物理定数

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物理定数（ぶつりていすう、ぶつりじょうすう）とは、値が変化しない物理量のことである。プランク定数や万有引力定数、アボガドロ数などは非常に有名なものである。例えばプランク長は物理的に最も短い距離であり、光速はこの世で最も速いスピードである。さらに、光子と電子の相互作用を具体化する微細構造定数のような無次元量もある。

以下に示す数値は、いずれも科学技術データ委員会(CODATA)が推奨するものである[1]。

（注）CODATAは、2011年6月2日に第6.0版を「2010CODATA」として発表した[2]。以下の一覧表は、その多くが2006CODATAのものであり、最新の数値が必要な場合は、こちら[1]に記載の数値を使うべきである。

目次

普遍定数[編集]

以下、括弧内の数値は標準不確かさを示す。例えば、6.673 84(80)×10−11は、6.673 84×10−11 ± 0.000 80×10−11 という意味である。

量 記号 値 相対標準不確かさ
真空のインピーダンス Z_0 = \mu_0 c \, 376.730 313 461... Ω 定義値
真空の誘電率 \epsilon_0 = 1 / ( \mu_0 c^2 )\, 8.854 187 817... × 10-12F·m-1 定義値
真空の透磁率 \mu_0 \, 4π × 10-7 N·A-2 = 1.2566 370 614... × 10-6 N·A-2 定義値
万有引力定数 G \, 6.673 84(80) × 10-11N·m2/kg2 1.5 × 10-4
プランク定数 h \, 6.626 069 57(29) × 10-34 J·s 1.7 × 10-7
ディラック定数 \hbar = h / (2 \pi) 1.054 571 726(47) × 10-34 J·s 1.7 × 10-7
真空中の光速 c,c_0 \, 299 792 458 m·s-1 定義値

電磁気学の定数[編集]

量 記号 値（SI単位） 相対標準不確かさ
ボーア磁子 \mu_B = e \hbar / 2 m_e 927.400 949(80) × 10-26 J·T-1 8.6 × 10-8
コンダクタンス量子 G_0 = 2 e^2 / h \, 7.748 091 733(26) × 10-5 S 3.3 × 10-9
クーロン定数 \kappa = 1 / 4\pi\epsilon_0 \, 8.987 742 438 × 109 N·m2C-2 定義値
ジョセフソン定数 K_J = 2 e / h \, 483 597.870(11) × 109 Hz· V-1 2.2 × 10-8
磁束量子 \phi_0 = h / 2 e \, 2.067 833 72(18) × 10-15 Wb 8.5 × 10-8
核磁子 \mu_N = e \hbar / 2 m_p 5.050 783 43(43) × 10-27 J·T-1 8.6 × 10-8
抵抗量子 R_0 = h / 2 e^2 \, 12 906.403 725(43) Ω 3.3 × 10-9
フォン・クリッツィング定数 R_K = h / e^2 \, 25 812.807 4434(84) Ω 3.2 × 10-10

原子・核物理学の定数[編集]

量 記号 値（SI単位） 相対標準不確かさ
ボーア半径 a_0 = \alpha / 4 \pi R_\infin \, 0.529 177 2108(18) × 10-10 m 3.3 × 10-9
フェルミ結合定数 G_F / (\hbar c)^3 1.166 39(1) × 10-5 GeV-2 8.6 × 10-6
微細構造定数 \alpha = \mu_0 e^2 c / (2 h) = e^2 / (4 \pi \epsilon_0 \hbar c) \, 7.297 352 568(24) × 10-3 3.3 × 10-9
ハートリーエネルギー E_h = 2 R_\infin h c \, 4.359 744 17(75) × 10-18 J 1.7 × 10-7
quantum of circulation h / 2 m_e \, 3.636 947 550(24) × 10-4 m2 s-1 6.7 × 10-9
リュードベリ定数 R_\infin = \alpha^2 m_e c / 2 h \, 10 973 731.568 539(55) m-1 5.0 × 10-12
トムソン断面積 (8 \pi / 3)r_e^2 0.665 245 873(13) × 10-28 m2 2.0 × 10-8
ワインバーグ角 \sin^2 \theta_W = 1 - (m_W / m_Z)^2 \, 0.222 15(76) 3.4 × 10-3

物理化学の定数[編集]

量 記号 値（SI単位） 相対標準不確かさ
原子質量単位（統一原子質量単位） m_u = 1 u \, 1.660 538 921(73) × 10-27 kg 4.4 × 10-8
アボガドロ定数 N_A, L \, 6.022 141 29(27) × 1023 mol-1 4.4 × 10-8
ボルツマン定数 k = R / N_A \, 1.380 6488(13) × 10-23 J·K-1 9.1 × 10-7
ファラデー定数 F = N_A e \, 96 485.3365(21)C·mol-1 2.2 × 10-8
第一放射定数   c_1 = 2 \pi h c^2 \, 3.741 771 53(17) × 10-16 W·m2 4.4 × 10-8
for spectral radiance c_{1L} \, 1.191 042 869(53) × 10-16 W · m2 sr-1 4.4 × 10-8
ロシュミット定数 温度:273.15 K, 気圧:101.325 kPaにおいて n_0 = N_A / V_m \, 2.686 7805(24) × 1025 m-3 9.1 × 10-7
気体定数 R \, 8.314 4621(75) J·K-1·mol-1 9.1 × 10-7
モルプランク定数 N_A h \, 3.990 312 7176(28) × 10-10 J · s · mol-1 7.0 × 10-10
理想気体のモル体積 温度:273.15 K, 気圧:100 kPaにおいて V_m = R T / p \, 22.710 953(21) × 10-3 m3 ·mol-1 9.1 × 10-7
温度:273.15 K, 気圧:101.325 kPaにおいて 22.413 968(20) × 10-3 m3 ·mol-1 9.1 × 10-7
Sackur-Tetrode定数 温度:1 K, 気圧:100 kPaにおいて S_0 / R = \frac{5}{2}
+ \ln\left[ (2\pi m_u k T / h^2)^{3/2} k T / p \right]		 -1.151 7047(44) 3.8 × 10-6
温度:1 K, 気圧:101.325 kPaにおいて -1.164 8677(44) 3.8 × 10-6
第二放射定数 c_2 = h c / k \, 1.438 7752(25) × 10-2 m·K 1.7 × 10-6
シュテファン＝ボルツマン定数 \sigma = (\pi^2 / 60) k^4 / \hbar^3 c^2 5.670 400(40) × 10-8 W·m-2·K-4 7.0 × 10-6
Wien displacement law constant b = (h c / k) / \, 4.965 114 231... 2.897 7685(51) × 10-3 m · K 1.7 × 10-6

協定値[編集]

量 記号 値（SI単位） 相対標準不確かさ
ジョセフソン定数の協定値[3] K_{J-90} \, 483 597.9 × 109 Hz · V-1 定義値
フォン・クリッツィング定数の協定値[4] R_{K-90} \, 25 812.807 Ω 定義値
モル質量 定数 M_u = M(\,^{12}\mbox{C}) / 12 1 × 10-3 kg · mol-1 定義値
炭素12 M(\,^{12}\mbox{C}) = N_A m(\,^{12}\mbox{C}) 12 × 10-3 kg · mol−1 定義値
標準重力加速度 g_n \,\! 9.806 65 m·s-2 定義値
標準大気圧 \mbox{atm} \, 101 325 Pa 定義値
量 記号 値 備考
電気素量[1] e 1.602 176 565(35)×10−19 C a
電子の静止質量 m_e \, 9.109 382 15(45)×10−31 kg a
陽子の静止質量 m_p \, 1.672 621 637(83)×10−27 kg a
中性子の静止質量 mn 1.674 927 16(13)×10−27 kg a
セルシウス度 0度 273.15 K（定義）  ?
電子の磁化モーメント μe -9.284 763 62(37)×10−24 J·T-1 a
自由電子のランデのg因子 ge 2.002 319 304 373 7(82) a
陽子磁気モーメント μp 1.410 607 61(47)×10−26 J·T-1  ?
陽子磁気回転比 γp 2.675 221 28(81)×108 s-1·T-1  ?
H2O中の陽子の磁気モーメント, μ'p μ'p / μB 1.520 993 129(17)×10−3  ?
H2O中の単位磁場あたりの陽子共鳴振動数 γ'p / (2π) 42.576 375 (13) M·Hz·T-1  ?

脚注[編集]

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  1. ^ a b Latest (2010) values of the constants
  2. ^ Constants bibliography
  3. ^ この値は、ジョセフソン効果を利用してボルトの値を現示するために国際的に採択されたものである。
  4. ^ この値は、量子ホール効果を利用してオームの値を現示するために国際的に採択されたものである。

参考文献[編集]

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関連項目[編集]

外部リンク[編集]

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