Najważniejsze stałe fizyczne

Stałe fizyczne - wstęp

Stałe używane w matematycznym opisie zjawisk mają dość różne pochodzenie i naturę. Wyróżnić możemy:

stałe matematyczne (np. liczba π, e)
stałe fizyczne uniwersalne mają fundamentalne znaczenie dla całej fizyki, a ich wartość określa zachowanie się ciał w bardzo wielu różnych działach - w optyce, mechanice, termodynamice (są to np. stała Plancka, prędkość światła w próżni i inne...)
stałe związane z określonymi warunkami ustalonymi w celu standaryzacji - patrz: Warunki normalne.
stałe związane z określonymi obiektami, materiałami (np. temperatura topnienia lodu, temperatura punktu potrójnego wody, masa mezonu π+ )

Niektóre stałe uniwersalne można by właściwie zaliczyć zarówno do drugiej, jak i do trzeciej grupy -  np. masy protonu, elektronu - z jednej strony można je uznać jako po prostu masy cząstek (czyli właściwość obiektu), jednak z drugiej strony te dwie cząstki są na tyle ważne dla całej fizyki, że stanowią szczególny punkt odniesienia. Dlatego wielkości charakteryzujące elektron, proton (czasem neutron) są traktowane jako wyjątkowe - są "nobilitowane" przynależnością do stałych uniwersalnych.

Stałe uniwersalne (w nawiasach podano niepewność ostatnich cyfr)

wielkość  symbol wartość wraz z jednostką Uwagi
Prędkość światła w próżni

c

 

299792458 m/s
c2 = ε0 μ0

Podstawowa, uniwersalna stała
znana ze 100% dokładnością, gdyż sama jest źródłem dla innych stałych - wartości - np. dla definicji metra.

przenikalność elektryczna próżni ε0

1/μ0c2  
≈ 8,854 187 817 10∙10-12 C2/Nm2

Stała uniwersalna 
znana ze 100% dokładnością
przenikalność magnetyczna próżni μ0 4π∙10-7 N/A2  
≈ 12,566370∙10-7 N/A2
Podstawowa, uniwersalna stała
znana ze 100% dokładnością
stała grawitacyjna  G

6,67545(18) ∙10-11 N∙m2/kg2

stała zmierzona, znana z ograniczoną dokładnością.  Pomiar z roku 2013
masa elektronu me 9,109 3897 ∙10-31 kg
5,485799 ∙10-4 u
ok. 511 keV
stała zmierzona, znana z ograniczoną dokładnością
masa protonu mp 1,6726231 ∙10-27 kg
1,00728 u
= ok. 938,26 MeV
= 1836,1 me
 stała zmierzona, znana z ograniczoną dokładnością
ładunek elementarny e 1,602 177 33 ∙10-19 C stała zmierzona, znana z ograniczoną dokładnością
jednostka masy atomowej u 1,660 5402 ∙10-27 kg
1 u = 931,49432(28) MeV
stała zmierzona, znana z ograniczoną dokładnością
stała Plancka h 6.626 069 79 (30) ∙10-34 J∙s
(pomiar z roku 2014)
stała zmierzona, znana z ograniczoną dokładnością
stała (liczba) Avogadro NA 6,022 1367 ∙1023 1/mol stała zmierzona, znana z ograniczoną dokładnością
stała Faradaya F NAe ≈ 
96 458,309 C/mol
stała zmierzona, znana z ograniczoną dokładnością
stała Boltzmanna k 1,380 658∙10-23 W/m2∙K4 stała zmierzona, znana z ograniczoną dokładnością

stała gazowa R 8,314 510 J/mol∙K

R = kNA

stała zmierzona, znana z ograniczoną dokładnością. Wynika ściśle ze stałych: Boltzmanna i Avogadro.
elektronowolt eV 1 eV  = 1,60217733(49) 10-19 J.  stała zmierzona, znana z ograniczoną dokładnością. Wynika ściśle z wartości  ładunku elektronu.

 

 Uwaga:

Wartość w nawiasie, podana przy niektórych wartościach oznacza wartość odchylenia standardowego, będącego miarą błędu mierzonej wartości.