Stałe fizyczne

Stała fizyczna (łac. constans) – wielkość fizyczna, która nie zmienia się w czasie i przestrzeni.

Podstawowe stałe fizyczne

Nazwa stałej	Symbol	Wartość	Jednostka	$u_{r}$ *	Źródło
Stałe uniwersalne
Prędkość światła w próżni	$c$	299 792 458	m·s⁻¹	(dokładnie)	^[1]
Stała magnetyczna^[2]^[3]	$\mu _{0}$	4π·10⁻⁷ = 1,256 637 062 12(19) ·10⁻⁶	N·A⁻²	1,5·10⁻¹⁰	^[4]
Stała elektryczna^[5]^[3]	$\varepsilon _{0}$	10⁷/4πc² = 8,854 187 8128(13)·10⁻¹²	F·m⁻¹	1,5·10⁻¹⁰	^[6]
Impedancja właściwa próżni	$Z_{0}$	376,730 313 668(57)	Ω	1,5·10⁻¹⁰	^[7]
Stała grawitacji	$G$	6,674 30(15)·10⁻¹¹	m³·kg⁻¹·s⁻²	2,2·10⁻⁵	^[8]
Stała Plancka	$h$	6,626 070 15·10⁻³⁴	J·s	(dokładnie)	^[9]
Stała Plancka	$h$	4,135 667 696·10⁻¹⁵	eV·s	(dokładnie)	^[10]
Zredukowana stała Plancka	$\hbar$	1,054 571 817·10⁻³⁴	J·s	(dokładnie)	^[11]
Zredukowana stała Plancka	$\hbar$	6,582 119 569·10⁻¹⁶	eV·s	(dokładnie)	^[12]
Masa Plancka	$m_{p}$	2,176 434(24)·10⁻⁸	kg	1,1·10⁻⁵	^[13]
Długość Plancka	$l_{p}$	1,616 255(18)·10⁻³⁵	m	1,1·10⁻⁵	^[14]
Czas Plancka	$t_{p}$	5,391 247(60)·10⁻⁴⁴	s	1,1·10⁻⁵	^[15]
Stałe elektromagnetyczne
Ładunek elementarny	$e$	1,602 176 634·10⁻¹⁹	C	(dokładnie)	^[9]
Magneton Bohra	$\mu _{B}$	9,274 010 0783(28)·10⁻²⁴	J·T⁻¹	3,0·10⁻¹⁰	^[16]
Magneton jądrowy	$\mu _{N}$	5,050 783 7461(15)·10⁻²⁷	J·T⁻¹	3,1·10⁻¹⁰	^[17]
Stałe atomowe i jądrowe
Energia Hartree’go	$E_{h}$	4,359 744 722 2071(85)·10⁻¹⁸	J	1,9·10⁻¹²	^[18]
Jednostka masy atomowej	$m_{u}$	1,660 539 066 60(50)·10⁻²⁷	kg	3,0·10⁻¹⁰	^[19]
Odwrotność stałej struktury subtelnej	$\alpha ^{-1}$	137,035 999 084(21)		1,5·10⁻¹⁰	^[20]
Promień atomu Bohra	$a_{0}$	5,291 772 109 03(80)·10⁻¹¹	m	1,5·10⁻¹⁰	^[21]
Stała struktury subtelnej	$\alpha$	7,297 352 5693(11)·10⁻³		1,5·10⁻¹⁰	^[22]
Elektron $e^{-}$
Czynnik g elektronu	$g_{e}$	−2,002 319 304 362 56(35)		1,7·10⁻¹³	^[23]
Energia spoczynkowa elektronu	$m_{e}c^{2}$	8,187 105 7769(25)·10⁻¹⁴	J	3,0·10⁻¹⁰	^[24]
Energia spoczynkowa elektronu	$m_{e}c^{2}$	0,510 998 950 00(15)	MeV	3,0·10⁻¹⁰	^[25]
Masa spoczynkowa elektronu	$m_{e}$	9,109 383 7015(28)·10⁻³¹	kg	3,0·10⁻¹⁰	^[26]
Masa spoczynkowa elektronu	$m_{e}$	5,485 799 090 65(16)·10⁻⁴	u	2,9·10⁻¹¹	^[27]
Moment magnetyczny elektronu	$\mu _{e}$	−9,284 764 7043(28)·10⁻²⁴	J·T⁻¹	3,0·10⁻¹⁰	^[28]
Stosunek ładunku do masy dla elektronu	$-e/m_{e}$	−1,758 820 010 76(53)·10¹¹	C·kg⁻¹	3,0·10⁻¹⁰	^[29]
Proton $p$
Energia spoczynkowa protonu w MeV	$m_{p}c^{2}$	938,272 088 16(29)	MeV	3,1·10⁻¹⁰	^[30]
Stosunek żyromagnetyczny protonu	$\gamma _{p}$	2,675 221 8744(11)·10⁸	s⁻¹·T⁻¹	4,2·10⁻¹⁰	^[31]
Masa spoczynkowa protonu	$m_{p}$	1,672 621 923 69(51)·10⁻²⁷	kg	3,1·10⁻¹⁰	^[32]
Moment magnetyczny protonu	$\mu _{p}$	1,410 606 797 36(60)·10⁻²⁶	J·T⁻¹	4,2·10⁻¹⁰	^[33]
Moment magnetyczny protonu – stosunek do magnetonu Bohra	$\mu _{p}/\mu _{B}$	1,521 032 202 30(46)·10⁻³		3,0·10⁻¹⁰	^[34]
Współczynnik żyromagnetyczny protonu	$\gamma _{p}/2\pi$	42,577 478 518(18)	MHz·T⁻¹	4,2·10⁻¹⁰	^[35]
Neutron $n$
Energia spoczynkowa neutronu w MeV	$m_{n}c^{2}$	939,565 420 52(54)	MeV	5,7·10⁻¹⁰	^[36]
Masa spoczynkowa neutronu	$m_{n}$	1,674 927 498 04(95)·10⁻²⁷	kg	5,7·10⁻¹⁰	^[37]
Stałe fizykochemiczne
Pierwsza stała promieniowania	$v_{1}$	3,741 771 852·10⁻¹⁶	W·m²	(dokładnie)	^[38]
Druga stała promieniowania	$c_{2}$	1,438 776 887·10⁻²	m·K	(dokładnie)	^[39]
Stała Avogadra (liczba Avogadra)	$N_{A}$	6,022 140 76·10²³	mol⁻¹	(dokładnie)	^[9]
Stała Boltzmanna	$k$	1,380 649·10⁻²³	J·K⁻¹	(dokładnie)	^[9]
Stała Faradaya	$F$	96 485,332 12	C·mol⁻¹	(dokładnie)	^[40]
Stała gazowa (na 1 mol)	$R$	8,314 462 618	J·mol⁻¹·K⁻¹	(dokładnie)	^[41]
Stała Loschmidta (w T = 273,15 K, p = 100 kPa)	$n_{0}$	2,651 645 804·10²⁵	m⁻³	(dokładnie)	^[42]
Objętość molowa gazu doskonałego (w T = 273,15 K, p = 101 325 Pa)	$v_{m}$	22,413 969 54·10⁻³	m³·mol⁻¹	(dokładnie)	^[43]
Stała przesunięć Wiena	$b$	2,897 771 955·10⁻³	m·K	(dokładnie)	^[44]
Stała Rydberga	$R_{\infty }$	10 973 731,568 160(21)	m⁻¹	1,9·10⁻¹²	^[45]
Stała Stefana-Boltzmanna	$\sigma$	5,670 374 419·10⁻⁸	W·m⁻²·K⁻⁴	(dokładnie)	^[46]

* $u_{r}$ – względna niepewność standardowa.

Stałe fundamentalne

Eyvind H. Wichmann twierdził, że naprawdę fundamentalne stałe są bezwymiarowe, gdyż jednostki zależą od wymiarów człowieka. Proponował następujące wielkości^[47]:

stała struktury subtelnej
$\alpha ={\frac {e^{2}}{\hbar c}}\approx {\frac {1}{137}}$
stosunek masy elektronu do masy protonu
$\beta ={\frac {m}{M_{p}}}\approx {\frac {1}{1836}}$
stała grawitacji w jednostkach naturalnych
$\gamma ={\frac {(M_{p}^{2}G)/(\hbar \ M_{p}c)}{M_{p}c^{2}}}\approx 5{,}902\cdot 10^{-39}$
stała charakteryzująca moc oddziaływań słabych, mniejszą o wielkość rzędu $10^{-14}$ od oddziaływań silnych
stosunek masy elektronu do masy mionu
${\frac {m}{m_{\mu }}}\sim {\frac {1}{200}}$
stałe charakteryzujące oddziaływania silne, np.
$s_{1}={\frac {\mathrm {masa\;mezonu\;\pi } }{\mathrm {masa\;protonu} }}\approx 0{,}15$
$s_{2}={\frac {B_{D}}{M_{p}}}\approx 2{,}35\cdot 10^{-3}$ $s_{2}={\frac {B_{D}}{M_{p}}}\approx 2{,}35\cdot 10^{-3}$
- $B_{D}=2{,}23\ \mathrm {MeV}$ – energia wiązania deuteronu

Dziś lepiej rozumiemy naturę oddziaływań słabych i silnych, a za stałe fundamentalne można uznać parametry swobodne modelu standardowego. Ponadto przypisuje się bardziej fundamentalne znaczenie masie Plancka wynikającej z wartości stałej grawitacji, niż masom elektronu i protonu.

Przypisy

↑ speed of light in vacuum NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.
↑ Do 1998 roku nazywana przenikalnością magnetyczną próżni.
↑ ^a ^b Lista podstawowych stałych fizycznych. National Institute of Standards and Technology. s. 1. [dostęp 2012-10-14]. (ang.).
↑ magnetic constant NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.
↑ Do 1998 roku nazywana przenikalnością elektryczną próżni.
↑ electric constant NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.
↑ characteristic impedance of vacuum NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.
↑ Newtonian constant of gravitation NIST – CODATA Fundamental Physical Constants [dostęp 2022-03-30].
↑ ^a ^b ^c ^d BIPM – measurement units [online], www.bipm.org [dostęp 2019-08-23] .
↑ Planck constant in eV s NIST Physical Reference Data – CODATA Fundamental Physical Constants.
↑ Planck constant over 2 pi NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.
↑ Planck constant over 2 pi in eV s NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.
↑ Planck mass NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.
↑ Planck length NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.
↑ Planck time NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.
↑ Bohr magneton NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.
↑ nuclear magneton NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.
↑ Hartee energy NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.
↑ atomic mass constant NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.
↑ inverse fine-structure constant NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.
↑ Bohr radius NIST – CODATA Fundamental Physical Constants [dostęp 2022-03-30].
↑ fine-structure constant NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.
↑ electron g factor NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.
↑ electron mass energy equivalent NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.
↑ electron mass energy equivalent in MeV NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.
↑ electron mass NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.
↑ electron mass in u NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.
↑ electron magnetic moment NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.
↑ electron charge to mass quotient NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.
↑ proton mass energy equivalent in MeV – CODATA Fundamental Physical Constants.
↑ proton gyromagnetic ratio NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.
↑ proton mass NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.
↑ proton magnetic moment NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.
↑ proton magnetic moment to Bohr magneton ratio NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.
↑ proton gyromagnetic ratio over 2 pi NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.
↑ neutron mass energy equivalent in MeV NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.
↑ neutron mass NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.
↑ first radiation constant NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.
↑ second radiation constant NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.
↑ Faraday constant NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.
↑ molar gas constant NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.
↑ Loschmidt constant (273.15 K, 100 kPa) NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.
↑ molar volume of ideal gas (273.15 K, 101.325 kPa) NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.
↑ Wien wavelength displacement law constant NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.
↑ Rydberg constant NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.
↑ Stefan-Boltzmann constant NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.
↑ Eyvind H. Wichmann: Fizyka kwantowa. Warszawa: PWN, 1973, s. 97–99.

Linki zewnętrzne

[1] speed of light in vacuum NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.

[2] Do 1998 roku nazywana przenikalnością magnetyczną próżni.

[nist1-3] Lista podstawowych stałych fizycznych. National Institute of Standards and Technology. s. 1. [dostęp 2012-10-14]. (ang.).

[4] tic constant NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.

[5] Do 1998 roku nazywana przenikalnością elektryczną próżni.

[6] tric constant NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.

[7] racteristic impedance of vacuum NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.

[8] Newtonian constant of gravitation NIST – CODATA Fundamental Physical Constants [dostęp 2022-03-30].

[:0-9] BIPM – measurement units [online], www.bipm.org [dostęp 2019-08-23] .

[10] Planck constant in eV s NIST Physical Reference Data – CODATA Fundamental Physical Constants.

[11] Planck constant over 2 pi NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.

[12] Planck constant over 2 pi in eV s NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.

[13] Planck mass NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.

[14] Planck length NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.

[15] Planck time NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.

[16] Bohr magneton NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.

[17] uclear magneton NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.

[18] Hartee energy NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.

[19] tomic mass constant NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.

[20] verse fine-structure constant NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.

[21] Bohr radius NIST – CODATA Fundamental Physical Constants [dostęp 2022-03-30].

[22] -structure constant NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.

[23] tron g factor NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.

[24] tron mass energy equivalent NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.

[25] tron mass energy equivalent in MeV NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.

[26] tron mass NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.

[27] tron mass in u NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.

[28] tron magnetic moment NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.

[29] tron charge to mass quotient NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.

[30] roton mass energy equivalent in MeV – CODATA Fundamental Physical Constants.

[31] roton gyromagnetic ratio NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.

[32] roton mass NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.

[33] roton magnetic moment NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.

[34] roton magnetic moment to Bohr magneton ratio NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.

[35] roton gyromagnetic ratio over 2 pi NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.

[36] utron mass energy equivalent in MeV NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.

[37] utron mass NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.

[38] rst radiation constant NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.

[39] second radiation constant NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.

[40] Faraday constant NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.

[41] r gas constant NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.

[42] Loschmidt constant (273.15 K, 100 kPa) NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.

[43] r volume of ideal gas (273.15 K, 101.325 kPa) NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.

[44] Wien wavelength displacement law constant NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.

[45] Rydberg constant NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.

[46] Stefan-Boltzmann constant NIST – CODATA Fundamental Physical Constants.

[47] Eyvind H. Wichmann: Fizyka kwantowa. Warszawa: PWN, 1973, s. 97–99.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

[23]

[24]

[25]

[26]

[27]

[28]

[29]

[30]

[31]

[32]

[33]

[34]

[35]

[36]

[37]

[38]

[39]

[40]

[41]

[42]

[43]

[44]

[45]

[46]

[47]

Jednostki podstawowe	długość Plancka czas Plancka masa Plancka ładunek Plancka temperatura Plancka
Jednostki pochodne	energia Plancka siła Plancka moc Plancka gęstość Plancka pulsacja Plancka ciśnienie Plancka natężenie Plancka napięcie Plancka opór Plancka pęd Plancka