0 – число цих атомів у вихідний момент (t=0), - містить сталу радіоактивного розпаду λ , яка є сталою речовини – розглядуваного радіоактивного елемента.
Характеристика йонної кристалічної гратки, що визначає електростатичну енергію взаємодії, яка припадає на пару йонів, - стала Маделунга α, - є сталою системи (певного кристалу).
Фундаментальні фізичні сталі
|
Назва величини |
позначення |
Визначальне рівняння |
Значення величини |
Відносна похибка, 10-6 |
|
Універсальні сталі
|
||||
|
Швидкість світла у вакуумі |
с |
- |
299 792 458 м с-1 |
точно |
|
Магнітна стала |
µ0 |
- |
4π10-7 Гн/м = 12,566 370 614...10-7 Гн/м |
точно |
|
Електрична стала |
ε0 |
(µ0с2)-1 |
8,854 187 817…10-12Фм-1 |
точно |
|
Гравітаційна стала |
G |
- |
(6,67259 ± 0,00085)10-11 м3кг-1с-2 |
128 |
|
Стала Планка |
h |
|
(6,626 0755 ± 0,000 0040)10-34Дж с |
0,60 |
|
Стала Дірака |
ħ |
h/2π |
(1,054 572 66 ± 0,000 000 63)10-34Дж с |
0,60 |
|
Електромагнітні сталі
|
||||
|
Елементарний заряд |
е |
- |
(1,60217733 ± 0,00000049) 10-19Кл |
0,30 |
|
Квант магнітного потоку |
Ф0 |
h/2е |
(2,067 834 61 ±0,000 000 61)10-15Вб |
0,30 |
|
Магнетон Бора |
µв |
еħ/2mе |
(9,274 0154 ± 0,000 0031)10-24Дж Тл-1 |
0,34 |
|
Ядерний магнетон |
µN |
еħ/2mр |
(5,050 7866 ± 0,000 0017)10-27Дж Тл-1 |
0,34 |
|
Електрон
|
||||
|
Маса спокою електрона |
mе |
- |
(9,1093897±0,0000054)10‑31кг |
0,59 |
|
Відношення заряду електрона до його маси |
- |
-е/ mе |
(-1,758 819 62 ± 0,000 000 53)1011Кл кг-1 |
0,30 |
|
Молярна маса електрона |
М(е) |
- |
(5,485 799 03 ± 0,000 000 13)10-7кг/моль |
0,023 |
|
Магнітний момент електрона |
µе |
- |
(928,477 01 ± 0,00031)10-26 Дж Тл-1 |
0,34 |
|
Фізико-хімічні сталі
|
||||
|
Стала Авогадро |
NA |
- |
(6,022 1367 ± 0,000 0036)1023моль-1 |
0,59 |
|
Молярна стала Планка |
- |
NAh |
(3,990 313 23 ± 0,000 000 36)10-10 Дж с моль-1 |
0,089 |
|
Атомна одиниця маси (уніфікована) |
а.о.м. |
m(12C)/ 12 |
(1,660 5402 ± 0,000 0010)10-27кг |
0,59 |
|
Стала Фарадея |
F |
NAe |
96 485,309 ± 0,029 Кл моль-1 |
0,30 |
|
Універсальна (молярна) газова стала |
R |
- |
8,314 510 ± 0,000 070 Дж моль-1 К-1 |
8,4 |
|
Стала Больцмана |
k |
R/NA |
(1,380 658 ± 0,000 012)10-23 Дж К-1 |
8,5 |
|
Молярний об’єм ідеального газу за нормальних умов (Т=273,15К, р=101325Па) |
Vm |
RT/p |
(22,414 10 ± 0,000 19)10-3 м3/моль |
8,4 |
|
Стала Лошмідта |
n0 |
NA /Vm |
(2,686 763 ± 0,000 023)1025 м-3 |
8,5 |
|
Стала Стефана- Больцмана |
σ |
(р2/60)k4 /(ħ3с2) |
(5,670 51 ± 0,000 19)10-8 Вт м-2 К-4 |
34 |
Характеристичні числа
Усі характеристичні числа є безрозмірнісними величинами та як одиницю мають число 1, тому їхні розмірність та одиниця не наводиться.
Характеристичні числа бувають:
Перенесення імпульсу
Перенесення теплоти
Характеристики речовини
Перенесення маси у бінарних сумішах
Магнітна гідродинаміка
Сталі:
Мюон;
Протон;
Нейтрон;
Дейтрон;
Фізико-хімічні сталі;
Атомні Сталі;
Електрон;
Електромагнітні сталі;