Большая советсткая энциклопедия Физические постоянные

Физические постоянные

Физические постоянные, физические константы, фундаментальные постоянные, мировые постоянные, численные коэффициенты, входящие в уравнения физических законов и являющиеся в ряде случаев масштабными характеристиками физических процессов и микрообъектов. К Ф. п. относятся: скорость света, Планка постоянная, заряд электрона, постоянные тонкой структуры, Авогадро, Ридберга и т.д. В число Ф. п. входят как независимые постоянные, так и их комбинации (например, постоянная тонкой структуры , где е – заряд электрона, – постоянная Планка, с – скорость света). Численные значения Ф. п. или их комбинаций находят на основе экспериментальных измерений и выражают в единицах какой-либо системы единиц. Получение из данных измерений наиболее точных и надёжных значений для всей совокупности Ф. п. называется согласованием Ф. п. Согласование включает анализ погрешностей измерений, определение надёжности измерений и вычисление наиболее согласующихся значений Ф. п. (наименьших квадратов методом).

С развитием техники физического эксперимента и физических теорий значения Ф. п. непрерывно уточняются, т.к. появляются новые экспериментальные и теоретические возможности определения Ф. п. Так, например, открытие Джозефсона эффекта позволило с высокой точностью измерить отношение e/h и существенно уточнить многие Ф. п. В табл. приведены рекомендуемые согласованные значения Ф. п. по состоянию на 1976.

Рекомендуемые согласованные значения фундаментальных констант

Величина	Обозначение	Значение (с указанием средней квадратической погрешности)*	Средняя квадратическая погрешность, 10-4%
Скорость света в вакууме	c	299792458(1,2) м×с-1	0,004
Постоянная тонкой структуры	a a-1	0,0072973506(60) 137,03604(11)	0,82 0,82
Элементарный заряд	e	1,6021892(46) ×10-19 К	2,9
Постоянная Планка	h ћ=h/2p	6,626176(36) ×10-34 Дж×с 1,0545887(57) ×10-34 Дж×с	5,4 5,4
Постоянная Авогадро	NA	6,022045(31) ×1023 моль-1	5,1
Масса покоя электрона	me	0,9109534(47) ×10-30 кг 5,4858026(21) ×10-4 а. е. м.	5,1 0,38
Отношение заряда электрона к его массе	e/me	1,7588047(49) ×10-11 к/кг-1	2,8
Масса покоя мюона	mm	1,883566(11) ×10-28 кг 0,11342920(26) а. е. м.	5,6 2,3
Масса покоя протона	mp	1,6726485(86) ×10-27 кг 1,007276470(11) а. е. м.	5,1 0,011
Масса покоя нейтрона	mn	1,6749543(86) ×10-27 кг 1,008665012(37) а. е. м.	5,1 0,037
Постоянная Фарадея	F = NAe	9,648456(27) ×104 к/моль	2,8
Квант магнитного потока	Ф0 = h/2e	2,0678506(54) ×10-15 вб	2,6
Постоянная Ридберга	R ¥	1,097373177(83) ×10-7 м-1	0,075
Радиус Бора	a0 =a/4 pR¥	0,52917706(44) ×10-10 м	0,82
Комптоновская длина и- волны электрона	lc =a2/2R ¥ lc/135 p =aa0	2,4263089(40) ×10-12 м 3,8615905(64) ×10-13 м	1,6 1,6
Ядерный магнетон	mN =eћ/2mp	5,050824(20) ×10-27 Дж×Тл-1	3,9
Магнетон Бора	mB =eћ/2me	9,274078(36) ×10-24 Дж×Тл-1	3,9
Магнитный момент электрона в магнетонах Бора	me/mb	1,0011596567(35)	0,0035
Магнитный момент протона в ядерных магнетонах	mp/mN	2,7928456(11)	0,38
Магнитный момент электрона	me	9,284832(36) ×10-24 Дж×Тл-1	3,9
Магнитный момент протона	mp	1,4106171(55) ×10-26 Дж×Тл-1	3,9
Магнитный момент протона в магнетонах Бора	mp/mN	1,521032209(16) ×10-3	0,011
Гиромагнитное отношение для протона	gp	2,6751987(75) ×108 с-1 ×Тл-1	2,8
Универсальная газовая постоянная	R	8,314441(26) Дж/(К ×моль)	31
Постоянная Больцмана	k = R/NA	1,380662(44) ×10-23 Дж/К	32
Постоянная Стефана – Больцмана	s = (p2/60) k4/ ћ 3c2	5,67032(71) ×10-8 Вт ×м-2 ×К-4	125
Гравитационная постоянная	G	6,6720(41) ×10-11 Н ×м2/кг2	615

* Значения Ф. п. даны в единицах Международной системы единиц (СИ). Число в скобках после численного значения величины указывает среднюю квадратическую погрешность (квадратичное отклонение) значения в его последних значащих цифрах.

Уточнение значений Ф. п. необходимо для проверки физических теорий – сравнения предсказаний теории с экспериментальными данными.

Многие измерения в современной физике и технике также требуют знания точных значений Ф. п. (например, скорости света в радиолокационных измерениях). Наконец, в метрологии точные значения Ф. п. необходимы для разработки воспроизводимых эталонов единиц физических величин.

Лит.: Тейлор Б., Паркер В., Лангенберг Д., Фундаментальные константы и квантовая электродинамика, пер. с англ., М., 1972; Рекомендуемые согласованные значения фундаментальных физических постоянных – 1973, "Успехи физических наук", 1975, т, 115, в. 4; Табл. стандартных справочных данных. Фундаментальные физические константы, М., 1976.

Л. Г. Асламазов.